CA2032248A1 - Support de biomasse nitrifiante, reacteur et procede biologique de nitrification aerobie d'effluents mettant en oeuvre un tel support procede d'elimination de composes azotes - Google Patents
Support de biomasse nitrifiante, reacteur et procede biologique de nitrification aerobie d'effluents mettant en oeuvre un tel support procede d'elimination de composes azotesInfo
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Abstract
L'invention concerne un réacteur de nitrification biologique aérobie d'effluents contenant des ions NH4+, caractérisé en ce que la biomasse nitrifiante est fixée sur un support sous forme granulaire qui joue le rôle de substrat pour la biomasse, et en ce que la nitrification se fait en lit agité ou fluidisé. L'invention concerne aussi un procédé biologique de nitrification aérobie d'effluents. Ce procédé s'applique tout particulièrement au traitement d'eaux usées en vue d'en éliminer l'azote ammoniacal.
Description
~0322~8 SUPPORT DE BIOMASSE ~ITRIFIAh'TE, REACTEUR ET PROCEDE
BIOLOGIQUE DE NITRIFICATION AEROBIE D'EFFLUENTS METTANT
EN OEFVRE ~N TEL SUPPORT PROC3 E D'~ L~INATION DE COMPOSES A~OTES
La presente invention concerne un procédé de traitemen~ d'eaux usées visant ~ éliminer l'azote ammoniacal (ou ion NH4 ~ e~ rortes concentrations.
On sale que l'azote ammoniacal ~ar~icipe au développement d'al-gues, ce qui peut conduire a l'eutrophisation des rivieres ou des lacs, est toxique pour la faune aquatique, accélère la corrcsion des con-duites en partlculier en cuivre et provoque une augmentatlon des besoins en chlore et des temps de contact nécessaires ~ une seérili-sation correcte des eaux a potabiliser.
Il existe plusieurs méthodes d'eli~ination de l'azote a~moniacal parmi lesquelles on peut distinguer :
- les méthodes de traitement p;~sico-chimique des eaux usées telles que l'oxydo-réduction de l'azo~e a~moniacal, l'e~traction des composés azotés par précipitation, échange d'ions ou stripping.
- les méthodes de traitement bioiogique où des ~icro-organismes assurent ia nitrification aérobie de l'azote a~moniacal.
Par nitri~ication des ions NH4~ on entend l'oxydation des ions N~4 en ions n~trite (N02 ) et/ou ~itrate (No32 ) et éventueliement l'oxydation des ions nitslte en ions nltrate.
Par nltrlfication biologique aérobie, on entend les réactions d'osydation, telles que définies ci-dessus, qui se déroulent en pré-sence d'air etlou d'oxygène et où des micro-organismes (bactérles...) e~ présence d'o~ygène assùsent ladite o~ytation.
La bio~asse la plus couramment utilisée est constltuée par un mélange de bactérles nitritsntes (par esemple les nltrosomonas) et de bactérles nitratantes (pas exe~ple nitrobacters).
On peut égaleme~t utiliser des bactéries nitrifiantes parmi lesquelles on peut citer les arthrobacter globiformis, les aspergillus flavus et les aspergillus ventli.
Dans les procédés biologiques de nltrification a~robie, on préfere en général fiser les micro-organismes ou biomasse sur un support solide sous ~orme granulaire ce qui permet d'atteindre de plus gra~tes concen-trations de biomasse dans le réacteur et d'éviter que les bactéries trop légères ne soient entraInées hors du reacteur.
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20322~8 Les supports connus sont inertes vis-3-vis de l'activité nitrifiante de la biomasse, c'est-à-dire qu'ils ne participent pas à la nitrification.
On peut citer les supports à base de charbon 5actif, de terres diatomées, de sable, de céramiques ou de perles de verre.
Tout particulièrement, l'invention concerne un réacteur de nitrification biologique aérobie d'effluents contenant des ions NH4+, caractérisé en ce que la biomasse 10nitrifiante est fixée sur un support sous forme granulaire qui joue le rôle de substrat pour la biomasse, de préférence à base de carbonate(s) solide(s) et en ce que la nitrification se fait en lit agité ou fluidisé.
L'invention concerne également un procédé de lSnitrification biologique aérobie d'effluents à l'aide d'un réacteur tel que défini précédemment.
L'invention concerne en outre un procédé
d'elimination des composés azotés contenus dans des effluents comprenant un procédé de dénitrification, de 20préférence biologique, couplé avec un procédé de nitrification bio}ogique tel que d~fini préc~demment.
Avantageusement on peut ajuster un taux de recyclage des effluents (par exemple eaux) dans le réacteur de nitrification pour obtenir une nitration majoritaire ou une 25nitration importante.
Les~;supports de biomasse mis au point par la demanderesse s~nt egalement sous forme granulaire mais jouent ~ le~ rale de subutrat pour la biomasse nitrifiante c'est-à-dire qu'ils sont consommés pendant la nitrification.
3~0Ils sont de préférence à base de carbonate(s) solide(s) dans les conditions de nitrification et peuvent tre~d'origin~e naturelle ou non; on peut citer CaCO3, MgCO3, la~do1omito, le calcaire, le corail et de préférence le maërl.
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., ,. , . . ~ .. , , . . . . . -2032~8 - 2a -Le maërl de coût peut élevé ne se désagrège pas facilement du fait de sa résistance mécanique élevée et permet un bon ancrage des micro-organismes.
Le support de biomasse conforme à l'invention peut être mis en oeuvre dans tout procédé de nitrification aérobie d'effluents aqueux en remplacement des supports inertes.
Après introduction du support dans le réacteur où
se déroule la nitrification des effluents, on ensemence ledit support avec la biomasse.
Pour cela, on peut par exemple prélever des bactéries nitrifiantes "en activité" dans un réacteur de nitrification.
Afin d'accélérer le processus d'ensemencement de lS la biomasse, on apporte en général aux effluents des éléments nutritifs sous forme liquide nécessaires pour la croissance et/ou l'entretien des micro-organismes jusqu'à
fixation d'une couche suffisamment épaisse desdits micro-organismes sur le support, que l'on désigne par "boues".
Parmi les éléments nutritifs, on peut citer les phosphates, le magnésium,le fer et le cuivre, certains amino-acides.
Les besoins en oxygène de la nitrification sont partiellement comblés par la présence de CO2 (HCO3 , C032 ), le reste est apporté par une aération (ou oxygénation) des effluents à nitrifier par exemple par barbotage d'air (ou d'oxygène) directement dans le réacteur ou en effectuant une aération (ou oxygénation) extérieure des effluents avant leur introduction dans le réacteur de nitrification (pré-aération).
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Le support et les boues nitr~fianees peuvent const~tuer un lit fl~e mais les échanges avec les effluents sont peu nombreux et donc peu efficaces.
On préfère mettre le lit en expansion, par exemple par un recy-clage des effluents sous forme d'un flux ascendaht en fond de réacteur.
La vitesse de fluidisation ne doit pas être trop ~levée sinon les boues risquent d'~etre arrachées du support et évacuées hors du réac-teus.
On parle plutôt de lit agité lorsque l'expansion volumique est inférieure ~ 30 Z te son volume au repos et te lit fluitisé quand elle est supérieure ~ 30 ~.
Dans le catre du procédé de ni~riflcation aérobie selon l'inven-tion le lit fluitisé est avantageusement préféré.
Le procéde de nitrification est particulièrement adapté pour des effluents dont la concentration en ~L est comprise entre 15 et ~ 500 mg/l.
En général les eaux de rivière ont des teneurs en N~4+ de 1'ordre tu mg/l, les eaux résiduaires urbaines en contiennent quelques dizaines de mg/l et les eaux résidualres lndustrielles notamment celles d'industries chimiques et agroal~mentaires, peuvent ren~ermer plusieurs centaines de mgll de Nd4+, volro qu-lques g¦l.
Lorsque les effluents sont assez riches en N~4+ (concentration supérieure à 100 mg/l) il est préférable de prévoir un recyclage des effluents vers le réacteur.
Le recyclage des effluents peut avan~ageusement assurer l'e~pan-sion du lit.
Le dév-loppement et la croissance de la bio~asse nitriflaste néce~sltent un p~ basique, compris en général entre 7 et 9 mais on a r~marqcé que les micro-organismes peuvent aussi se d~velopper a un p~
voisin de 6.
En général la température opératoire est comprlse entre 5 et 30~C, la crolssance des bactérles augmentant avec la terpérature.
On peut dlstinguer deux modes de fonctionne~ent du réacteur :
- pour un faible temps de sé~our des eaux tans le réacteur, la réaction chimique ma~oritalre est la nitritatlon de l'a~ronlaque . ~ . .
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. . . , , ~ : :--, :
~032248 - pour un temps de séjour élevé des eaux dans le réacteur, il y a nitritation de l'ammoniaque suivie d'une nitratation.
La demanderesse a également remarqué qu'une concentration importante de biomasse dans le réacteur favorise la nitratation de l'ammoniaque alors qu'une concentration plus faible favorise la nitritation.
Etant donné que le carbonate joue le r~le de substrat pour la biomasse, le support selon l'invention est consommé au fur et à mesure de la nitrification des effluents.
- Il faut donc veiller à ce que le substrat soit en quantité suffisante, d'une part pour pouvoir supporter la biomasse et d'autre part pour que la vitesse de lS nitrification des effluents ne diminue de facon significative.
Pour cela on peut par exemple associer un procédé
de nitrification conforme à l'invention avec un procédé de dénitrification biologique dans lequel l'activité
bact~rienne produit des nodules de carbonate de calcium qui peuvent servir de support de biomasse nitrifiante. Dans une teIle installation le réacteur de dénitrification est situé
en amont et le réacteur de nitrification en aval de sorte qu'il utilise le carbonate de calcium produit lors de la 25~ dénitrification à~la fois comme support et comme substrat de la biomasse.
La présente invention sera mieux comprise à la lectu;re de la description des exemples suivants, faite avec reference à la figure 1 de dessin qui représente un schéma d'écoulement d'un appareillage incluant un réacteur selon l'invention.~ Les~exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter.
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, ~32248 - 4a -A - DESCRIPTION DE L'INSTALLATION
5Le réacteur de nitrification biologique est constitué par une colonne B de hauteur: 1 m et de diamètre:
8cm surmontée d'un décanteur D.
Les effluents sont introduits dans la partie inférieure de la colonne C et une partie est recyclée par le 10fond de la colonne.
La pré-aération des effluents est effectuée .dans une colonne A identique ~ C dans laquelle on introduit l'air en fond de colonne et récupere les effluents après débullage dans un débulleur G dont une partie alimente le réacteur de - nitrification biologique, l'autre étant recyclée dans la colonne d'aération A. (voir Figure 1) .. . .. .. .
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BIOLOGIQUE DE NITRIFICATION AEROBIE D'EFFLUENTS METTANT
EN OEFVRE ~N TEL SUPPORT PROC3 E D'~ L~INATION DE COMPOSES A~OTES
La presente invention concerne un procédé de traitemen~ d'eaux usées visant ~ éliminer l'azote ammoniacal (ou ion NH4 ~ e~ rortes concentrations.
On sale que l'azote ammoniacal ~ar~icipe au développement d'al-gues, ce qui peut conduire a l'eutrophisation des rivieres ou des lacs, est toxique pour la faune aquatique, accélère la corrcsion des con-duites en partlculier en cuivre et provoque une augmentatlon des besoins en chlore et des temps de contact nécessaires ~ une seérili-sation correcte des eaux a potabiliser.
Il existe plusieurs méthodes d'eli~ination de l'azote a~moniacal parmi lesquelles on peut distinguer :
- les méthodes de traitement p;~sico-chimique des eaux usées telles que l'oxydo-réduction de l'azo~e a~moniacal, l'e~traction des composés azotés par précipitation, échange d'ions ou stripping.
- les méthodes de traitement bioiogique où des ~icro-organismes assurent ia nitrification aérobie de l'azote a~moniacal.
Par nitri~ication des ions NH4~ on entend l'oxydation des ions N~4 en ions n~trite (N02 ) et/ou ~itrate (No32 ) et éventueliement l'oxydation des ions nitslte en ions nltrate.
Par nltrlfication biologique aérobie, on entend les réactions d'osydation, telles que définies ci-dessus, qui se déroulent en pré-sence d'air etlou d'oxygène et où des micro-organismes (bactérles...) e~ présence d'o~ygène assùsent ladite o~ytation.
La bio~asse la plus couramment utilisée est constltuée par un mélange de bactérles nitritsntes (par esemple les nltrosomonas) et de bactérles nitratantes (pas exe~ple nitrobacters).
On peut égaleme~t utiliser des bactéries nitrifiantes parmi lesquelles on peut citer les arthrobacter globiformis, les aspergillus flavus et les aspergillus ventli.
Dans les procédés biologiques de nltrification a~robie, on préfere en général fiser les micro-organismes ou biomasse sur un support solide sous ~orme granulaire ce qui permet d'atteindre de plus gra~tes concen-trations de biomasse dans le réacteur et d'éviter que les bactéries trop légères ne soient entraInées hors du reacteur.
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20322~8 Les supports connus sont inertes vis-3-vis de l'activité nitrifiante de la biomasse, c'est-à-dire qu'ils ne participent pas à la nitrification.
On peut citer les supports à base de charbon 5actif, de terres diatomées, de sable, de céramiques ou de perles de verre.
Tout particulièrement, l'invention concerne un réacteur de nitrification biologique aérobie d'effluents contenant des ions NH4+, caractérisé en ce que la biomasse 10nitrifiante est fixée sur un support sous forme granulaire qui joue le rôle de substrat pour la biomasse, de préférence à base de carbonate(s) solide(s) et en ce que la nitrification se fait en lit agité ou fluidisé.
L'invention concerne également un procédé de lSnitrification biologique aérobie d'effluents à l'aide d'un réacteur tel que défini précédemment.
L'invention concerne en outre un procédé
d'elimination des composés azotés contenus dans des effluents comprenant un procédé de dénitrification, de 20préférence biologique, couplé avec un procédé de nitrification bio}ogique tel que d~fini préc~demment.
Avantageusement on peut ajuster un taux de recyclage des effluents (par exemple eaux) dans le réacteur de nitrification pour obtenir une nitration majoritaire ou une 25nitration importante.
Les~;supports de biomasse mis au point par la demanderesse s~nt egalement sous forme granulaire mais jouent ~ le~ rale de subutrat pour la biomasse nitrifiante c'est-à-dire qu'ils sont consommés pendant la nitrification.
3~0Ils sont de préférence à base de carbonate(s) solide(s) dans les conditions de nitrification et peuvent tre~d'origin~e naturelle ou non; on peut citer CaCO3, MgCO3, la~do1omito, le calcaire, le corail et de préférence le maërl.
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., ,. , . . ~ .. , , . . . . . -2032~8 - 2a -Le maërl de coût peut élevé ne se désagrège pas facilement du fait de sa résistance mécanique élevée et permet un bon ancrage des micro-organismes.
Le support de biomasse conforme à l'invention peut être mis en oeuvre dans tout procédé de nitrification aérobie d'effluents aqueux en remplacement des supports inertes.
Après introduction du support dans le réacteur où
se déroule la nitrification des effluents, on ensemence ledit support avec la biomasse.
Pour cela, on peut par exemple prélever des bactéries nitrifiantes "en activité" dans un réacteur de nitrification.
Afin d'accélérer le processus d'ensemencement de lS la biomasse, on apporte en général aux effluents des éléments nutritifs sous forme liquide nécessaires pour la croissance et/ou l'entretien des micro-organismes jusqu'à
fixation d'une couche suffisamment épaisse desdits micro-organismes sur le support, que l'on désigne par "boues".
Parmi les éléments nutritifs, on peut citer les phosphates, le magnésium,le fer et le cuivre, certains amino-acides.
Les besoins en oxygène de la nitrification sont partiellement comblés par la présence de CO2 (HCO3 , C032 ), le reste est apporté par une aération (ou oxygénation) des effluents à nitrifier par exemple par barbotage d'air (ou d'oxygène) directement dans le réacteur ou en effectuant une aération (ou oxygénation) extérieure des effluents avant leur introduction dans le réacteur de nitrification (pré-aération).
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Le support et les boues nitr~fianees peuvent const~tuer un lit fl~e mais les échanges avec les effluents sont peu nombreux et donc peu efficaces.
On préfère mettre le lit en expansion, par exemple par un recy-clage des effluents sous forme d'un flux ascendaht en fond de réacteur.
La vitesse de fluidisation ne doit pas être trop ~levée sinon les boues risquent d'~etre arrachées du support et évacuées hors du réac-teus.
On parle plutôt de lit agité lorsque l'expansion volumique est inférieure ~ 30 Z te son volume au repos et te lit fluitisé quand elle est supérieure ~ 30 ~.
Dans le catre du procédé de ni~riflcation aérobie selon l'inven-tion le lit fluitisé est avantageusement préféré.
Le procéde de nitrification est particulièrement adapté pour des effluents dont la concentration en ~L est comprise entre 15 et ~ 500 mg/l.
En général les eaux de rivière ont des teneurs en N~4+ de 1'ordre tu mg/l, les eaux résiduaires urbaines en contiennent quelques dizaines de mg/l et les eaux résidualres lndustrielles notamment celles d'industries chimiques et agroal~mentaires, peuvent ren~ermer plusieurs centaines de mgll de Nd4+, volro qu-lques g¦l.
Lorsque les effluents sont assez riches en N~4+ (concentration supérieure à 100 mg/l) il est préférable de prévoir un recyclage des effluents vers le réacteur.
Le recyclage des effluents peut avan~ageusement assurer l'e~pan-sion du lit.
Le dév-loppement et la croissance de la bio~asse nitriflaste néce~sltent un p~ basique, compris en général entre 7 et 9 mais on a r~marqcé que les micro-organismes peuvent aussi se d~velopper a un p~
voisin de 6.
En général la température opératoire est comprlse entre 5 et 30~C, la crolssance des bactérles augmentant avec la terpérature.
On peut dlstinguer deux modes de fonctionne~ent du réacteur :
- pour un faible temps de sé~our des eaux tans le réacteur, la réaction chimique ma~oritalre est la nitritatlon de l'a~ronlaque . ~ . .
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~032248 - pour un temps de séjour élevé des eaux dans le réacteur, il y a nitritation de l'ammoniaque suivie d'une nitratation.
La demanderesse a également remarqué qu'une concentration importante de biomasse dans le réacteur favorise la nitratation de l'ammoniaque alors qu'une concentration plus faible favorise la nitritation.
Etant donné que le carbonate joue le r~le de substrat pour la biomasse, le support selon l'invention est consommé au fur et à mesure de la nitrification des effluents.
- Il faut donc veiller à ce que le substrat soit en quantité suffisante, d'une part pour pouvoir supporter la biomasse et d'autre part pour que la vitesse de lS nitrification des effluents ne diminue de facon significative.
Pour cela on peut par exemple associer un procédé
de nitrification conforme à l'invention avec un procédé de dénitrification biologique dans lequel l'activité
bact~rienne produit des nodules de carbonate de calcium qui peuvent servir de support de biomasse nitrifiante. Dans une teIle installation le réacteur de dénitrification est situé
en amont et le réacteur de nitrification en aval de sorte qu'il utilise le carbonate de calcium produit lors de la 25~ dénitrification à~la fois comme support et comme substrat de la biomasse.
La présente invention sera mieux comprise à la lectu;re de la description des exemples suivants, faite avec reference à la figure 1 de dessin qui représente un schéma d'écoulement d'un appareillage incluant un réacteur selon l'invention.~ Les~exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter.
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, ~32248 - 4a -A - DESCRIPTION DE L'INSTALLATION
5Le réacteur de nitrification biologique est constitué par une colonne B de hauteur: 1 m et de diamètre:
8cm surmontée d'un décanteur D.
Les effluents sont introduits dans la partie inférieure de la colonne C et une partie est recyclée par le 10fond de la colonne.
La pré-aération des effluents est effectuée .dans une colonne A identique ~ C dans laquelle on introduit l'air en fond de colonne et récupere les effluents après débullage dans un débulleur G dont une partie alimente le réacteur de - nitrification biologique, l'autre étant recyclée dans la colonne d'aération A. (voir Figure 1) .. . .. .. .
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2~2248 B - AR~ISSAGE ET ENSEMENCE~ENT DU REACTE~R
On introduit 14 g/l de maërl de granulométrie comprise entre 0,05 et 0,20 ~ soit 70 g.
Le maërl est un carbonate mixte de calcium et de magnésium.
On prélève 4,5 g de biomasse dans un reacteur de nitrification biologique en activité puis on al1mente le réacteur avec une solution d'alimentation contenant 40 mg/l de (N~4)2C03, 43 mg/l de RHC03. 37 mg/l te R2C03 et 2 mg/l de P sous ~or~e de R~2P04.
Au bout de 10 heures, le réacteur de nitrificatlon est en régime s~ationnaire.
C - RESUITATS EN CONTINC' On mesure la vltesse de recyclage ~o (en m/h), le tébit d'alimentation du réacteur Q (en l/h), le tébit de recyclage RQ (en lth), la qua~tité de biomasse au sein du réacteur Bi (en g/l).
On mesure les concentrations inltiales en ammoniaque (exprimées en mg/l d'azote):
- au sein du réacteur : N-(N~4 )O
(N-N~4 )O + R x N-(NH4 )f N (N~ +) 1 ~ R
- à l'entrée tu réacteur :
(N N~4 ) ~ et les concentrations des effluents en N~4+, N02 et No32 (exprimées en mg/l d'azote) :
N-(N~4 )f , N-(N02 )f et N-(N032 )f , N02 etant mesuré selon la nor~e ~F T 90-013 et No32 selon la norme NF T 90-012.
Les résultats sont indiqués dans le tableau.
Le reacteur est utilise en lit fluidlse (vitesse de recyclage comprise entre 4 et 8 m/h).
On atudie le fonctionnement du reacteur pour des concentrations initiales en ammoniaque comprises entre 20 et 500 mg/l.
On note quc pour une concentration inltiale en ammoniaque de l'ordre de 25 mg/l ee un taux de recyclage égal a en~iron 7, on obtient une nltrlflcation totale de l'ammonlaque. Pour une concentration inltiale en ammoniaque de l'ortre de 25 mg/l et un taux de recyclage ~03~2~
egal à environ 2, on obtient une bonne ellmination de N~4 avec formation majorieaire de No32 , permettant un fonctionnement dutit reacteur couple avec un réacteur de denlerffication.
E%EMPLE 2 On utilise un reacteur de volume 60 1 et de hauteur 2 m de mêmes caracteristiques que celui de l'E~e~ple 1 garni de maërl de granulométrie moyenne egale à 0,1 mm (concentration en maërl du reacteur : 7 g/l).
Le reacteur est utilise en lit fluidise (~itesse de recyclage comprise entre 4 et 8 m/h).
On étudie le fonctionnement du reacteur pour des concentrations initiales en ammoniaque comprises entre 20 et 500 mg/l.
On note que pour une concentration initiale en ammoniaque de l'ordre de 25 mgll et un taux de recyclage egal à environ 7, on obtient une nitrification totale de l'ammoniaque. Pour une concentration initiale en ammoniaque de 1'ordre de 25 mg~l et un taux de recyclage éga; à environ 2, on obtient une bonne eliminatlon de N~4+ avec formation ma~oritaire de NO3 , permettant un fonctionnement dudit réacteur couplé avec un reacteur de dénitrification.
2~322~
T A B L E A U
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !! Uo ! Q ! RQ ! Bi ! (N-~E4 )o!N~N~4 ) !N~N~4 )f!N~NO2 )f!NN032 )f!Remarques!
! !_! !_! !_ ! ! ! _ ! ! -! ! ! ! ! !! ! ! ! !
! ô,4! 1,91 42 !22,5! 100 !62 !60 ! 18 ! 8 ! 6,8! ~ ! 34 !28 ! 109 !57,2 !64,5 ! 5 !23 ! 5,4! ! 27 !32,5! 105 !44,5 !40,2 ! 1 !40 ! 4 ! 2'2! 20 !36 ! 100 !28,5 !28,5 !< 0,1 ! 58 . ~
! ! ! ! ! !! ! ! ! !
! ! 0,1! 19 !36 ! 465 !2,44!< 0,1 ! 40 ! 380 ! ! 0,2! ~ ! ~ ! 490 !2,56!0,1 ! 210 ! 230 ! Bi - 10 !
' 22 3 !11,40!4,8 ! 340 ! 110 !-0,66 Uo !
! ! 0,4! 5'3 ! 122 ! 115 ! 270 ! 60 !qdUo<4mJh!
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
! ! 1 ! 48 !21,5! 23 ! ! 0 ! 0 ! 23 ! ! 51 1,2 50 ! 10 ! 12 ! 35 ! ! ! ! ! 93 ! ! 25 ~35 ~15!20 ~40!
! ! ! ! ! 254 ! ! 200 !30 ! 20 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
! ! ~ ! ! ! ! . ! ! ! !
! ! 2,5!17,5!35,5! 25 !3,53 ! 0 !< 0,1 ! 21 ! ! 5 115 ! ! !6,28 !0,25! 5 ! 15 ! 4 1 6 t 14 1 ! !9,75 !3,4 ! 8,1 ! 10,5 ! 1 8 !12 !36 ! !15,25 !8,7 !13,5 !
! ! 10 ! 10 ! ! !18,60 !12,2 !10 ! < 0,5 ! ! ! ! ! !! ! ! ! !
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On introduit 14 g/l de maërl de granulométrie comprise entre 0,05 et 0,20 ~ soit 70 g.
Le maërl est un carbonate mixte de calcium et de magnésium.
On prélève 4,5 g de biomasse dans un reacteur de nitrification biologique en activité puis on al1mente le réacteur avec une solution d'alimentation contenant 40 mg/l de (N~4)2C03, 43 mg/l de RHC03. 37 mg/l te R2C03 et 2 mg/l de P sous ~or~e de R~2P04.
Au bout de 10 heures, le réacteur de nitrificatlon est en régime s~ationnaire.
C - RESUITATS EN CONTINC' On mesure la vltesse de recyclage ~o (en m/h), le tébit d'alimentation du réacteur Q (en l/h), le tébit de recyclage RQ (en lth), la qua~tité de biomasse au sein du réacteur Bi (en g/l).
On mesure les concentrations inltiales en ammoniaque (exprimées en mg/l d'azote):
- au sein du réacteur : N-(N~4 )O
(N-N~4 )O + R x N-(NH4 )f N (N~ +) 1 ~ R
- à l'entrée tu réacteur :
(N N~4 ) ~ et les concentrations des effluents en N~4+, N02 et No32 (exprimées en mg/l d'azote) :
N-(N~4 )f , N-(N02 )f et N-(N032 )f , N02 etant mesuré selon la nor~e ~F T 90-013 et No32 selon la norme NF T 90-012.
Les résultats sont indiqués dans le tableau.
Le reacteur est utilise en lit fluidlse (vitesse de recyclage comprise entre 4 et 8 m/h).
On atudie le fonctionnement du reacteur pour des concentrations initiales en ammoniaque comprises entre 20 et 500 mg/l.
On note quc pour une concentration inltiale en ammoniaque de l'ordre de 25 mg/l ee un taux de recyclage égal a en~iron 7, on obtient une nltrlflcation totale de l'ammonlaque. Pour une concentration inltiale en ammoniaque de l'ortre de 25 mg/l et un taux de recyclage ~03~2~
egal à environ 2, on obtient une bonne ellmination de N~4 avec formation majorieaire de No32 , permettant un fonctionnement dutit reacteur couple avec un réacteur de denlerffication.
E%EMPLE 2 On utilise un reacteur de volume 60 1 et de hauteur 2 m de mêmes caracteristiques que celui de l'E~e~ple 1 garni de maërl de granulométrie moyenne egale à 0,1 mm (concentration en maërl du reacteur : 7 g/l).
Le reacteur est utilise en lit fluidise (~itesse de recyclage comprise entre 4 et 8 m/h).
On étudie le fonctionnement du reacteur pour des concentrations initiales en ammoniaque comprises entre 20 et 500 mg/l.
On note que pour une concentration initiale en ammoniaque de l'ordre de 25 mgll et un taux de recyclage egal à environ 7, on obtient une nitrification totale de l'ammoniaque. Pour une concentration initiale en ammoniaque de 1'ordre de 25 mg~l et un taux de recyclage éga; à environ 2, on obtient une bonne eliminatlon de N~4+ avec formation ma~oritaire de NO3 , permettant un fonctionnement dudit réacteur couplé avec un reacteur de dénitrification.
2~322~
T A B L E A U
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Claims (11)
1. Réacteur de nitrification biologique aérobie d'effluents contenant des ions NH4+, caractérisé en ce que la biomasse nitrifiante est fixée sur un support sous forme granulaire qui joue le rôle de substrat pour la biomasse, et en ce que la nitrification se fait en lit agité ou fluidisé.
2. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le support de biomasse nitrifiante est à base de carbonate(s) solide(s).
en ce que le support de biomasse nitrifiante est à base de carbonate(s) solide(s).
3. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le support de biomasse nitrifiante contient du CaCO3 et/ou du MgCO3.
en ce que le support de biomasse nitrifiante contient du CaCO3 et/ou du MgCO3.
4. Réacteur selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le support de biomasse nitrifiante contient du CaCO3 et/ou du MgCO3.
en ce que le support de biomasse nitrifiante contient du CaCO3 et/ou du MgCO3.
5. Réacteur selon la revendication 4, caractérisé
en ce que le support de biomasse nitrifiante est à base de maërl.
en ce que le support de biomasse nitrifiante est à base de maërl.
6. Réacteur selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le lit est en état d'expansion et en ce que l'expansion du lit est assurée par un recyclage partiel des effluents.
7. Réacteur selon la revendication 5, caractérisé
en ce que le lit est en état d'expansion et en ce que l'expansion du lit est assurée par un recyclage partiel des effluents.
en ce que le lit est en état d'expansion et en ce que l'expansion du lit est assurée par un recyclage partiel des effluents.
8. Procédé de nitrification biologique aérobie d'effluents à l'aide d'un réacteur tel que défini dans la revendication 1, 2, 3, 4, 5 ou 7.
9. Procédé d'élimination des composés azotés contenus dans des effluents comprenant un procédé de dénitrification, couplé avec un procédé de nitrification biologique selon la revendication 8.
10. Procédé d'élimination des composes azotés contenus dans des effluents comprenant un procédé de dénitrification biologique, couplé avec un procédé de nitri-fication biologique selon la revendication 8.
11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'on ajuste un taux de recyclage des effluents dans le réacteur de nitrification pour obtenir une nitritation majoritaire ou une nitratation importante.
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| FR8916642A FR2655974B1 (fr) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Support de biomasse nitrifiante, reacteur et procede biologique de nitrification aerobie d'effluents mettant en óoeuvre un tel support procede d'elimination de composes azotes. |
| FR8916642 | 1989-12-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA 2032248 Abandoned CA2032248A1 (fr) | 1989-12-15 | 1990-12-14 | Support de biomasse nitrifiante, reacteur et procede biologique de nitrification aerobie d'effluents mettant en oeuvre un tel support procede d'elimination de composes azotes |
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| EP (1) | EP0433139A1 (fr) |
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