<Desc/Clms Page number 1>
"Station d'épuration des eaux usées."
Il s'avère qu'à côté des grandes stations d'épuration alimentées en effluent à traiter par des réseaux de collecteurs importants et destinées principalement aux grands centres urbains, il existe un besoin de petites installations montables rapidement sur site et n'impliquant pas des travaux de montage et d'entretien importants. On souhaiterait donc disposer d'installations de ce type partout où le raccordement à un réseau d'égoûts alimentant une station urbaine n'est pas possible et ceci pour des particuliers, des petites agglomérations, des campings, des centres d'hébergement, des bureaux, des petites industries, etc...
Il est important dans ce cas que l'installation de traitement soit simple et ne nécessite pas d'entretien régulier, à l'exception de quelques vérifications périodiques. H est également important que l'intégration dans le paysage soit aussi discrète que possible et même non apparente.
La présente invention a pour but de proposer une installation d'épuration des eaux usées, qui est en mesure de satisfaire aux exigences qui viennent d'être énoncées.
Pour atteindre ce but, selon l'invention, une station d'épuration comprend une installation qui est caractérisée par la combinaison d'un bassin à lit fixe submergé aéré pour obtenir une dégradation aérobie et d'un bassin à boues activées en aération prolongée pour la finition du traitement et la stabilisation des boues dans le procédé épuratoire.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'installation peut comporter une section de dénitrification.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de circulation et de transfert des fluides à l'intérieur de l'installation
<Desc/Clms Page number 2>
sont constitués de dispositifs à pompe à émulsion avantageusement à air comprimé.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre fait en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 montre sous forme d'un schéma le principe de la structure d'une station d'épuration selon la présente invention ; - la figure 2 est une vue de dessus schématique d'une réalisation avantageuse d'une station d'épuration selon la figure 1 ; - la figure 3 montre de façon schématique une station d'épuration selon la figure 1, mais équipée, supplémentairement, de moyens de dénitrification.
L'installation d'une station d'épuration selon l'invention est constituée d'un bloc épuratoire s'intégrant dans une cuve de réception étanche rectangulaire, carrée, circulaire ou hexagonale.
Sur la figure 1, la cuve comprend, montés en série, un décanteur primaire 1, un bassin à lit bactérien 2 appelé lit fixe, immergé, aéré pour assurer la dégradation aérobie par le dispositif de lit bactérien, un bassin à boues activées aérobie 3, pourvu d'un étage à aération prolongée et d'un décanteur secondaire 4, et un compartiment de stockage des boues 5.
Le bassin à lit fixe 2 communique avec le décanteur primaire par
<Desc/Clms Page number 3>
débordement 6. Comme le montre la figure, le lit fixe indiqué en 7 du bassin 2 comprend un agencement de tubes verticaux 8 fixes servant de support à la biomasse et, intégrés à cet agencement, plusieurs dispositifs formant pompe à émulsion à air comprimé 9. Chaque dispositif 9 comprend un tube vertical 10 et un conduit 11 débouchant dans la partie inférieure du tube 10 et relié à une source d'air comprimé 12 par l'intermédiaire d'une vanne 13. Au dessus de l'extrémité supérieure de chaque tube 10 est disposée une plaque brise jet 14.
Comme le montre la figure, par des lignes interrompues, les dispositifs de pompe à émulsion 9 servent à aérer les effluents par projections de ceux-ci sur les plaques 14 et assurent ainsi la circulation des effluents à travers le lit bactérien fixe 7.
Le liquide traité dans ce bassin à lit fixe passe par l'intermédiaire d'un conduit de liaison 16 dans l'étage de finition 3'. Dans cet étage, la biomasse en suspension (boues activées) achève l'élimination de la pollution organique par les bactéries en suspension et assure la minéralisation et la stabilisation des boues détachées du lit fixe dans le bassin 2.
L'oxygène est introduit dans ce bassin par un dispositif à diffuseurs de fines bulles 17, également alimenté par la source d'air comprimé 12.
Cette aération sert en même temps à la mise en suspension et au brassage du liquide mixte. Ce dernier transite alors au travers d'une lunette 18, comme l'indique la ligne fléchée, qui est ouverte sur toute la largeur du bassin dans une zone de tranquillisation constituant le décanteur secondaire 4. La lunette est formée par deux parois inclinées parallèles 19,20 et qui s'étendent sur toute la largeur du bassin comme cela est visible sur la figure 2.
Dans ce décanteur secondaire 4 s'opère la séparation entre la
<Desc/Clms Page number 4>
biomasse épuratoire et l'eau épurée par simple décantation statique. Les eaux sumageantes épurées sont écumées par une lame siphoïde 22, reprises par une goulotte de débordement 23 et évacuées hors de la station.
Les boues décantées sont, soit recyclées vers la partie aérobie 3, soit extraites du système épuratoire et transférées vers le compartiment de stockage des boues 5. La recirculation des boues dans la partie aérobie se fait par aspiration de celles-ci au fond du décanteur secondaire 4 par l'insufflation d'air par l'intermédiaire d'une conduite 28 entre la paroi 20 et une paroi supplémentaire parallèle 30 s'étendant jusqu'au fond du bassin. L'insufflation d'air avec les deux parois crée un effet d'aspiration sur toute la largeur du décanteur secondaire. Cette aspiration a pour effets secondaires d'accèlérer la décantation des boues et de créer un effet de brassage au sein du liquide contenu dans le bassin d'aération.
L'extraction de boues en excès et leur transfert dans le compartiment 5 est effectué à l'aide d'un dispositif de pompe à émulsion à air comprimé comprenant un tube transporteur 25 et d'un conduit 26 relié à la source d'air comprimé 12 et débouchant dans la partie inférieure du tube 25. L'injection d'air peut être automatisée par l'installation d'une électrovanne 31 dans le conduit d'alimentation en air comprimé 26.
Les boues en excès déposées dans le stockage de boues 5 décanteur secondaire sont enlevées périodiquement pour l'utilisation extérieure.
La figure 2 illustre en une vue de dessus de façon générale la structure d'une station d'épuration selon l'invention et montre particulièrement un mode de réalisation très avantageux sous forme d'un ensemble compact s'intégrant dans une paroi extérieure cylindrique circulaire 32. Dans cet ensemble compact, le bassin d'aérobie 3 avec le décanteur secondaire 4 et le bassin à lit fixe 2 sont juxtaposés comme dans le cas de la figure 1 tandis que
<Desc/Clms Page number 5>
le décanteur primaire 1 et le compartiment de stockage des boues 5 sont montés dans les segments de cercles situés au-dessus et en-dessous de la partie centrale. L'écoulement du liquide à travers cette installation de structure compacte est indiqué par des lignes fléchées, en correspondance avec la figure 1.
La figure 3 montre une installation du type de celle représentée sur la figure 1, mais pourvue d'un étage de dénitrification. Dans cette installation, à la sortie du bassin à lit bactérien immergé 2, l'effluent est amené par un conduit 35 dans une partie anoxique 36 dans laquelle s'effectue la dénitrification. Ensuite l'effluent est évacué à travers un conduit 37 dans la partie à boues activées 3'qui comporte les dispositifs diffuseurs de fines bulles 17. A. la différence de la figure 1, les boues ne sont plus recirculées du décanteur secondaire 4 dans la partie de finition aérobie 3', mais dans la partie d'anoxie 36, à travers un passage formé entre les parois parallèles inclinées 39, 40 par insufflation d'air amené à travers un conduit 42 relié à la source d'air comprimé 12.
Une vanne 43 est montée dans ce conduit.
L'étage de dénitrification 36, l'étage à boues activées 3'et le décanteur secondaire 4 sont logés dans le bassin 3. La circulation du liquide du bassin 3 est indiquée par des lignes fléchées. Il est encore à noter que le compartiment de stockage 5 comprend un trop-plein de débordement 42 (figure 3) des eaux surnageantes vers le bassin 3.
Il ressort de la description qui précède, que l'invention propose en effet une station d'épuration qui assure, dans un assemblage extrêmement compact d'un lit bactérien immergé aéré avec un système à boues activées aérées, un rendement épuratoire élevé, permettant l'obtention de boues minéralisées utilisables directement en agriculture sans traitement complémentaire. L'invention permet aussi lors du décrochage de boues dans le
<Desc/Clms Page number 6>
bassin à lit fixe d'achever la minéralisation de celles-ci dans le bassin à aération prolongée. D'autre part, les fonctions de décantation et de circulation des liquides dans l'ensemble de l'installation sont assurées par simple insufflation d'air surpressé. Par conséquent l'invention permet d'éviter l'utilisation de dispositifs mécaniques spécifiques à pièces mobiles.
L'invention se distingue des techniques classiques à boues activées notamment par le fait qu'elle utilise des volumes de bassin aéré beaucoup moins importants, et des techniques sur lits bactériens par le fait que les boues produites sont bien minéralisées et ne nécessitent pas de traitement complémentaire.
<Desc / Clms Page number 1>
"Wastewater treatment plant."
It turns out that, in addition to the large treatment plants supplied with effluent to be treated by large networks of collectors and intended mainly for large urban centers, there is a need for small installations that can be quickly assembled on site and do not involve important assembly and maintenance work. We would therefore like to have facilities of this type wherever connection to a sewage network supplying an urban station is not possible and this for individuals, small towns, campsites, accommodation centers, offices , small industries, etc ...
It is important in this case that the treatment installation is simple and does not require regular maintenance, with the exception of some periodic checks. It is also important that the integration into the landscape is as discreet as possible and even invisible.
The object of the present invention is to propose a plant for purifying waste water, which is able to meet the requirements which have just been stated.
To achieve this object, according to the invention, a treatment plant comprises an installation which is characterized by the combination of a submerged fixed bed basin aerated to obtain aerobic degradation and a sludge tank activated with prolonged aeration for the finishing of the treatment and the stabilization of the sludge in the purification process.
According to an advantageous characteristic of the invention, the installation can include a denitrification section.
According to another advantageous characteristic of the invention, the means for circulation and transfer of fluids inside the installation
<Desc / Clms Page number 2>
consist of emulsion pump devices, advantageously compressed air.
The invention will be better understood and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating several modes. of the invention and in which: - Figure 1 shows in the form of a diagram the principle of the structure of a treatment plant according to the present invention; - Figure 2 is a schematic top view of an advantageous embodiment of a treatment plant according to Figure 1; - Figure 3 shows schematically a treatment plant according to Figure 1, but additionally equipped with denitrification means.
The installation of a purification station according to the invention consists of a purification block integrating into a sealed rectangular, square, circular or hexagonal receiving tank.
In FIG. 1, the tank comprises, mounted in series, a primary decanter 1, a bacterial bed basin 2 called a fixed, immersed, aerated bed to ensure aerobic degradation by the bacterial bed device, an aerobic activated sludge basin 3 , with an extended ventilation stage and a secondary decanter 4, and a sludge storage compartment 5.
The fixed bed basin 2 communicates with the primary settling tank by
<Desc / Clms Page number 3>
overflow 6. As shown in the figure, the fixed bed indicated at 7 of the basin 2 comprises an arrangement of vertical tubes 8 fixed serving as support for the biomass and, integrated into this arrangement, several devices forming a compressed air emulsion pump 9. Each device 9 comprises a vertical tube 10 and a conduit 11 opening into the lower part of the tube 10 and connected to a source of compressed air 12 by means of a valve 13. Above the upper end of each tube 10 is disposed a jet breaker plate 14.
As shown in the figure, by broken lines, the emulsion pump devices 9 serve to aerate the effluents by projections of these onto the plates 14 and thus ensure the circulation of the effluents through the fixed bacterial bed 7.
The liquid treated in this fixed bed basin passes through a connecting conduit 16 in the finishing stage 3 '. In this stage, the suspended biomass (activated sludge) completes the elimination of organic pollution by the suspended bacteria and ensures the mineralization and stabilization of the sludge detached from the fixed bed in the basin 2.
Oxygen is introduced into this basin by a device with fine bubble diffusers 17, also supplied by the source of compressed air 12.
This aeration serves at the same time to suspend and stir the mixed liquid. The latter then passes through a telescope 18, as indicated by the arrow line, which is open over the entire width of the basin in a tranquilization zone constituting the secondary decanter 4. The telescope is formed by two parallel inclined walls 19 , 20 and which extend over the entire width of the basin as can be seen in FIG. 2.
In this secondary decanter 4 the separation takes place
<Desc / Clms Page number 4>
purifying biomass and purified water by simple static decantation. The purified supernatant water is skimmed by a siphoid blade 22, taken up by an overflow chute 23 and evacuated from the station.
The decanted sludge is either recycled to the aerobic part 3, or extracted from the purification system and transferred to the sludge storage compartment 5. The recirculation of the sludge in the aerobic part is done by aspiration of the latter at the bottom of the secondary decanter 4 by blowing air through a pipe 28 between the wall 20 and an additional parallel wall 30 extending to the bottom of the basin. The blowing of air with the two walls creates a suction effect over the entire width of the secondary decanter. This suction has the side effects of accelerating the settling of the sludge and creating a stirring effect within the liquid contained in the aeration tank.
The extraction of excess sludge and its transfer into compartment 5 is carried out using a compressed air emulsion pump device comprising a conveyor tube 25 and a conduit 26 connected to the source of compressed air. 12 and opening into the lower part of the tube 25. The air injection can be automated by installing a solenoid valve 31 in the compressed air supply duct 26.
Excess sludge deposited in the secondary settling tank sludge storage is periodically removed for outdoor use.
FIG. 2 illustrates in a general plan view from above the structure of a treatment plant according to the invention and particularly shows a very advantageous embodiment in the form of a compact assembly integrating into a circular cylindrical outer wall 32. In this compact assembly, the aerobic tank 3 with the secondary settling tank 4 and the fixed bed tank 2 are juxtaposed as in the case of FIG. 1 while
<Desc / Clms Page number 5>
the primary settling tank 1 and the sludge storage compartment 5 are mounted in the segments of circles situated above and below the central part. The flow of liquid through this installation of compact structure is indicated by arrowed lines, in correspondence with FIG. 1.
Figure 3 shows an installation of the type shown in Figure 1, but provided with a denitrification stage. In this installation, at the outlet of the submerged bacterial bed basin 2, the effluent is brought by a conduit 35 into an anoxic part 36 in which denitrification takes place. Then the effluent is evacuated through a conduit 37 in the activated sludge portion 3 ′ which comprises the devices for diffusing fine bubbles 17. Unlike FIG. 1, the sludges are no longer recirculated from the secondary settling tank 4 in the aerobic finishing part 3 ', but in the anoxic part 36, through a passage formed between the inclined parallel walls 39, 40 by blowing air supplied through a duct 42 connected to the source of compressed air 12.
A valve 43 is mounted in this conduit.
The denitrification stage 36, the activated sludge stage 3 ′ and the secondary decanter 4 are housed in the basin 3. The circulation of the liquid in the basin 3 is indicated by arrow lines. It should also be noted that the storage compartment 5 comprises an overflow overflow 42 (FIG. 3) of the supernatant water towards the basin 3.
It emerges from the above description, that the invention in fact provides a purification station which ensures, in an extremely compact assembly of an aerated submerged bacterial bed with an aerated activated sludge system, a high purification efficiency, allowing the '' obtaining mineralized sludge usable directly in agriculture without additional treatment. The invention also makes it possible, when dropping sludge in the
<Desc / Clms Page number 6>
fixed bed basin to complete the mineralization of these in the prolonged aeration basin. On the other hand, the functions of decantation and circulation of liquids throughout the installation are ensured by simple blowing of compressed air. Consequently, the invention makes it possible to avoid the use of specific mechanical devices with moving parts.
The invention differs from conventional activated sludge techniques in particular by the fact that it uses much smaller aerated tank volumes, and from bacteria bed techniques by the fact that the sludge produced is well mineralized and does not require treatment. complementary.