Qu'est-ce qu'un bac anaérobie ?
Un réacteur anaérobie à circulation interne multi-étages est un appareil performant . Il présente l'avantage d'occuper moins d'espace, de supporter des charges organiques élevées, d'offrir une meilleure résistance aux chocs, une performance plus stable et une exploitation simplifiée. Ce type de réacteur est particulièrement adapté au traitement des eaux usées à forte concentration organique, telles que les eaux usées issues de la production d'amidon de maïs, d'acide citrique, de bière, de transformation de pommes de terre ou d'alcool.
Principe de fonctionnement du réservoir anaérobie
Après avoir ajusté le pH et la température des eaux usées dans la zone de mélange au fond du réacteur, et entièrement mélangées avec le mélange boue-eau du reflux de circulation externe dans la zone de lit d'expansion des boues granulaires pour la dégradation biochimique de la DCO, où le volume de DCO la charge est élevée, la majeure partie de la DCO de l'influent est dégradée ici, produisant une grande quantité de marais. En raison du travail de gonflement effectué sur le liquide lors de la formation de bulles de marais produit l'effet de soulèvement, qui fait monter le mélange de marais, de boues et d'eau, et après la dégradation dans l'aire de stationnement, le séparateur triphasé dans le mélange section de réacteur liquide, où le marais est séparé de la boue et de l'eau et exporté vers le système de traitement. Le mélange boue-eau descend ensuite le long du déflecteur vers la zone de mélange au fond du réacteur et pénètre à nouveau dans la zone du lit d'expansion des boues après s'être complètement mélangé avec l'eau affluente, formant ce que l'on appelle la circulation interne. En fonction de la charge DCO de l'influent et de la configuration du réacteur, le débit de retour de la circulation externe peut être de 0.5 à 10 fois le débit de l'influent. Les eaux usées traitées par le lit expansé continuent de monter à l'exception d'une partie des eaux usées impliquées dans la circulation, et les eaux usées entrent dans la zone de conditionnement pour le reste du processus de dégradation de la DCO et de production de méthane, ce qui améliore et garantit la qualité des effluents. Puisque la majeure partie de la DCO a été dégradée, la charge de DCO dans la zone de remblai est plus faible et le rendement est plus faible. Le méthane produit est collecté par un séparateur triphasique et exporté vers le système de traitement via la canalisation collectrice. Après que les eaux usées traitées dans la zone de remplissage ont été traitées par le séparateur triphasique, le surnageant traverse la zone d'affluent et la boue granulaire est renvoyée dans le lit de boue.
Caractéristique du réservoir anaérobie
Taux de chargement volumétrique élevé
Les réacteurs anaérobies présentent une biomasse élevée grâce à une forte circulation interne, un bon transfert de masse et une biomasse importante. Leur charge polluante à l'entrée est bien supérieure à celle d'un réacteur UASB classique et peut généralement être environ trois fois plus élevée. Lors du traitement d'eaux usées organiques à forte concentration, la charge volumique peut atteindre 15 à 30 kg DCO/m³ pour une DCO de 10 000 à 15 000 mg/l.
Résistance aux chocs
Grâce à la circulation interne du réacteur anaérobie , le volume d'eau en circulation peut atteindre 10 à 20 fois le volume d'eau entrante. Le mélange complet de l'eau en circulation avec l'eau entrante au fond du réacteur réduit la concentration de matières organiques, améliorant ainsi la résistance du réacteur aux variations de charge. Parallèlement, le volume d'eau important permet également aux boues au fond de se dilater, assurant un contact optimal entre les matières organiques présentes dans les eaux usées et les micro-organismes et optimisant ainsi le traitement.
Stabilité des effluents
Étant donné que le réservoir anaérobie fonctionne en série avec deux réacteurs UASB, celui du bas a un taux de charge organique élevé et joue le rôle de traitement « grossier », tandis que celui du haut a une faible charge et joue le rôle de traitement « fin », ce qui rend la qualité de l'effluent bonne et stable.
Avantage du réservoir anaérobie
a. La structure du réacteur anaérobie est simple et ingénieuse. La zone de sédimentation se situe en haut du réacteur, et les eaux usées y pénètrent par le bas et entrent en contact avec une grande quantité de bactéries anaérobies à travers le lit de boues. La matière organique contenue dans les eaux usées est décomposée par ces bactéries en biogaz (principalement composé de CH4 et de CO2). Lors de leur remontée, les eaux usées se mélangent au biogaz et aux matières solides issues des bactéries anaérobies. La séparation solide-liquide a lieu dans la chambre de gazage . L'eau purifiée est ensuite évacuée par le haut du réacteur, achevant ainsi le traitement des eaux usées. La majeure partie des boues issues de la zone de décantation peut être réintroduite dans le lit de boues du réacteur, assurant ainsi une biomasse suffisante. La première partie du processus consiste donc entièrement en une réaction biologique et une sédimentation. Le réacteur ne nécessite ni agitation mécanique, ni alimentation, et présente une structure simple, ainsi qu'une exploitation et une gestion aisées.
b. Les boues granulaires anaérobies peuvent être cultivées dans un réacteur. Pour le traitement de la plupart des eaux usées organiques, les boues granulaires anaérobies peuvent généralement être cultivées dans un réacteur, à condition que celui-ci soit exploité correctement. Les boues granulaires anaérobies se caractérisent par une activité élevée, une densité élevée, de bonnes performances de sédimentation et une biomasse importante dans le réacteur.
c. Grande adaptabilité à divers types d'eaux usées. Le réacteur peut traiter des eaux usées organiques à forte concentration (alcool, mélasse, acide citrique), à concentration moyenne (bière, déchets d'abattage, boissons gazeuses) et à faible concentration (eaux usées domestiques et municipales). Sa température de fonctionnement est d'environ 20 °C, et il peut fonctionner à 55 °C et 35 °C. Le réacteur est adapté au traitement de diverses eaux usées organiques issues de différentes industries, y compris celles contenant des substances toxiques et nocives.
Application du réservoir anaérobie
Système septique anaérobie
Une fosse septique anaérobie est un petit système de traitement qui sépare et décante les eaux usées domestiques et digère les boues par voie anaérobie. Le principe est le suivant : les matières solidifiées se décomposent au fond de la fosse, tandis que la couche supérieure de matières hydratées s’écoule dans la canalisation, évitant ainsi le colmatage et laissant suffisamment de temps pour l’hydrolyse des matières solidifiées (matières fécales et autres déchets).
Digesteur aérobie
Comme chacun sait, la principale cause de la pollution de l'eau est la matière organique. Cette dernière constitue une source d'énergie biomasse précieuse pour l'humanité. L'objectif des futurs efforts de protection de l'environnement est de développer de manière économique et efficace la valorisation énergétique de la biomasse issue des polluants organiques, afin d'assainir l'environnement tout en recyclant cette énergie. Le traitement biochimique est un système technologique basé sur le principe de la digestion et de la décomposition microbiennes des polluants organiques pour en extraire du carbone et de l'énergie. Compte tenu des différents processus, conditions et micro-organismes impliqués dans les réactions biochimiques, on peut distinguer deux grandes catégories de traitement : la dégradation aérobie et la dégradation anaérobie. Leurs mécanismes fondamentaux sont les suivants : Dégradation aérobie : matière organique + oxygène + micro-organismes aérobies – enzyme I, eau + dioxyde de carbone + nutriments inorganiques + énergie ; Dégradation anaérobie : matière organique + micro-organismes anaérobies et parthénogénétiques – enzyme I, produits de la digestion anaérobie + nutriments inorganiques + énergie.
Les digesteurs aérobies sont des cuves d'aération utilisées pour traiter les déchets, les boues primaires ou leurs mélanges. Ils sont souvent installés dans de petites unités avec aération profonde ou traitement de stabilisation par contact. La digestion aérobie est plus coûteuse que la digestion subaérobie des boues et ne nécessite pas de gaz. Les boues traitées sont inodores, stables, faciles à déshydrater, présentent moins de problèmes d'exploitation et requièrent un temps de rétention plus court.
Digesteur de boues
Un digesteur anaérobie de boues est le lieu où se déroule la digestion anaérobie des boues.
Digestion anaérobie des boues est le processus de stabilisation des boues par la décomposition de la matière organique biodégradable dans les boues en dioxyde de carbone, méthane et eau par des bactéries anaérobies parthénogéniques et des bactéries anaérobies spécialisées dans des conditions anaérobies, et est l'un des moyens courants de réduction et de stabilisation des boues. C'est-à-dire qu'il s'agit de l'une des méthodes de stabilisation des boues générées dans les stations d'épuration.
Principe de fonctionnement du digesteur anaérobie
Le digesteur anaérobie est l'endroit où se déroule la digestion anaérobie des boues. Ce processus consiste en la décomposition de la matière organique biodégradable contenue dans les boues en dioxyde de carbone, méthane et eau par des bactéries anaérobies parthénogénétiques et des bactéries anaérobies spécifiques, en conditions anaérobies. Son rôle est de réduire la teneur en matière organique des boues ou d'empêcher temporairement leur décomposition et la pollution de l'environnement.
La méthode anaérobie des boues activées pour le traitement des eaux usées organiques à haute concentration utilise principalement certaines bactéries anaérobies parthénogéniques et des bactéries anaérobies transitoires pour effectuer la fermentation du méthane dans des conditions anoxiques ou anaérobies afin de dégrader la matière organique en substances inorganiques telles que le dioxyde de carbone et le méthane. Parmi eux, il existe quatre étapes principales de la fermentation du méthane : l'étape d'hydrolyse, l'étape de fermentation (étape d'acidification), l'étape de production d'acide acétique et l'étape de production de méthane.