FAQ

Le traitement aérobie nécessitant de l'oxygène, l'aération en fait un consommateur net d'énergie. Le traitement anaérobie fonctionne sans oxygène et transforme la charge organique en biogaz, produisant généralement quatre à sept fois plus d'énergie que ce qu'une station aérobie consomme pour l'aération à charge égale. Il génère également cinq à dix fois moins de boues. Les chiffres exacts dépendent de la composition des eaux usées, de la température et de la conception de la station.

Traduit avec DeepL.com (version gratuite)

Le traitement anaérobie devient économiquement intéressant à partir d'environ 2 à 3 tonnes de DCO par jour, seuil à partir duquel les recettes générées par le biogaz et les économies d'énergie réalisées sur l'aération compensent l'investissement dans le réacteur. En dessous de ce seuil, le traitement aérobie seul est généralement moins coûteux. Ce seuil dépend également des conditions : des eaux usées chaudes (supérieures à 30 °C) et une faible toxicité favorisent le traitement anaérobie.

Le traitement anaérobie à haut débit utilise des réacteurs qui retiennent les boues granulaires séparément de l'eau, de sorte que les eaux usées s'écoulent rapidement tandis que les bactéries restent à l'intérieur. Cela permet de traiter des charges organiques élevées dans un encombrement réduit. C'est le choix idéal pour les eaux usées solubles et à forte concentration, telles que les effluents issus de l'industrie agroalimentaire, qui présentent une faible teneur en matières en suspension et en FOG (graisses, huiles et graisses).

Un MBR anaérobie associe la séparation par membrane au traitement anaérobie, ce qui permet de retenir intégralement la biomasse et de produire un effluent exempt de particules. Il convient aux effluents qui ne se granulent pas (généralement ceux à forte teneur en graisses, en matières solides ou aux débits variables) et aux sites où l'effluent est destiné à être réutilisé. Les coûts d'investissement et de nettoyage des membranes sont plus élevés que pour un réacteur granulaire.

Les réacteurs mésophiles fonctionnent de manière optimale entre 30 et 38 °C. En dessous de 30 °C, les taux de conversion chutent fortement et il faut augmenter le volume du réacteur ; le chauffage au biogaz récupéré s’avère donc généralement moins coûteux que le surdimensionnement. De nombreux effluents issus de l’industrie agroalimentaire sont suffisamment chauds pour ne nécessiter aucun chauffage externe.

Un EGSB (lit de boues granulaires expansé) est une version plus performante de l’UASB. Sa vitesse d’écoulement ascendante élevée élargit le lit granulaire, améliorant ainsi le contact entre les bactéries et les eaux usées. L’EGSB traite 15 à 30 kg de DCO/m³/jour dans un réacteur compact et haut, idéal pour les effluents solubles tels que les eaux usées des brasseries. L'UASB traite 5 à 10 kg de DCO/m³/jour, mais tolère mieux les matières solides et les graisses.

Le réacteur EGSB ANUBIX™-T de GWE transforme les eaux usées à forte charge polluante en énergie plutôt qu’en coût. Ses boues granulaires permettent d’obtenir de faibles valeurs de DCO et de DBO dans l’effluent, ce qui ne nécessite qu’une étape de polissage aérobie minimale, et génèrent bien moins de boues excédentaires que le traitement aérobie. L’absence de pièces mobiles à l’intérieur réduit au minimum l’entretien et les temps d’arrêt, tandis que le biogaz produit peut remplacer le gaz naturel.

Il s'agit de la première étape du traitement des eaux usées. Elle permet d'éliminer les matières solides, les graisses et les huiles avant que l'eau ne passe au traitement biologique.

GWE propose deux technologies principales : SUPERFLOT™ et SUPERSEP™. SUPERFLOT™ est un système de flottation par gaz dissous, disponible en deux versions : AIR ou GAS. SUPERSEP™ assure la séparation solide-liquide et se décline en deux modèles : un séparateur de solides à lamelles à flux transversal et un séparateur à lamelles à flux descendant.

Les matières grasses, huiles et graisses sont éliminées lors d'une étape de traitement primaire, avant le traitement biologique. Les bacs à graisse et les séparateurs par gravité conviennent aux faibles débits ; pour les eaux usées industrielles, la flottation à air dissous (DAF), souvent associée à un dosage de coagulant, est la norme. L'élimination des matières grasses, huiles et graisses (FOG) protège les pompes, les membranes et la biomasse, tandis que les graisses récupérées peuvent être digérées pour produire du biogaz supplémentaire.

Chaque flux d'eau nécessite une combinaison de technologies sur mesure. GWE conçoit et réalise des chaînes de traitement complètes, en s'appuyant sur une expérience éprouvée dans les domaines de la filtration membranaire (ultrafiltration, nanofiltration et osmose inverse), du traitement chimique de l'eau et de la désinfection.

L'ultrafiltration élimine les solides en suspension, les bactéries et la plupart des colloïdes ; elle suffit souvent pour le refroidissement, l'appoint et le lavage. L'osmose inverse élimine en outre les sels dissous et est nécessaire pour l'alimentation des chaudières, la réutilisation à proximité du produit ou lorsque l'effluent est salin. L'osmose inverse génère un flux de concentré qui doit lui-même être géré.

Le règlement de l'UE sur la réutilisation de l'eau (2020/741), applicable depuis le 26 juin 2023, fixe des exigences minimales pour la réutilisation des eaux usées urbaines traitées dans l'irrigation agricole. La réutilisation des eaux industrielles est principalement régie par les conditions d'autorisation prévues par la directive-cadre sur l'eau et la directive sur les émissions industrielles, que chaque État membre applique à sa manière. Lien : Water Reuse - Environment - European Commission

Le biogaz est produit par digestion anaérobie. Une fois les matières solides et les graisses éliminées lors du prétraitement, les eaux usées sont acheminées vers un réacteur dépourvu d’oxygène où des micro-organismes décomposent la charge organique en quatre étapes : l’hydrolyse, l’acidogenèse, l’acétogenèse et la méthanogenèse. Le biogaz ainsi obtenu, un mélange de méthane et de CO₂, est capté, épuré, puis utilisé pour produire de la chaleur, de l’électricité ou du biométhane. L’eau traitée est ensuite acheminée vers un traitement de finition ou réutilisée.

Une fois épuré, le biogaz devient une précieuse source d’énergie sur site. Il peut alimenter des chaudières pour la chaleur industrielle, une unité de cogénération pour produire de l’électricité et de la chaleur, ou être transformé en biométhane. Cela permet de réduire les coûts énergétiques, de diminuer la dépendance aux combustibles fossiles et de réduire l’empreinte carbone. Dans le cas d’effluents à forte concentration, il peut couvrir la majeure partie, voire la totalité, des besoins énergétiques d’un site.

Chaque kilogramme de DCO éliminé produit théoriquement 0,35 m³ de méthane (à 0 °C, 1 atm). Le biogaz étant composé à environ 60 à 65 % de méthane, cela équivaut à peu près à 0,55 m³ de biogaz par kg de DCO. Exemple : 10 000 kg de DCO éliminés par jour × 0,35 = 3 500 m³ de méthane, soit environ 5 500 m³ de biogaz (≈35 MWh/jour). Les rendements réels dépendent de la composition des eaux usées et de la conception finale de l'installation.

Le biogaz contient du sulfure d'hydrogène (H₂S), qui provoque la corrosion des moteurs et des canalisations. Les principales technologies d'élimination sont la désulfuration biologique (à l'aide de bactéries et d'air), l'ajout de sels de fer dans le digesteur, les épurateurs chimiques et l'adsorption sur charbon actif ou sur oxyde de fer. De nombreuses installations combinent une élimination en gros avec un traitement final au charbon actif. Le choix optimal dépend de la charge en H₂S, du débit de gaz, de l'utilisation finale et des coûts d'exploitation.

Les dépenses d'investissement dépendent des limites de charge et de débit, et non du seul débit. Une station complète anaérobie-aérobie destinée à une usine agroalimentaire de taille moyenne coûte généralement entre 2 et 3 millions d'euros. Le coût final dépend du fait que les effluents soient dilués ou concentrés, de la capacité journalière, du type d'installation, de la nécessité ou non d'une réutilisation, ainsi que des coûts locaux liés aux travaux électromécaniques et de génie civil.

Le délai entre la signature du contrat et la mise en service de l'installation est généralement de 12 à 18 mois pour une installation anaérobie-aérobie complète. Ce délai comprend plusieurs mois d'études techniques détaillées, six à neuf mois de fabrication et de construction, et deux à quatre mois de mise en service. Les démarches d'obtention des autorisations se déroulent souvent en parallèle et peuvent constituer le chemin critique.

L'achat pur et simple offre le coût total de possession le plus bas, mais nécessite du personnel d'exploitation en interne. Ekopak-GWE propose également une formule DBFMO (conception, construction, financement, maintenance et exploitation), connue sous le nom de « Water-as-a-Service » (WaaS®) : Ekopak-GWE est propriétaire de la station et en assure l'exploitation, tandis que le client paie au m³ d'eau traitée. Pas d'investissement initial, pas de risque lié à la performance.

Souvent, oui. GWE commence par réaliser un audit de la station existante afin d'évaluer les options possibles. Les stations aérobies surchargées sont souvent remises en état de marche grâce à l'ajout d'un prétraitement anaérobie en amont, qui élimine la majeure partie de la charge et libère la capacité existante pour le traitement de finition. Lorsque la contrainte réside davantage dans l'encombrement que dans la charge, les bassins existants peuvent être convertis en systèmes MBBR ou MBR.

La réutilisation est rentable lorsque les tarifs de l'eau, les redevances de rejet ou la fiabilité de l'approvisionnement constituent le facteur limitant. Les tarifs et les réglementations variant d'un pays à l'autre, l'analyse de rentabilité diffère. La hausse des tarifs, les limites de prélèvement et les objectifs des entreprises en matière d'eau ramènent généralement le délai de rentabilité d'un système de réutilisation à trois à six ans, sans compter la valeur de la continuité de la production en cas de sécheresse.