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Bioréacteurs à usage unique - Conception et principesArticle de référence | Réf : W4140 v1
Auteur(s) : Alain GRASMICK, Corinne CABASSUD, Mathieu SPERANDIO, Christelle WISNIEWSKI
Date de publication : 10 août 2007
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Nous allons considérer un exemple relatif au traitement d’un effluent présentant un débit moyen Q i de 1 000 m3 · j–1.
Dans cet exemple, le dimensionnement est rapporté aux flux moyens journaliers.
Cet effluent contient une concentration moyenne en matière organique de 800 mg DCO/L. Il est recherché un rejet n’excédant pas 80 mg/L en DCO (soit un rendement épuratoire sur la matière organique de 90 %) et 15 mg/L en MES.
On considèrera que le rapport MVS/MES dans l’eau brute est proche de 80 %.
L’épuration ne portant que sur l’élimination de la fraction organique et de la fraction particulaire, un seul réacteur biologique aérobie est nécessaire, associé à une étape de séparation membranaire.
Quatre conditions biologiques sont envisagées et seront alors comparées : le volume de réacteur, la production de boues et les besoins quotidiens en oxygène par unité de volume de réacteur :
procédé 1 : un BAC conventionnel (boues activées associées à une clarification aval par décantation gravitaire) présentant un âge de boues de 10 jours et une concentration en MES en régime stabilisé de 5 g/L ;
procédé 2 : un bioréacteur à membrane fonctionnant à fort âge des boues. En régime permanent, le temps de séjour des boues est de 40 j et la concentration en biomasse de 20 gMES/L ;
procédé 3 : un bioréacteur à membrane fonctionnant à faible âge des boues. En régime permanent, le temps de séjour des boues est de 10 j et la concentration en biomasse de 20 gMES/L ;
procédé 4 : un bioréacteur à membrane fonctionnant avec un âge des boues de 15 jours et une concentration en biomasse moyenne de 10 gMES/L.
Pour les systèmes BAM 2, 3 et 4, la partie séparation membranaire sera analysée en considérant les données suivantes :
l’installation membranaire va fonctionner avec des modules immergés présentant chacun une surface filtrante de 150 m2. Les membranes choisies présentent une perméabilité à l’eau propre de 150 L · h · m–2 · bar–1...
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BIOPROCÉDÉS
(1) - CHO, FANE - Fouling transients in nominally sub-critical flux operation of a membrane bioreactor. - J. Membr. Sci. 209, 391–403 (1999).
(2) - CHOO (K.H.), LEE (CH.) - Membrane fouling mechanisms in the membrane-coupled anaerobic bioreactor. - Water Research, 30, 1771-1780 (1996)
(3) - CORNEL (P.), KRAUSE (S.) - Membrane bioreactors in industrial wastewater treatment – European experiences, examples and trends. - Water Science and Technology, Volume 53, Issue 3, 37-44 (2006).
(4) - FIELD (R.W.), WU (D.), HOWELL (J.A.), GUPTA (B.B.) - Critical flux concept for microfiltration fouling. - J Membr. Sci., 100, 259-272 (1995).
(5) - HERBERT - The chemical composition of micro-organisms in environmental processes. - REC. Progress in Microbiol., 381-416 (1958).
(6) - HERMIA (J.) - « Constant pressure blocking filtration laws. Applications...
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