Étude d'un bioréacteur anaérobie à membranes immergées pour le traitement des eaux résiduaires

Study of an anaerobic membrane bioreactor with immersed membranes for wastewater treatment

• Auteur / Autrice : Manuel Rodriguez Susa
• Direction : Corinne Cabassud, Mathieu Sperandio
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bioréacteurs

Réacteurs à membrane

Méthanisation

Eaux usées -- Épuration -- Traitement biologique

Mots clés libres

Membrane immergée

Boue granulaire

Résumé

Un bioréacteur anaérobie à membranes a été étudié comme alternative technologique pour le traitement des eaux résiduaires. L'originalité de ce travail réside dans l'utilisation simultanée d'une biomasse de type granulaire et d'un système de membranes immergées. Le procédé a été étudié en continu pendant 300 jours sous conditions psychrophiles (20°C). Une caractérisation des conditions hydrauliques et de la répartition des particules dans le bioréacteur a été réalisée. Après 300 jours de travail, aucune diminution de la taille des granules microbiens et aucune perte d'activité méthanogène n'ont été observées, ceci démontrant l'intérêt d'un système de rétention immergé par rapport aux filtrations externes tangentielles. Un rendement d'élimination de la matière organique entre 86 et 90% ont été obtenues. La filtration membranaire a contribué significativement à cette élimination, surtout durant les périodes instables de fonctionnement du procédé biologique. Le rôle fondamental joué par les réactions biologiques dans le colmatage de la membrane a été démontré. Les produits microbiens solubles ont été identifiés parmi les molécules responsables d'une partie du colmatage par adsorption de la membrane. Enfin, la concentration en acides gras volatils, indiquant l'accumulation d'intermédiaires réactionnels et la libération de matières en suspensions, est apparu comme un indicateur du potentiel de colmatage

An anaerobic membrane bioreactor with membranes separation was studied as technological alternative for wastewater treatment. For the first time, anaerobic granular biomass was coupled with an immersed membrane system. The process was studied during 300 days at psychrophilic conditions (20°C). Hydraulic and particle characterization and were realized. At the end of operation the size and the methanogenic activity of anaerobic granules were maintained, showing the interest of immersed membrane system. Organic matter removal rate between 86% and 90% were obtained. The membrane filtration had a significant contribution on the organic matter removal, especially during the periods of biological instability. A very important effect of biological process on membrane fouling was observed. Soluble microbial products were showed as substances involved in the membrane fouling by adsorption. Finally, the transient accumulation of volatile fatty acids, indicating microbial products and suspended solids release, was suggested as a potential fouling index for the anaerobic process coupled at membranes