La nouvelle usine d’eau potable Putatán II, située dans la région métropolitaine de Manille, aux Philippines, a une capacité de 150.000 m3/j; fournissant une population d'un million de personnes.

En 2016, Maynilad Water Services Inc. (MWSI), en charge des services d'eau pour la partie ouest de la zone métropolitaine de Manille , a confié la conception finale et la construction de Putatán au consortium formé par ACCIONA et les sociétés locales Jardine Energy Control Philippines (JECP) et Frey -Fil Corporation.

L'un des principaux défis pour la conception de cette usine d'eau potable était le traitement avancé de l'eau brute à Laguna de Bay, qui subit les effets d'une grande pression démographique. L’eau de ce lac est légèrement saumâtre, avec des conductivités supérieures à 1 000 µS / cm. Sa purification présente un problème majeur : la teneur élevée en azote ammoniacal, avec des pointes à 7 mg/l et la présence de matières organiques. À la complexité de la conception de cette usine s'est ajouté le faible espace disponible pour la construction et la nécessité de produire une eau potable à très faible empreinte carbone.

La ligne de traitement de l'usine comprend plusieurs étapes pour assurer la qualité finale de l'eau : dégrillage, pré-coagulation et floculation, flottation, post-coagulation, biofiltration aérée avec Filtralite®, ultrafiltration et osmose inverse, en plus d'une désinfection finale et d'une oxydation intermédiaire.

L'un des éléments les plus importants de la ligne de traitement de l'usine était la mise en oeuvre de biofiltres aérés (BAF). Le BAF permet l'élimination de l'azote ammoniacal et des matières organiques biodégradables, tout en éliminant les matières en suspension. Le projet initial de MWSI proposait une biofiltration, comme cela est déjà le cas sur l'usine d'eau potable Putatán I, qui opère avec cette technologie depuis des années. Les résultats des BAF de l'ancienne usine ont démontré l'efficacité de la solution et la réduction des coûts d'exploitation. Ainsi, pour l’agrandissement de l'usine, la biofiltration était une priorité de conception pour le MWSI.

La nitrification biologique est largement utilisée pour le traitement des eaux usées. Cependant, pour la production d'eau potable, la nitrification biologique permet d'améliorer l'approche classique de l'élimination de l'azote ammoniacal : la chloration au point de rupture. Le problème principal avec la chloration au point de rupture est que la demande en ammonium par rapport au chlore est de l’ordre de 1 à 10. Pour Putatán II, avec 120 000 m3/jour et des valeurs minimales de 1,3 mg/l de N-NH4, il faudrait des quantités minimales de réactif d’environ 15 tonnes/jour. Pour les valeurs maximales de 7 mg/l de N-NH4, enregistrées de manière saisonnière dans l’eau brute de Putatán II, le besoin en chlore est beaucoup trop important.

D'un point de vue économique, la comparaison entre la biofiltration et la chloration confirme que le coût prohibitif du réactif lui-même justifie l’investissement dans la biofiltration. En ce qui concerne la chloration, les OPEX élevés ajoutent à la complexité de la gestion des réactifs, qui serait nécessaire pour éliminer l’ammonium : achat, transport, manutention et stockage. De même, une telle chloration massive dans une eau brute de cette nature - à forte teneur en matière organique - conduirait à la formation de sous-produits de désinfection indésirables.

ACCIONA a choisi une étape de biofiltration basée sur sa propre technologie, utilisant le biofiltre aéré Biofilpas®. Ce biofiltre est rempli d'argile expansée Filtralite® HR 3-6. Filtralite®, en raison de sa grande surface spécifique, de sa résistance et de son excellent fonctionnement hydraulique, est le média filtrant optimal pour le processus de biofiltration. En raison des spécificités du matériau (pH et importante porosité), le biofilm formé est très spécifique et efficace. Par ailleurs, le processus de formation du biofilm est très rapide, et la fixation est très efficace sans perdre sa performance lors des lavages.

À Putatán II, 14 biofiltres aérés à flux descendant , 12 + 2, ont été conçus compte tenu du cahier des charges de l'usine. L'objectif était d'atteindre une charge hydraulique de 10,5 m/h, en garantissant une charge maximale de 12 m/h lors du lavage d'un filtre. La biofiltration fonctionne à des vitesses beaucoup plus élevées que la filtration sur sable. L'optimisation de l'espace nécessaire résout le problème du faible espace disponible.

En termes d'efficacité, les BAF avec Filtralite® fonctionnent parfaitement avec les charges polluantes suivantes : 6-10 ppm/l de DBO, 1,3-7 ppm/l de N-NH4 et des valeurs de MES moyennes de 100 ppm/l. Les exigences en matière de traitement pour la biofiltration sont les suivantes : <2 ppm/l de DBO, <0,1 ppm/l de N-NH4 pour les entrées de moins de 2 ppm ou élimination jusqu'à 90% pour les entrées de plus de 2 ppm ; et une teneur en MES inférieure à 5 ppm.

Après le démarrage de l'usine d'eau potable et des biofiltres, les rendements obtenus avec Filtralite® sont optimaux en termes d'élimination des contaminants, en particulier pour l'élimination de l'azote ammoniacal, particulièrement exigeante.

La biofiltration avec Filtralite® pour la production d'eau potable présente des performances opérationnelles élevées et un OPEX faible par rapport à d'autres solutions. La transition d'une approche chimique vers une approche biologique pour résoudre ces types de problèmes dans les usines d'eau potable est une réalité. Il s’agit de la deuxième usine d'eau potable pour laquelle Filtralite® est installé en Asie afin de traiter l’azote ammoniacal. La première usine était Tai-Po (Hong Kong), et tout indique que cette technologie pour la production de l’eau potable sera une alternative de plus en plus utilisée.

*Merci à ACCIONA pour sa collaboration lors de la rédaction de cet article.