Systèmes SBR

Dans d’autres systèmes, tels que les systèmes SBR (Sequential Batch Reactor ou Réacteur à Batch Séquentiel : LUCAS®-1) ou hybrides (LUCAS®–2, 3 et 4), les deux procédés fondamentaux (aération et sédimentation) sont séparés seulement en temps, on peut parler de phases fondamentales. La succession des phases est répétée continuellement dans le temps. C’est pourquoi ces systèmes sont nommés “systèmes cycliques”.

Les phases successives sont : alimentation/aération et sédimentation/décharge. Après quelques heures d’aération, le système d’aération est arrêté et les boues sédimentent dans le même bassin. Quand les boues ont assez sédimenté, l’eau propre s’écoule vers le point de décharge. Ce même bassin est utilisé pour une phase d’alimentation/aération, c’est-à-dire que le recyclage de boues vers le bassin d’aération n’est pas nécessaire pour ces systèmes. Le surplus de boues, par suite de production de biomasse, est purgé de temps à autres vers le stockage/déshydratation des boues. Figure donne un schéma d’un système SBR.

• Alimentation

L’eau usée est alimentée dans le réacteur et mélangée avec les boues activées. Le réacteur est donc aéré et mélangé ou seulement mélangé si on désire implanter une étape de dénitrification. Pendant cette phase, les boues activées sont fortement chargées avec l’eau usée. Les boues activées absorbent les composés organiques biodégradables. On appelle cette phase la phase d’accumulation. On peut comparer ces conditions de procédés au sélecteur normalement installé dans un système conventionnel.

• Aération

Pendant la phase d’aération, les boues sont aérées (ou mélangées en cas de dénitrification). Il n’y a pas d’alimentation d’eau usée. Les boues digèrent le substrat biodégradable préalablement absorbé. Cette phase est appelée phase de régénération. L’alternance des phases d’alimentation et d’aération (accumulation-régénération) optimise le développement d’une population de boues activées de structure dense ayant des bonnes propriétés à décanter.

• Sédimentation

Pas d’alimentation d’eau usée pendant cette phase. L’aération et le mélange sont aussi arrêtés. On laisse le temps aux boues de s’agréger et se déposer tranquillement au fond du bassin. Les conditions idéales pour permettre une décantation des boues optimale: pas de flux d’eau à travers le réacteur; pas de contre courant empêchant la sédimentation des boues. Ces conditions idéales ne peuvent jamais être obtenues dans un système conventionnel muni d’un clarificateur secondaire.

• Décharge

Pendant cette phase, la partie haute/eau claire surnageant est vidangée du réacteur. Les boues continuent de sédimenter. On a de nouveau des conditions optimales de sédimentation qu’on ne pourrait avoir avec un système conventionnel.

Il est possible pendant cette phase de purger les boues en excès du réacteur. L’avantage de purger les boues durant cette phase réside dans le fait qu’elles sont concentrées au fond du bassin, moins de temps et d’efforts sont nécessaires.

Les plus importants avantages des systèmes cycliques sont la non nécessité de recirculation des boues (moins d’équipement : pompes, tuyaux, mécanismes de raclage), la simplicité du système (tous les procédés prennent place dans un seul bassin) et surtout la flexibilité (contrôle en temps).

Comparaison entre système conventionnel et système SBR

Un système SBR peut être composé d’un ou plusieurs bassins, chacun alternant entre phase de biodégradation et phase de sédimentation. La dégradation de la matière organique et la séparation entre l’effluent clair et la boue se fait dans chaque bassin mais à différents intervalles de temps (opération contrôlée en temps). Les temps nécessaires à chaque phase d’alimentation, régénération, sédimentation, rinçage et vidange déterminent la durée totale d’un cycle et peuvent être facilement ajustés à travers une matrice selon les caractéristiques de l’eau usée entrante. S’il est nécessaire de supprimer les nutriments, il est facile d’insérer une alternance entre phase aérée et phase seulement mélangée dans la matrice. Les systèmes de type SBR sont classés dans les systèmes de contrôle en temps.

Le nom de “fill-and-draw” (remplissage puis décharge) est généralement utilisé quand seulement un réacteur est utilisé pour toutes les phases. A partir du moment où l’on a deux bassins, on parle de système SBR. Chaque bassin fonctionne avec le même cycle, mais déplacé dans le temps de manière à permettre une alimentation continue du système global.