Station modulaire d'épuration des eaux usées aquaponiques connectées

Dans le cadre du projet pilote awaregio, financé par le BMBF, une station d'épuration modulaire semi-technique a été construite sur le site de la station d'épuration de Moers-Gerdt de la Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft (LINEG), une coopérative de drainage de la rive gauche du Rhin. Dans cette station, différentes qualités d'eau sont produites à partir des eaux usées de la station d'épuration et testées dans l'aquaponie connectée (combinaison de la pisciculture (aquaculture) et de l'élevage de plantes (hydroponie) dans un système en circuit fermé).

Le système de traitement des eaux usées a été délibérément conçu pour être peu exigeant en énergie, en coûts et en maintenance. Pour le traitement primaire des eaux usées, on utilise un réacteur anaérobie avancé (combinaison d'un puits Emscher (EB), d'un réacteur anaérobie à chicanes (ABR) et d'un filtre anaérobie (AF)), un stade de biofilm anoxique-aérobie (MBBRD) et un filtre à lit tassé (SBF). Ainsi, par exemple, on peut se passer de la ventilation sous pression.

Pour le post-traitement, plusieurs technologies modulaires sont disponibles, qui produisent différentes qualités d'eau :

• Un étage de filtration du sol optimisé et planté a été mis en œuvre sous la forme d'une variante 1 (Q1) très simple sur le plan opérationnel, qui a été combinée avec un second étage de filtration du sol dans des tests supplémentaires. (Qh_{, BF} ≈ 0,15 m³/h)
• Dans la variante 2 (Q2), un étage UV à fonctionnement périodique est utilisé à la place du filtre de sol. (Qh_{, UV} ≈ 30 L/h)
• Dans la variante 3 (Q3), les eaux usées prétraitées sont traitées dans une étape d'ultrafiltration (UF). (Qh_{, UF} ≈ 0,33 m³/h)
• Dans la variante 4 (Q4), l'eau provenant de l'ultrafiltration ou de la cascade de filtres du sol est ensuite traitée par osmose inverse (OI) à basse pression. (Qh_{, RO} ≈ 0,33 m³/h)

L'eau claire provenant du filtre du sol, de l'étape UV et de l'étape d'ultrafiltration a été testée dans une serre opérée par le partenaire du projet TERRA URBANA avec quatre circuits d'eau indépendants, en plus de l'eau de puits comme référence.

Il y a 14 points de prélèvement et plusieurs compteurs de gaz répartis dans l'usine pour l'examen des différentes étapes de traitement. Pour l'étude des substances à l'état de traces, on a utilisé des échantillonneurs passifs aux entrées et sorties des différentes étapes de traitement ainsi que des méthodes bioanalytiques. En outre, des tests de précipitation pour la production d'un produit de recyclage N+P à partir du concentré d'osmose inverse ainsi que des tests pour une dégradation oxydative plus poussée des substances à l'état de traces enrichies dans le concentré d'osmose inverse ont été effectués dans le laboratoire de la station d'épuration des eaux usées. Enfin, la production de biogaz à partir de l'étape anaérobie a été étudiée avec un système de dégazage sous vide.

L'installation pilote semi-technique est équipée d'un PLC et d'un DCS pour l'exécution de tests semi-autonomes. Cela permet d'enregistrer automatiquement les valeurs d'exploitation et de les transmettre par voie électronique.

Le projet de développement awaregio, financé par le BMBF, s'est achevé avec succès fin septembre 2019. Nous avons l'intention de continuer à utiliser l'installation pilote et de démonstration pour tester quelles qualités d'eau de produit spécifiques à l'application peuvent être
 obtenues avec quelle voie de traitement. En outre, le complexe d'installations d'essai convient parfaitement à la formation ou au perfectionnement des spécialistes et des gestionnaires (inter)nationaux, car les connaissances acquises sur le sujet de plus en plus important de la "réutilisation de l'eau" peuvent être clairement présentées et ainsi diffusées.