MBR + ozone : une combinaison pertinente pour la REUT ?
La réutilisation des eaux usées traitées (REUT) prend une place croissante dans les stratégies de gestion de l’eau des industriels et des collectivités. Face aux tensions sur la ressource, l’objectif n’est plus seulement de traiter une eau avant rejet, mais de produire une eau dont la qualité est adaptée à un nouvel usage.
Cette évolution conduit souvent à associer plusieurs technologies au sein d’une même filière. Parmi les configurations possibles, le couplage MBR + ozone mérite une attention particulière.
Le bioréacteur à membranes apporte une excellente séparation des matières en suspension et une eau clarifiée. L’ozone peut ensuite intervenir comme traitement complémentaire sur certains composés dissous, micropolluants ou paramètres microbiologiques.
Cette association est-elle pour autant nécessaire dans tous les projets de réutilisation des eaux usées traitées par ozonation ? Non. Sa pertinence dépend avant tout de la qualité de l’eau en sortie du MBR et de l’usage auquel elle est destinée.
Quel est le rôle du MBR dans une filière de REUT ?
Un MBR – Membrane Bioreactor ou bioréacteur à membranes – associe un traitement biologique à une séparation membranaire, généralement par microfiltration ou ultrafiltration.
Contrairement à une filière conventionnelle reposant notamment sur la décantation, la membrane constitue une barrière physique très performante vis-à-vis des matières en suspension.
Le MBR permet notamment d’obtenir :
- une très faible concentration en matières en suspension ;
- une turbidité réduite ;
- une qualité d’effluent relativement stable ;
- une réduction importante de la charge microbiologique ;
- une eau particulièrement adaptée à un traitement tertiaire ou avancé.
Pour un projet de REUT, il constitue donc une excellente étape de préparation. Mais la membrane ne constitue pas nécessairement une barrière suffisante contre tous les composés présents sous forme dissoute.
Pourquoi ajouter de l’ozone après un MBR ?
Certains composés organiques peuvent traverser les membranes de microfiltration ou d’ultrafiltration. C’est notamment le cas de molécules présentant une faible biodégradabilité ou de certains contaminants présents à l’état de traces.
Une étape d’ozonation de l’eau peut alors être envisagée en aval du MBR.
L’ozone est un oxydant puissant qui peut réagir avec de nombreux composés présents dans l’eau. Selon la composition de l’effluent et les conditions de traitement, l’ozonation peut notamment contribuer à l’oxydation de certains composés organiques, à la réduction de la couleur et des odeurs ainsi qu’à une réduction complémentaire de certaines charges microbiologiques.
Son intérêt est particulièrement étudié pour le traitement de certains micropolluants par ozone, par exemple lorsque des molécules résiduelles persistent après le traitement biologique.
Pourquoi placer l’ozonation après le MBR ?
La position de l’ozone dans la chaîne de traitement est essentielle.
En sortie de MBR, une grande partie de la pollution biodégradable et des matières en suspension a déjà été éliminée. L’ozone peut donc être utilisé de manière plus ciblée sur les composés restant dans l’eau.
C’est une logique proche de celle développée dans les installations utilisant l’ozone en traitement tertiaire des eaux usées : l’objectif n’est pas de demander à l’ozone de réaliser le traitement principal, mais d’utiliser son pouvoir oxydant là où il apporte une réelle valeur ajoutée.
MBR + ozone : une approche multi-barrières
Pour la REUT, il est souvent préférable de raisonner en termes de barrières complémentaires plutôt que de rechercher une technologie unique capable de répondre à tous les paramètres.
| MBR | Ozonation |
|---|---|
| Traitement biologique | Oxydation complémentaire |
| Séparation des matières en suspension | Action sur certains composés organiques dissous |
| Réduction de la turbidité | Action sur certains micropolluants |
| Barrière membranaire | Traitement de finition |
| Préparation de l’eau | Amélioration ciblée de certains paramètres |
Cette philosophie rejoint plus largement celle des procédés hybrides associant l’ozone à d’autres technologies de traitement de l’eau.
L’ozone n’est pas systématiquement nécessaire derrière un MBR
Installer un générateur d’ozone après un MBR ne doit cependant jamais devenir un automatisme.
La première question est toujours : quel paramètre reste à traiter et quelle qualité d’eau faut-il atteindre ?
Pour certaines applications, un MBR correctement dimensionné peut fournir une qualité suffisante. Pour d’autres, une barrière supplémentaire peut être nécessaire.
Selon les objectifs, il peut alors être pertinent d’étudier l’ozone, le charbon actif, la biofiltration, les UV-C en complément du traitement de l’eau, voire une technologie membranaire plus poussée.
Lorsque l’objectif porte notamment sur les sels dissous, certains ions ou une forte déminéralisation, une solution telle que l’association osmose inverse et ozone répond par exemple à une logique très différente du couple MBR + ozone.
Quels paramètres étudier avant de dimensionner l’ozonation ?
La capacité du générateur d’ozone ne peut pas être définie uniquement à partir du débit hydraulique.
Le dimensionnement doit prendre en compte la composition réelle de l’eau, la demande en ozone, le carbone organique dissous, les micropolluants ciblés, le pH, la température, le système d’injection, le rendement de transfert gaz/liquide et le temps de contact.
La présence de bromures doit également être étudiée. Dans certaines conditions, leur oxydation peut conduire à la formation de bromates. Cet aspect doit être intégré à l’étude afin de rechercher la dose efficace tout en maîtrisant les réactions secondaires indésirables.
Pourquoi réaliser des essais avant une installation industrielle ?
Lorsque l’eau est complexe ou que les objectifs de traitement sont exigeants, des essais permettent de mesurer sa réponse réelle à l’ozonation.
Une campagne laboratoire ou un pilote peut notamment permettre de comparer différentes doses, déterminer la consommation réelle d’ozone, mesurer les performances sur les paramètres ciblés et identifier d’éventuels sous-produits.
Cette étape limite deux risques classiques : surdimensionner l’installation, avec un CAPEX et des consommations inutiles, ou sous-dimensionner le procédé et ne pas atteindre les performances recherchées.
Pour une installation industrielle, l’intégration hydraulique est également essentielle. Les skids industriels d’ozonation doivent être étudiés en tenant compte de la production d’ozone, mais aussi de l’injection, du mélange, du temps de contact, de la mesure et de la destruction de l’ozone résiduel.
MBR + ozone pour la REUT : une combinaison pertinente sous certaines conditions
L’association MBR + ozone présente donc une réelle cohérence pour certaines filières de REUT.
Le MBR assure le traitement biologique et une séparation membranaire performante. L’ozone peut ensuite être utilisé comme brique complémentaire pour agir sur certains composés que le MBR ne permet pas suffisamment de maîtriser.
Mais la bonne solution n’est pas nécessairement celle qui comporte le plus d’étapes de traitement. Elle est celle qui permet d’atteindre la qualité requise avec un niveau de sécurité, de consommation énergétique et de coût d’exploitation cohérent avec le projet.
Chez OXYTRADING, nous privilégions donc une approche basée sur l’analyse de l’eau, l’objectif de réutilisation et la validation technique avant dimensionnement.
Vous étudiez une filière MBR pour un projet de REUT ou souhaitez évaluer l’intérêt d’une étape d’ozonation ? OXYTRADING peut vous accompagner dans l’analyse du besoin, les essais, le dimensionnement et l’intégration d’une solution d’ozonation adaptée à votre installation.
