Bioréacteur aéré à membrane ZeeLung*

Intensification simple et durable des boues activées

Améliorer les centrales de traitement des eaux pour augmenter les capacités ou l'élimination des nutriments peut être remis en cause par la complexité du processus, le besoin d'avoir des réservoirs plus grands et la hausse d'énergie consommée.

ZeeLung MABR is an innovative solution that maximizes the treatment capacity from existing tank volumes while also reducing energy consumption. Les solutions conventionnelles imposent la construction de nouveaux réservoirs et d'autres technologies d'intensification des processus sont complexes et gourmandes en énergie. ZeeLung MABR, on the other hand, is a simple solution that increases treatment capacity in existing assets and reduces energy.

Simple & sustainable wastewater process intensification

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Fonctionnement
Études de cas
Ressources

Aperçu

ZeeLung MABR est un processus de biofilm de nouvelle génération qui utilise un support perméable au gaz pour envoyer l'oxygène vers un biofilm placé en surface du support.

ZeeLung MABR maximizes treatment capacity in existing tank volumes while also reducing energy consumption.

Durant le traitement secondaire, les bactéries métabolisent nutriments et matières organiques et ont besoin d'un flux d'oxygène pour réaliser cette opération. En général, l'oxygène est envoyé via des diffuseurs afin de créer des bulles. Cependant, la majorité de l'oxygène remonte inutilisé vers la surface, ce qui représente une perte d'énergie précieuse. Chez Veolia, nous avons identifié une nouvelle approche. While conventional solutions require the construction of new tanks, ZeeLung MABR increases treatment capacity in existing assets and reduces energy use. ZeeLung permet l'intensification et la résilience des processus.

ZeeLung MABR solves the following treatment challenges:

Augmentation de la capacité de traitement
Améliore l'élimination de l'ammoniaque
Intégration de l'élimination de l'azote
Enable biological phosphorus removal

ZeeLung MABR Benefits

Intensification du processus : Jusqu'à 50 % d'augmentation de la capacité de traitement et/ou de la performance dans les volumes de réservoir existants
Résilience du processus : le biofilm de croissance fixé est résistant aux modifications de charge et aux spéciales.
Une solution simple : ls cassettes ZeeLung sont installées dans les réservoirs de bioréacteurs existantes, ce qui évite de construire de nouveaux réservoirs et permet une mise en œuvre rapide.
Réduction de la consommation d'énergie et atténuation des émissions de GES : réduction de 4 fois de la consommation d'énergie pour l'aération et atténuation potentielle des émissions de N2O.

Fonctionnement

How ZeeLung Membrane Aerated Biofilm Reactor Works

L'oxygène est délivré vers le biofilm par diffusion sans utilisation de bulles. Il en résulte une consommation d'énergie 4 fois plus faible pour le transfert d'oxygène par rapport à l'aération par fines bulles. Les polluants, comme l'ammoniaque et les matières organiques, se diffusent depuis la solution vers le biofilm où les bactéries du biofilm bénéficient de conditions optimales pour les éliminer

large-ZeeLung biofilm

large-ZeeLung construction

Le produit est un support renforcé avec une base de mailles supportant de multiples filaments perméables au gaz. Cette construction, considérée comme un cordon, est flexible sans pouvoir être rompue. De multiples cordes sont fixées dans les têtes en haut et en bas pour créer un module et les modules sont installés sur un cadre en acier qui forme une cassette. Les cassettes sont déployées dans une liqueur mélangée à l'intérieur d'un réacteur biologique. L'air à basse pression est envoyé vers les cassettes pour transférer l'oxygène et le mélange au système.

Installing ZeeLung MABR cassettes into an activated sludge reactor increases the inventory of biomass in the system without increasing the mixed liquor concentration. Ainsi, le même volume de réacteur dispose d'une plus grande capacité de traitement.

large-ZeeLung Reactor

large-ZeeLung Counter Diffusion

The process interaction of oxygen and pollutants is different in a ZeeLung MABR system compared to conventional active sludge and biofilm processes. With ZeeLung MABR, oxygen and substrates - such as ammonia and organics - enter the biofilm from opposite sides in a counter-diffusion configuration. Cela crée des conditions favorisant la croissances des nitrifiants dans le biofilm. Cela peut s'expliquer par la forte capacité de diffusion de l'ammoniaque dans un biofilm par rapport aux substrats organiques et la disponibilité de l'oxygène dissous qui est plus élevé à la surface du support. La croissance préférentielle de nitrites par rapport aux hétérotrophes signifie que le biofilm ZeeLung « surcharge » la nitrification dans un système de boue activée. La nitrification et la dénitrification simultanées peut intervenir en installant les cassettes ZeeLung dans une zone anaérobie.

ZeeLung MABR cassettes are simply deployed into existing tanks with minimal impact on the existing equipment and operations. This makes ZeeLung MABR a cost-effective and versatile solution for augmenting plant performance.

ZeeLung Severn Trent

Études de cas

ZeeLung MABR demonstrates low energy, small footprint treatment at the North Toronto Treatment Plant: Télécharger l'étude de cas complète

La station de traitement de Toronto Nord est l'une des quatre stations d'épuration des eaux usées détenues et exploitées par la ville de Toronto. Elle été mise en service en 1929 et fonctionne depuis près d'un siècle. Comme de nombreuses stations au Canada, elle doit atteindre un niveau de traitement plus élevé que celui pour lequel elle a été conçue à l'origine. La ville a bénéficié de ce projet de modernisation pour évaluer des technologies novatrices permettant de réaliser des économies d'énergie et d'améliorer le traitement dans un espace compact. La ville a choisi d'implanter une modernisation MABR sur un quart de la station de traitement secondaire existante. La station comprend une instrumentation en ligne pour faciliter la surveillance et l'optimisation de la performance du système MABR, ainsi que la comparaison avec les voies de boues activées conventionnelles.
ZeeLung MABR & zeeDENSE MABR intensify wastewater treatment at the Yorkville-Bristol Sanitary District: Télécharger l'étude de cas complète

The Yorkville-Bristol Sanitary District faced multiple challenges including capacity constraints from population growth and industrial loads, space limitations, and phosphorus discharge compliance requirements. In 2017, they implemented ZeeLung MABR technology as a solution. When increased flow created new clarifier capacity challenges, the facility was further upgraded in 2023 with zeeDENSE MABR technology to address these ongoing needs.
ZeeLung MABR delivers a future-proof nutrient removal upgrade for Hespeler Wastewater Treatment Plant: Télécharger l'étude de cas complète

La station de traitement des eaux usées (STEU) de Hespeler, à Cambridge (Ontario), est l'une des 13 stations traitant plus de 600 000 habitants de la région de Waterloo. POUR répondre à la croissance projetée, la région a dû accroître le STEU Hespeler. Cette STEU était constituée d'un système à boues activées homologué pour l'élimination des MEST et de la DBO, et se voyait contrainte d'augmenter sa capacité et d'anticiper un futur besoin d'élimination de l'ammoniaque. Au lieu de construire de nouveaux bassins de boues activées, la région de Waterloo a modernisé la station avec une solution ZeeLung MABR afin d'économiser 50 % du coût d'investissement d'une modernisation conventionnelle. Le système ZeeLung MABR ménage l'espace sur le site et réduit l'énergie d'aération. Le système ZeeLung est en service depuis la fin de l'année 2022
ZeeLung MABR demonstrates low-energy ammonia removal for Severn Trent Spernal Sewage Treatment Works: Télécharger l'étude de cas complète

La station d'épuration des eaux usées de Spernal-Redditch, située près de Birmingham, au Royaume-Uni, abrite le centre de valorisation des ressources et de l'innovation de Severn Trent Water, où peuvent être évaluées des technologies compatibles avec une approche de faible consommation d'énergie et relevant de l'économie circulaire. En 2020, Severn Trent a commandé une mise à niveau ZeeLung MABR d'une filière de boues activées existante afin de démontrer le potentiel de la technologie pour traiter les augmentations de charges d'ammoniac associées à la croissance de la population et à la modification de la composition des eaux usées dans l'infrastructure existante. Le projet s'est aussi concentré sur la manière dont la technologie ZeeLung MABR peut permettre de réduire la consommation énergétique et de limiter les émissions de N2O en vue de contribuer à l'engagement de l'industrie de l'eau du Royaume-Uni en faveur de la neutralité carbone.
ZeeLung MABR process intensification demonstration at the Chicago O’Brien Water Reclamation Plant: Télécharger l'étude de cas complète

The Metropolitan Water Reclamation District of Greater Chicago (MWRD) has over 100 years of history in innovative wastewater treatment . The O'Brien Water Reclamation Plant (OWRP) treats municipal sewage with some industrial contribution at an average daily flow of 230 mgd and wet weather peaks of 500 mgd, facing ammonia challenges during spring. MWRD partnered with Veolia to evaluate ZeeLung MABR for its potential to intensify the biological treatment process by providing nitrification in a much smaller tank volume than conventional activated sludge requirements, thereby expanding the capacity of existing aeration tanks to institute an anaerobic zone for enhanced biological phosphorus removal (EPBR), without the need to construct additional infrastructure
ZeeLung MABR technology delivers a compact, low-energy, high efficiency decentralized wastewater treatment: Télécharger l'étude de cas complète

Burwood Brickworks, dans l'État de Victoria, en Australie, a été conçu pour être le centre commercial le plus respectueux de l'environnement au monde. Deux aspects importants sont la réutilisation de l'eau et l'efficacité énergétique. Les développeurs de cet ensemble immobilier commercial ont donc voulu une solution de réutilisation de l'eau à faible consommation d'énergie pour le traitement des eaux noires et des eaux pluviales collectées sur le site avec des commerces de détail. Aquacell, leader mondial dans la conception et la construction de solutions commerciales recyclées, a choisi la technologie ZeeLung MABR de Veolia pour l'intégrer à sa conception d'une solution de recyclage et de réutilisation économe en énergie pour le projet Burwood Brickworks. L'eau traitée sera réutilisée sur le site de Burwood Brickworks pour le rinçage, le refroidissement, l'irrigation et d'autres usages. La solution a été installée en septembre 2019 et mise en service en 2020. C'est un exemple de la façon dont la technologie MABR de ZeeLung peut être combinée avec d'autres solutions de traitement pour assurer une solution d'épuration des eaux usées d'excellente qualité et durable pour la réutilisation de l'eau décentralisée.
ZeeLung MABR compact, low-energy nutrient upgrade demonstration in the United Kingdom: Télécharger l'étude de cas complète

Population growth in the UK has driven the need for expanded treatment capacity where land is limited, along with stricter nutrient removal requirements. Veolia partnered with a UK water company to evaluate ZeeLung MABR for upgrading activated sludge plants, demonstrating its ability to meet BOD5 (10 mg/L) and ammonia (2 mg/L) requirements. The project proved ZeeLung MABR could enhance nutrient removal while reducing energy consumption.

Ressources

Literature

Webinars

Cinq ans de fonctionnement à grande échelle du ZeeLung MABR dans le district sanitaire de Yorkville-Bristol

Vidéos

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