CEBEDEAU • BeFLOW ou la métamorphose en boue granulaire

L’AVENTURE DES BOUES GRANULAIRES AU CEBEDEAU

L’aventure a commencé en 2009, au retour d’un colloque où le sujet fut évoqué, et intégré par la R&D comme technologie d’avenir : premiers pilotes et premiers granules, certes imparfaits mais prometteurs. La volonté de poursuivre ce travail et le développement des techniques de la biologie moléculaire nous ont conduit à mener une première recherche co-financée par le SPW (Recherche collective BIAGRA – BIomasse Aérobie GRAnulaire – 2013-2015) en collaboration avec le service de microbiologie de l’UCL.

A la suite des premiers résultats très encourageants, la société exelio a conclu un partenariat avec le CEBEDEAU pour développer un procédé à boues granulaires dans une configuration SBR. Au terme de la recherche (2016 – 2019), le procédé GRASS® (Granulated Activated Sludge System) est né. Procédé compact grâce à une vitesse de sédimentation élevée, il a démontré d’excellentes capacité d’épuration des eaux usées industrielles (dont N et P), avec une réduction significative de la consommation d’énergie. BeFLOW® est la deuxième concrétisation des recherches conduites au sein du CEBEDEAU sur la boue granulaire, en partenariat avec la société John Cockerill (2019-2021). Le défi de la recherche BeFLOW® était de réussir à développer de la boue granulaire pour des stations à boues activées fonctionnant en mode continu, avec des eaux urbaines plus diluées. Ce qui n’existait pas à ce moment : en rénovation, les seules applications granulaires consistaient à transformer les stations classiques en stations séquentielles.

Tout cela fut développé pendant plusieurs années au CEBEDEAU sur des pilotes jusqu’à 500 L avant d’être appliqué en conditions réelles sur des plates-formes de plusieurs dizaines de m³, construites par exelio (GRASS®) et John Cockerill (BEFLOW®). Ce dernier, encore installé à la station d’épuration de Namur, a livré ses derniers résultats fin 2021.

LA MAITRISE DE LA GRANULATION

Les deux axes principaux de la granulation (métabolique, mise en réserve et physique, tri des amas bactériens) doivent ainsi être maitrisés dans des conditions de charge polluante et hydraulique variable. La mise en réserve du carbone sous forme de PHA est bien connue dans le processus de déphosphatation biologique mais elle s’accompagne également de la production de substances polymérisées externes (EPS) qui jouent un rôle prépondérant dans la structuration de la biomasse en granule. La mise en place d’une zone anaérobie à forte charge dont le volume s’adapte aux caractéristiques de l’influent a permis de maîtriser le processus de festin/famine et donc la mise en réserve.

La stratégie pour appliquer la seconde pression de sélection diverge selon la configuration du procédé : séquentielle ou continu. Dans le second cas (procédé Beflow®), un classificateur à biomasse est intercalé en amont du décanteur final, ce dernier ayant alors fonction de polissage de l’effluent.

Au final, la boue développe une vitesse de sédimentation bien meilleure avec un impact important sur le volume des ouvrages. Avec de surcroit une déphosphatation biologique plus performante (cf. maîtrise de la mise en réserve, donc moins ou pas de réactifs) et un contrôle sélectif des purges de boues offrant des perspectives non seulement en termes de sélection physique mais également métabolique.