Ces trois types de réacteurs anaérobies représentent en réalité l’évolution de la technologie de traitement biologique anaérobie, de basique à hautement intégrée. Nous pouvons les considérer comme les modèles « de base », « améliorés » et « super ».
Explication détaillée de la structure interne et du principe de fonctionnement
1. UASB (modèle de base : réaction en une -étape)
* Structure interne : structure la plus simple, elle peut être considérée comme un réservoir de réaction à une seule couche-. Les eaux usées entrent par le bas et s'écoulent vers le haut à travers le lit de boues. Un séparateur triphasé mono-couche-est situé au sommet, chargé de séparer le biogaz, les boues et l'eau.
* Principe de fonctionnement : il ne dispose pas d'un système de circulation forcée ; il repose entièrement sur le mélange naturel du flux entrant et du biogaz généré. Les boues forment un « lit de boues » au fond du réacteur, qui se décompose au fur et à mesure du passage des eaux usées.
* Caractéristiques : structure simple, faible coût, aucune alimentation externe requise, mais l'effet de mélange est généralement moyen, sujet aux zones mortes et a une résistance aux chocs relativement faible.
2. EGSB (version améliorée : lit étendu à haut-débit-débit)
* Structure interne : basé sur l'UASB, le réservoir est rendu plus haut et plus mince (rapport hauteur-/-diamètre élevé). Sa caractéristique structurelle la plus importante est l'inclusion d'un système de circulation externe (pompe de retour), qui pompe les effluents traités vers l'entrée.
* Principe de fonctionnement : La pompe de circulation externe augmente de force la vitesse d'écoulement ascendante de l'eau (atteignant 3 à 10 m/h), mettant l'ensemble du lit de boues dans un état « expansé » ou même « fluidisé ». Cette agitation intense élimine les zones mortes, assurant un contact parfait entre les eaux usées et les boues.
* Caractéristiques : efficacité de transfert de masse extrêmement élevée et forte résistance aux chocs, mais en raison de la nécessité d'une pompe de circulation externe, sa consommation d'énergie de fonctionnement est la plus élevée des trois.
3. IC (Super Version : Circulation interne double -couche)
* Structure interne : essentiellement deux réacteurs UASB empilés verticalement, dotés d'un séparateur triphasé à deux-étages-. Sa structure de base se compose de la colonne montante interne de biogaz (tuyau de flux ascendant) et du tuyau de retour des boues (tuyau de flux descendant).
* Principe de fonctionnement : la grande quantité de biogaz générée dans la première chambre de réaction inférieure agit comme une pompe à air, aspirant le mélange boues-eau vers le haut via le tuyau montant. Après dégazage en haut, le mélange boues-eau retombe automatiquement vers le bas via le tuyau de retour, formant un puissant système de circulation interne qui ne nécessite aucune énergie externe. La deuxième chambre de réaction supérieure « traite ensuite finement » les eaux usées.
* Caractéristiques : capacité de traitement extrêmement élevée, encombrement minimal (en raison de sa hauteur), résistance aux chocs la plus élevée (la circulation interne dilue automatiquement l'influent) et pas besoin de pompe de circulation externe, ce qui entraîne une faible consommation d'énergie de fonctionnement.
Conditions de candidature et recommandations de sélection
1. Conditions d'application de l'UASB
* Scénarios applicables : convient aux eaux usées organiques de concentration faible à moyenne avec une qualité et une quantité d'eau relativement stables (telles que les eaux usées de la transformation des aliments et des abattoirs).
* Budget et site : convient aux projets avec des budgets limités et des exigences moins strictes en matière d'espace au sol.
* Limitations : Ne convient pas au traitement des eaux usées à basse-température, à faible-concentration ou aux eaux usées contenant des substances toxiques en raison de ses capacités limitées de mélange et de résistance aux chocs.
2. Conditions d'application de l'EGSB
* Scénarios applicables : Particulièrement adapté au traitement des eaux usées organiques à faible-concentration et récalcitrantes, ou au traitement des eaux usées dans des environnements à basse-température.
* Qualité d'eau spéciale : en raison de son état d'expansion à grande vitesse-, elle présente également une bonne adaptabilité aux eaux usées contenant des matières en suspension (SS).
* Limites : Si le projet est très sensible aux coûts d'exploitation de l'électricité, la forte consommation énergétique de l'EGSB (pompe de circulation externe) est un coût à considérer.
3. Conditions d'application du CI
* Scénarios applicables : spécialement conçu pour les eaux usées industrielles à très-concentration élevée et-grand volume (telles que le papier, l'alcool, l'acide citrique et les eaux usées pharmaceutiques, avec une DCO atteignant des dizaines, voire des centaines de milliers).
* Contraintes du site : Si la superficie de votre usine est très limitée, le réacteur IC est le premier choix car son efficacité de traitement est 3 à 5 fois supérieure à celle d'un UASB du même volume.
* Fluctuations de la qualité de l'eau : lorsqu'il y a de grandes fluctuations dans la qualité de l'eau influente ou des charges de choc, la fonction de dilution de circulation interne automatique d'IC peut stabiliser efficacement le système.
En résumé:
* Pour ceux qui privilégient la rentabilité-et des conditions d'eau plus simples, choisissez l'UASB ;
* Pour l'eau présentant de faibles concentrations, des substances difficiles-à-dégrader ou des températures basses, choisissez EGSB ;
* Pour des concentrations extrêmement élevées, un espace très limité et la recherche d'une efficacité maximale, choisissez IC.