Le procédé hybride, à lit fluidisé placé dans un réacteur de type boues activées (IFAS), est une technologie de traitement du carbone et de l’azote très attractive pour les collectivités en raison de sa compacité et facilement adaptable pour la réhabilitation des stations d’épuration à boue activée (BA). L’objectif de ce travail est de déterminer les critères de dimensionnement du procédé IFAS en configuration trois bassins (anoxie/aérobie BA/aérobie IFAS) et d’apporter des recommandations sur les conditions de fonctionnement : charges massiques appliquées, oxygène dissous, séquençage de l’aération, configuration souhaitable. Pour cela, un pilote de 2,8 m³ alimenté en eau usée domestique a été conçu, instrumenté et étudié pendant 2,5 ans. Différentes charges massiques ont été appliquées et ont permis d’évaluer le dimensionnement possible du procédé. La configuration IFAS trois réacteurs doit être dimensionnée sur la base d’une charge massique appliquée de 0,25 à 0,30 kgDBO₅/kgMVS_LM/j sur le bassin biologique, associée à une concentration en MES de 2,3 g/L. Les âges de boues correspondant à ces charges varient de 4 à 5 jours dans la liqueur mixte (LM). La concentration en ammonium au rejet atteint 7 mgN/L avec un rendement de 85% à 16 °C. Le séquençage de l’aération dans le réacteur aérobie placé avant le réacteur IFAS (aérobie 1) est envisageable sans pénaliser les rendements de traitement. Ce séquençage permet, pendant les périodes non aérées, d’augmenter le volume en conditions anoxique et augmente ainsi le flux dénitrifié dans le réacteur biologique (+23%). Des propositions d’amélioration du transfert de l’oxygène en réacteur IFAS sont également présentées.

Thanks to its compactness and to its capacity to treat both organic matter and nitrogen at an affordable cost, the IFAS process represents an attractive solution to improve retrofitting-activated sludge plants performance. The main objective of this work is to optimize IFAS process with regards to enhance key operation parameters such as F/M ratio by experimental approaches. A 2.8 m³ pilot IFAS fed with raw wastewater was operated at the experimental hall of “La Feyssine” wastewater treatment plant, Villeurbanne, for a period of 2.5 years. The IFAS process was separated in 3 tanks to treat organic matter and total nitrogen separately (anoxic/aerobic, suspended/aerobic IFAS). A F/M ratio between 0.25 to 0.30 kgBOD5/kgVSS/d promote high degree of treatment capacity with acceptable removal rate (nitrogen and carbon). The sludge retention time in mixed liquor is about 4 to 5 days and the ammonium concentration in effluent reach 7 mgN/L at 16°C. To increase denitrification performance and bring more nitrogen substrate to IFAS tank, the first aerobic reactor was aerated a part of a journey (sequence). This configuration showed nitrogen removal up to 80% with 17 hO2/d and improve denitrification process.