eaux usées innovation biomasse filtration
A
Études
Assainissement
TSM 11 2020 - Page(s) 71-86

Comment éviter le colmatage irréversible des installations de biofiltration ?

How to prevent biofiltration systems from clogging?

Résumé

La biofiltration est une technologie compacte et efficace pour le traitement des effluents urbains. Certaines installations sont régulièrement touchées par un colmatage irréversible, nécessitant une opération curative pour retrouver sa capacité de traitement. Une première enquête menée en 2007 avait évalué l’ampleur du colmatage des biofiltres, et sensibilisé exploitants et concepteurs au phénomène. En 2018, une seconde enquête a réévalué l’ampleur du colmatage des biofiltres, a approfondi les causes et les moyens de détection de ce phénomène. Nous avons consulté les 128 biofiltres existants sur le territoire national ainsi que quelques installations d’autres pays européens, afin de collecter des données de construction et d’exploitation de différentes technologies (Biofor, Biostyr, Biolest, Biopur) fonctionnant dans différentes configurations. Nous avons également recueilli les informations concernant les cycles de lavage et la fréquence observée des colmatages irréversibles. Le taux de réponse a été de 33% donnant un échantillon de réponse représentatif du parc de biofiltres français. Nous avons montré que le colmatage irréversible semble en régression et touche principalement les installations en première étape de traitement (après le décanteur primaire). Le risque de colmatage irréversible est important au-delà de 5,8 kg de demande chimique en oxygène (DCO)/m3 matériau/cycle de filtration et de 2,1 kg de matières en suspension (MES)/m3 matériau/cycle. Néanmoins, il est également important pour des charges volumiques inférieures dans le cas d’effluents très organiques (ratios DCO/MES > 3,2), lié à une accumulation importante de biomasse malgré la faible charge en matières en suspension appliquée. L’étude a permis d’énoncer et de hiérarchiser des règles d’exploitation comprenant des indicateurs de dérive vers le colmatage irréversible, ainsi que des moyens de lutte préventifs et curatifs.

Abstract

Biofiltration is a compact and efficient technology for the treatment of urban effluents. On some facilities, clogging regularly occurs, requiring a curative operation to reach the treatment capacity. A first survey carried out in 2007 had assessed the extent of the biofilters clogging, making designers and operators aware of this phenomenon. In 2018, a second survey has evaluated the extent of biofilters clogging again, to propose causes and means to detect clogging. We contacted 128 existing biofilters in France as well as some facilities from other European countries, in order to collect data about design and operation of different technologies (Biofor, Biostyr, Biolest, Biopur) located in different configurations. We also obtained data about backwash and frequency of clogging. With an answer rate of 33%, we got a representative sample of the French facilities of biofiltration type. We have shown that the extent of clogging has decreased and it mainly affects the biofiltration located after the primary settling tank. The risk of clogging is important beyond 5.8 kg COD/m3 material/filtration cycle and 2.1 kg TSS/m3 material/cycle of volumetric loads. However, it also occurs for lower volumetric loads such as with very organic effluents (COD/TSS ratios > 3.2), linked to a significant accumulation of biomass despite a low suspended solids volumetric load. The study indicates the efficiency of operating rules, and provides indicators of occurrence of clogging, as well as preventive and curative solutions.

Mots clés : traitement des eaux usées, biofiltration, Colmatage irréversible, Charge volumique appliquée, Indicateurs de colmatage, Mesures curatives
Keywords : Wastewater treatment, Biofiltration, Clogging, Applied volumetric load, Clogging indicators, Curative solutions
https://doi.org/10.36904/tsm/202011071

1,2,4 Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (Inrae) – UR Reversaal – Villeurbanne

3 Toulouse Biotechnology Institute (TBI) – Université de Toulouse – CNRS – Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (Inrae) – Institut national des sciences appliquées (INSA) – Toulouse

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