BAAM, Phase 2 (Test de l’installation pilote "Bio Activated Adsorbtion Media")

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 493.23.14

Schlüsselwörter (Französisch)

BAAM, Bio Activated Adsorbtion Media, bioparticules, micropolluants, stations d'épuration, STEP, ozone, PAK, charbon actif, CAP, GAC, filtration par membrane, micro-organismes, traitement des eaux usées

Kurzbeschreibung (Französisch)

Une grande quantité des micropolluants traverse les stations d'épuration (STEP) et entre dans l'environnement aquatique. Leur élimination constitue donc un véritable challenge technique. Dans la pratique il existe différentes technologies d'élimination, par exemple des processus d'oxydation (ozone), d'addition de charbon actif (CAP ou GAC), de filtration par membrane après le traitement biologique, etc.

Dans une étude de faisabilité (UTF 472.02.14) précédant ce projet, une solution supplémentaire, consistant à augmenter l'efficacité du charbon actif par fixation durable de micro-organismes sur lesdites particules de charbon actif (CAP) a été testé dans le laboratoire. Les résultats sont prometteurs et montrent que la stabilité de ces bioparticules actives peut être assurée dans le contexte du traitement des eaux usées et qu’elles permettent une élimination importante et durable de certaines substances indésirables actives hormonellement (par. ex. oestrogènes) dans l’environnement. Pour vérifier la faisabilité d’une application industrielle, il est nécessaire de tester cette technologie (Processus BAAM) dans une étape d’installation-pilote de grandeur intermédiaire, fonctionnant en permanence et de façon autonome pendant un certain temps. Cette installation sera très proche des conditions d’utilisation finale, car elle sera testée à la STEP de Vidy/Lausanne. Si les résultats sont positifs, alors les chances sont bonnes que le processus BAAM vienne compléter l’offre des solutions d’élimination des micropolluants sur le marché et permettent pour un certain nombre d’exploitants de STEP en Suisse de baisser leurs coûts d’investissement et d’exploitation.

En vue de réaliser ce projet, les mandataires cités en page de titre de ce contrat ont déposé une demande de subside le 06.11.2014 à l’OFEV et qui a été approuvée par la Commission de coordination de la Confédération pour la technologie environnementale dans sa séance du 25.11.2014.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Französisch)

1     Une installation pilote à petite dimension est modifiée de façon que le processus de la biodégradation des micropolluants avec des bioparticules actives, suivie d’une élimination des particules par des bougies filtrantes, peut être testé sous des conditions réelles dans la STEP de Vidy/Lausanne (conditions aérobes, montage des bougies filtrantes).

2     Les bioparticules actives sont préparées à la base des micro-organismes sélectionnées dans la première phase du projet. Le processus est testé continuellement avec des effluents de la STEP.

3     La stabilité des bioparticules actives et du processus sont optimisés et les paramètres pour établir le processus dans une installation à grande échelle sont déterminés.
Jalon 1

4     Les objectifs quantitatifs que le processus doit atteindre sous des conditions réelles seront déterminés. Une analyse coûts-avantages compare le nouveau processus avec des technologies existantes et estime les avantages économiques de la nouvelle technologie développée. Jalon 2

5     Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1 à 4.

6     Eléments de textes et illustrations ou photos pour l’impression d’un fact-sheet à l’adresse du public.

7     Présentation des résultats lors d’un colloque scientifique à l’OFEV (avec présentation Power-point).

Projektziele (Französisch)

Le but de la deuxième phase du projet BAAM est de confirmer les résultats d’élimination des micropolluants obtenus au laboratoire et de déterminer les paramètres pour l’exploitation du processus BAAM sous des conditions réelles à l'échelle d’une installation pilote à petite dimension.

Beschreibung der Resultate (Englisch)

BAAM Project, was first applied 27^th of March 2014, with the main goal to develop a new micropollutants removal process, by means of  “bioactivation” of powder activated carbon (PAC). “Bioactivation” should be done by immobilization the selected nitrifying microorganisms onto activated carbon in order to produce “Active Bio-particles”, which can parallel car out biodegradation and adsorption of micropollutants. “Bioactivated” PAC, combined with PAC-FIL filtration system (from BSH Umweltservice AG), should reduce activated carbon dosing quantity and its saturation, plus facilitate the activated carbon removal from the water. Overall, more cost efficient micropollutants process removal was expected.

Large-scale pilot plant tests (11 m3 pilot plant) installed in WWTP Surenthal were carried out in the period of April – October 2015. Efficiency of the process was confirmed by chemical analyses of main chemical compounds and selected micropollutants removal on the effluent wastewater after biological stage. Micropollutants removal efficiency reached is up to 75%. Since the biological treatment, depending on nitrification activity, 23-44% of micropollutants removal can be reached. Thus, the overall micropollunats efficiency with BAAM/PAC-FIL treatment is significantly over 80%, with activated carbon dosing of 10 mg/L and granular biomass less than 0.1 g/L.  Taking into the account the price of the activated carbon used, the operational costs of micropollunats removal are approx. 7.3  cts/m3.

Umsetzung und Anwendungen (Englisch)

The results obtained from the large-scale pilot plant compared with pilot plant tests in WWTP Vidy, show the similar process efficiency in micropollutants removal and process economic. Integration of hydrocyclone for the first time in micropollutnats removal processes opens a new perspective how to maintain stable process in full-scale application and the use of nitrifying aerobic granular biomass, additionally contribute to the micropollutatns removal and process economic.

Weiteres Vorgehen (Englisch)

In continuation, the aim will be on the large-pilot plant to select the final activated carbon, which will be used in the full-scale installation and has the optimal ratio between adsorption capacity and filterability in filtration unit. Also, it will be necessary to define its loss due to the hydrocyclone separation and also the loss of granular biomass. Parallel, the process economic of aerobic granular biomass will be determined and different readily available substrates for its cultivation. With these measures, it is expected the that final operational costs for micropollutants will be recued by 2-3 cts/m3.

Weiteres Vorgehen (Französisch)

In continuation, the aim will be on the large-pilot plant to select the final activated carbon, which will be used in the full-scale installation and has the optimal ratio between adsorption capacity and filterability in filtration unit. Also, it will be necessary to define its loss due to the hydrocyclone separation and also the loss of granular biomass. Parallel, the process economic of aerobic granular biomass will be determined and different readily available substrates for its cultivation. With these measures, it is expected the that final operational costs for micropollutants will be recued by 2-3 cts/m3.

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

For the moment, aside general presentation of the project, no project principles due to the IP basis could not be published.