Les réacteurs biologiques sont très utilisés pour le traitement de la pollution organique dissoute des eaux usées. En effet, ce type de procédé propose un abattement très intéressant de la DCO pour de faibles coûts d’investissement et d’exploitation.

Parmi les réacteurs généralement mis en œuvre dans le traitement des eaux, les réacteurs à biofilm présentent des avantages intéressants par rapport au procédé « boue activée » classique (bactéries libres dans un réacteur aéré de type parfaitement agité). Premièrement, la biomasse est très concentrée dans le réacteur, sans impact sur la viscosité de l’effluent (phase liquide), grâce à la croissance du biofilm sur un support poreux à grande surface spécifique. Ensuite, le temps de séjour de la biomasse dans le réacteur (ou âge de boues) est longue voire infinie. Ceci présente l’avantage de la spéciation et l’acclimatation de la biomasse à l’effluent. Enfin, la structuration de la biomasse en biofilm la rend plus résistante à des chocs de pollution.

Tous ces avantages conduisent à des rendements de dégradation plus importants pour un moindre encombrement.

Le comportement hydrodynamique de ce type de réacteurs a un effet majeur sur la  croissance du biofilm et les transferts de matière entre les phases liquide, gaz et solide. Il fixe donc le cadre des cinétiques biologiques mises en place dans le réacteur.

Pour cette raison, l’équipe TED étudie et développe ces réacteurs avec une approche couplant l’hydrodynamique et la cinétique afin d’optimiser le système et de proposer un modèle global permettant la prédiction et le changement d’échelle.

Dans ces études, l’effluent est considéré, autant que possible comme une ressource secondaire et le souci de diminuer la dépense énergétique du traitement est permanent.

Pour répondre à ces objectifs, l’équipe TED propose de nouvelles voies de traitement :

-    permettant la valorisation des eaux et déchets : production de biogaz (H2, CH4)

-    mettant en œuvre des couplages entre procédés innovants: couplage biologique-oxydation avancée 

-  proposant des rendements de dégradation maximum sur les matières organiques carbonées et azotées : traitement simultané C-N