Extraction des phosphates des eaux usées.
La présente invention concerne un procédé pour traiter avec de la boue activée une eau usée brute ou déjà traitée, contenant des phosphates, en vue d'obtenir un effluent sensiblement exempt de phosphore qui est restitué aux ressources naturelles
en eau.
Dans le procédé classique d'épuration par la boue activée actuellement en application, l'eau usée subit les opérations habituelles de passage sur des grilles et de sédimentation préliminaire , puis est mélangée avec de la boue activée recyclée au départ d'un bassin de sédimentation pour former un liquide mixte
<EMI ID=1.1>
les organismes provoquent la décomposition aérobie des solides et suppriment pour beaucoup la demande biochimique en oxygène.
Les phosphates qui sont contenus dans les déchets organiques et les détergents échappent aux opérations habituelles du traitement de l'eau usée et sont répandus avec l'effluent dans les ressources naturelles en eau,comme les lacs, rivières et fleuves. Ces phosphates provoquent un enrichissement exagéré ou une eutrophication des eaux qui sont envahies par les algues qui provoquent de graves pollutions.
<EMI ID=2.1>
tement d'une eau usée par la boue activée provoque initialement l'assimilation des phosphates par les micro-organismes. Le brevet
<EMI ID=3.1>
quel ce phénomène est exploité pour l'élimination des phosphates d'une eau usée. Suivant ce procédé, le pH de l'eau usée brute peut être ajusté, si nécessaire, à une valeur d'environ 6,2 à 8,5, l'eau
usée est mélangée avec de la boue activée pour donner le liquide mixte, celui-ci est aéré en vue de son maintien à une teneur en oxygène dissous d'au moins 0,3 mg par litre et une boue enrichie
en phosphates est séparée du liquide mixte, tandis que l'effluent
est sensiblement exempt de phosphates.La boue enrichie en phosphates est appauvrie en phosphates avant d'être renvoyée au mélange avec l'eau usée entrante. e cette fin, la boue enrichie en phosphates est maintenue en état anaérobie pendant quelques heures.
Divers autres procédés ont été envisagés pour la réduction de la teneur en phosphates d'une boue enrichie en phosphates après l'aération lors du traitement d'une eau usée par la boue
<EMI ID=4.1>
3.385.785 décrit l'ajustement du pH de la boue enrichie en phospha- tes à une valeur d' environ 3,5 à 6 et l'agitation de cette boue <EMI ID=5.1>
<EMI ID=6.1>
tes solubles de la boue à la phase aqueuse. Le milieu aqueux à fai- ble teneur en phosphates utilisé dans le bassin est de l'eau d'ori- gine extérieure destinée à extraire les phosphates de la boue. Après extraction des phosphates solubles de la boue dans le milieu aqueux, le mélange est envoyé dans un bassin de sédimentation où
le milieu auqueux enrichi en phosphates est séparé de la boue ap- pauvrie en phosphates.Ce procédé conduit à des dépenses d'installation importantes,du fait qu'il exige l'apport d'une quantité considérable d'eau d'origine extérieure et l'exploitation de deux bassins distincts, à savoir un bassin pour l'épuisement des phosphates
et un bassin de sédimentation, afin que les phosphates solubles se séparent de la boue.
L'invention a donc pour but de procurer un procédé perfectionné pour faire baisser la teneur en phosphates d'une eau usée contenant des phosphates dans un procédé de traitement par la boue activée.
Elle a également pour but de procurer un procédé comprenant une extraction des phosphates de la boue enrichie en phosphates se traduisant par une meilleure efficacité de l'élimination des phosphates de l'eau usée.
D'autres buts de l'invention et les avantages qu'elle offre ressortiront de sa description ci-après.
L'invention a pour objet un procédé de traitement par la boue
<EMI ID=7.1>
tes,en vue d'obtenir un effluent sensiblement exempt de phosphore.
Suivant le procédé de l'invention, on aère le liquide mixte comprenant l'eau usée admise contenant des phosphates et
la boue activée dans un bassin d'aération en vue d'un abaissement de la demande biochimique en oxygène de l'eau usée et de l'assimilation des phosphates par les micro-organismes en présence. La boue <EMI ID=8.1>
sister un effluent sensiblement exempt de phosphates. Cette boue en-
<EMI ID=9.1>
tes et est-mise à sédimenter pour donner un liquide surnageant dans la partie supérieure du bassin d'extraction et une boue sédimentée.
Au moins une partie de- la.boue sédimentée est maintenue dans l'état anaérobie pendant un délai suffisant pour que les phosphates se dégagent dans la phase liquide de la boue sédimentée. La boue anaérobie contenant les phosphates dégagés est mise en contact avec un milieu à moindre teneur en phosphates solubles pour que les phosphates solubles se transfèrent de la phase liquide de la boue anaérobie au milieu à moindre teneur en phosphates solubles en vue de l'enrichissement en phosphates du liquide surnageant dans la section supérieure du bassin d'extraction. Au moins une-partie de la-boue anaérobie est envoyée du bassin d'extraction des phosphates au bassin d'aération pour y servir de boue activée.
Par boue, il convient d'entendre un mélange de solides et de liquide comprenant une phase formée des solides de la boue et une phase liquide associée. Par milieu à moindre teneur en
<EMI ID=10.1>
quel la concentration en phosphates solubles est plus faible que celle de la boue anaérobie contenant des phosphates dégagés qui vient à son contact.
Conformément à l'invention, la boue enrichie en phosphates, dans laquelle les phosphates sont contenus dans les cellules des micro-organismes, c'est-à-dire les solides biologiques, est maintenue en milieu anaérobie à l'état sédimenté dans le bassin d'extraction des. phosphates pendant une durée suffisante pour que les microorganismes dégagent les phosphates dans la phase liquide de la boue. La boue-anaérobie résultante contenant les phosphates dégagés est mise en contact avec un milieu à moindre teneur en phosphates solubles.Cette mise en contact vise au transfert des phosphates <EMI ID=11.1>
du bassin d'extraction pour que le liquide surnageant s'enrichisse en ces phosphates. Suivant l'Invention, les phosphates solubles de
<EMI ID=12.1>
chie en phosphates parvenant à la zone d' extraction.
En l'absence des stades décrits ci-dessus de contact et de transfert, une durée considérable serait nécessaire pour que les phosphates solubles dégagés dans la boue anaérobie et en particulier dans la boue sédimentée au plus profond du bassin d'extraction, puissent migrer de la couche de boue sédimentée jusque dans le liquide surnageant du bassin d'extraction. Dans ces conditions, si la boue était soutirée du bassin d'extraction et renvoyée au bassin d'aération avant le transfert d'une quantité suffisante des phosphates solubles dans le liquide surnageant, une quantité excessive de phosphates solubles serait recyclée au bassin d'aération et l'efficacité d'extraction des phosphates diminuerait pour l'ensemble du procédé. L'invention évite cette difficulté et s'est révélée pro-
<EMI ID=13.1>
La Fig. 1 est un tableau de marche schématique d'un pro-
<EMI ID=14.1>
vention, suivant lequel la boue anaérobie contenant les phosphates dégagés est mise en contact avec la boue enrichie en phosphates- entrant dans le bassin d'extraction et
là Fig . 2 est un tableau de marche schématique d'un procé-
<EMI ID=15.1>
sin d'extraction des phosphates en est soutirée et est ramenée au bassin d'extraction sous la couche de boue anaérobie contenant les
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1> <EMI ID=18.1>
tenant des phosphates traverse les grilles et collecteurs de sable habituels et subit éventuellement une sédimentation primaire dans un bassin de sédimentation primaire 2 d'où une boue primaire est soutirée par la conduite 3. L'eau usée ayant subit la sédimentation
<EMI ID=19.1>
ci-dessous pour former du liquide mixte qui est amené par la con-
<EMI ID=20.1>
Dans le bassin d'aération, le liquide mixte est aéré à
une allure suffisante pour qu'il se maintienne dans l'état aérobie, c'est-à-dire contienne une quantité mesurable d'oxygène dissous
dans au moins une partie du bassin d'aération,pendant une durée de
1 à 8 heures. Pendant l'aération, les micro-organismes en présence assimilent les phosphates et consomment les matières organiques con- tenues dans l'eau usée. L'aération assure une élimination poussée
de la demande biochimique en oxygène.
Après l'aération, le liquide mixte parvient dans le
bassin de sédimentation secondaire 6. Dans ce dernier, la boue enrichie en phosphates sédimente et se sépare du liquide. Cette boue contient une fraction sensible des phosphates de l'eau usée. L'ef- fluent sensiblement exempt de phosphates est soutiré pour être éva-
-...."�
<EMI ID=21.1>
La boue enrichie en phosphates est soutirée du bassin de sédimentation secondaire 6 par la conduite 8. Une fraction de la boue peut être rejetée et le reste est mis en contact et mélangé avec de la boue anaérobie qui provient de l'extracteur de phosphates et qui a une concentration 'élevée en phosphates solubles, puis le mélange entre dans l'extracteur de phosphates 9. Dans l'extracteur de phosphates 9, la boue enrichie en phosphates sédimente en un liquide surnageant à la partie supérieure du bassin d'extraction et en une boue sédimentée. Au moins une partie de la boue sédimentée est maintenue en milieu anaérobie pendant une durée suffisante pour que <EMI ID=22.1>
les micro-organismes de la boue anaérobie dégagent les phosphates dans la phase liquide associée à la boue sédimentée anaérobie. Les phosphates diffusent des solides de la boue anaérobie dans la phase liquide. Le mécanisme de ce traitement est décrit plus en détail ci-après.
Le liquide surnageant enrichi en phosphates ainsi formé dans l'extracteur de phosphates 9 est amené par la conduite 10 au bassin de précipitation des phosphates 11. Un réactif de précipitation des phosphates, par exemple un sel de fer ou d'aluminium ou
de la chaux,est mélangé au liquide surnageant enrichi en phosphates pour la précipitation des phosphates dans le bassin 11. Les phosphates précipités sont évacués par la conduite 12 pour être mélangés avec l'eau usée brute dans la conduite 1.
Dans l'extracteur de phosphates 9, les solides de la boue dont les cellules ont une teneur élevée en phosphates se séparent
de la phase aqueuse et sédimentent au fond de l'extracteur de phos-
<EMI ID=23.1>
cellulaire et s'accumulent en une couche de boue sédimentée dans l'extracteur de phosphates 9. La couche de boue sédimentée présente
un gradient de densité puisque cette dernière est plus élevée au
<EMI ID=24.1>
Pour l'application de l'invention, au moins une partie de
<EMI ID=25.1>
celui où la quantité d'oxygène dissous dans la phase liquide de la. boue n'est en substance pas mesurable pendant une durée-suffisante
pour que les phosphates se dégagent dans la phase liquide de la boue sédimentée anaérobie. Le temps pendant lequel la boue doit séjour-
<EMI ID=26.1>
dépend pour partie du caractère aérobie ou anaérobie de la boue
<EMI ID=27.1>
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
sédimentation secondaire d* installations à boue activée du type
<EMI ID=30.1> <EMI ID=31.1> est dissous dans le liquide mixte quittant le bassin d'aération et peut s'épuiser dans le bassin de sédimentation, de sorte que la boue soutirée au fond de ce bassin est anaérobie. Dans son application à l'invention, cet état anaérobie de la boue enrichie en phosphates séparée du liquide mixte et entrant dans le bassin d'extraction permet que tout le volume de la boue sédimentée dans le bassin d'extraction soit maintenu dans l'état anaérobie et ainsi que le temps de séjour pour le dégagement des phosphates dans le bassin d'extraction soit relativement bref. Lorsque la boue quittant le bassin de sédimentation secondaire et entrant dans le bassin d'extraction est anaérobie, le temps de séjour et l'état calme
de la boue dans le bassin de sédimentation doivent être assurés
pour éviter qu'un dégagement et un mélange de phosphates dans le bassin de sédimentation secondaire nuise à la qualité de l'effluent évacué.
D'autre part, lorsque la boue enrichie en phosphates entrant dans le bassin d'extraction est aérobie, le temps de séjour dans ce bassin doit être relativement long pour le dégagement requis des phosphates. Dans ce cas, la partie supérieure de la boue' sédimentée dans le bassin d'extraction peut être aérobie, seule
la partie inférieure de cette boue étant anaérobie. Dans ce cas,
à mesure que les solides de la boue contenant du phosphate intracellulaire se rapprochent du fond de la couche de boue sédimentée,
le milieu anaérobie de cette partie de la couche de boue amène les organismes à dégager ces phosphates dans la phase liquide de la
boue sous la forme d'ions phosphate hydrosolubles. La concentration en phosphates solubles est initialement maximale à la partie inférieure de la couche de boue dans le bassin d'extraction.
Dans les conditions générales d'application de l'invention, <EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
transférés en quantité suffisante dans le liquide surnageant, la quantité de phosphates solubles recyclés au bassin d'aération est excessive et l'élimination des phosphates devient dans l'ensemble moins bonne. Il est préférable de ne pas recycler plus de 75% des phosphates solubles dégagés dans le bassin d'extraction des phosphates au bassin d'aération avec la boue activée.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, la boue anaérobie contenant en proportion sensible les phosphates solubles dégagés dans l'extracteur de phosphates 9 est évacuée
de ce bassin et subdivisée en deux fractions. L'une des fractions
de cette boue riche en phosphates solubles est recyclée par la conduite 13 pour être mélangée à l'eau usée brute admise par la conduite 4 dans le bassin d'aération, tandis que l'autre fraction de cette boue est recyclée par la conduite 14 pour venir en contact et se mélanger avec de la boue enrichie en phosphates, sortant du bassin de sédimentation secondaire 6 et parvenant à l'extracteur de phosphates 9. Comme la boue soutirée du bassin de sédimentation secondaire 6 contient du phosphate intracellulaire dans sa phase solide et comme la phase liquide qui peut former 98 à 99 % de la boue à une teneur faible sinon nulle en phosphates solubles, les phosphates solubles de la boue anaérobie riche en phosphates solubles parvenant
<EMI ID=34.1>
enrichie en phosphates.Il est préférable que chaque fraction de boue anaérobie riche en phosphates solubles quittant le bassin l'extracteur de phosphates et passant par les conduites 13 et 14
<EMI ID=35.1> phosphates solubles sortant de l'extracteur et qu'au moins
2% des phosphates solubles dégagés dans l'extracteur de phosphates_soient évacués de celui-ci dans le liquide surnageant qui s'écoule par la conduite 10.
La fraction de la boue riche en phosphates solubles qui passe par la conduite 14 peut aussi être amenée directement dans l'extracteur de phosphates 9 au-dessus de la couche de boue, afin
que les phosphates solubles viennent au contact du liquide surna- geant dans l'extracteur de phosphates et se transfèrent dans ce liquide surnageant.
Dans la forme de réalisation illustrée à la Fig. 2, l'eau ; usée contenant des phosphates est introduite dans l'installation d'épuration par la conduite 15 et mélangée avec le liquide surna- géant appauvri en phosphates amené par la conduite 3�,comme décrit plus en détail ci-après. L'eau usée entrante et la boue recyclée
par la conduite 24 pénètrent dans le bassin d'aération 16 dans
lequel le liquide mixte formé par l'eau usée et la boue activée recyclée est aéré afin que la demande biochimique en oxygène
de l'eau usée baisse et que les micro-organismes en présence assimilent les phosphates.
En pratique, le bassin d'aération peut être de type clas- sique comprenant des chambres d'aération ouvertes alimentées en
air. En variante, l'aération peut être exécutée¯comme décrit dans
<EMI ID=36.1>
suivant lesquels on exploite au moins une chambre d'aération couverte et confinée dans laquelle le liquide traité est mis en contact intime,en présence de la boue activée,avec un gaz enrichi en oxygène occupant la partie supérieure de la chambre,en vue de la dissolution de l'oxygène nécessaire à l'activité biologique aérobie. Ces systèmes d'oxygénation peuvent fonctionner avec des teneurs
en cellules en suspension plusieurs fois supérieures et avec des temps d'aération plusieurs fois inférieurs à ceux des systèmes d'aération ordinaires par l'air pour une efficacité de traitement comparable sinon supérieure et se sont révélés fort efficaces pour l'application de l'invention.
Le liquide mixte aéré est amené du bassin d'aération par la conduite .17 au bassin de sédimentation secondaire 18-Dans celui-ci, la boue enrichie en phosphates est séparée du liquide mixte et laisse subsister un effluent sensiblement exempt de phosphates qui est évacué par la conduite 19. La boue enrichie en phosphates ainsi séparée passe du bassin de sédimentation secondaire par la conduite 20 dans le bassin d'extraction des phosphates 21. Dans celui-ci, la boue enrichie en phosphates se répartit en un liquide surnageant
à la partie supérieure 22 du bassin d'extraction et en une boue sédimentée. Au moins une partie de la boue sédimentée du bassin d'extraction est maintenue en milieu anaérobie comme décrit ci-dessus, pendant une durée suffisante pour le dégagement des phosphates
dans la phase liquide de la boue anaérobie.
Le stade de mise en contact de la boue anaérobie est effectué dans ce système par soutirage du liquide surnageant du bassin d'extraction des phosphates par la conduite 25 et prélèvement d'une partie de ce liquide au moyen de la conduite 26 munie d'une pompe 27 en vue du recyclage à la section inférieure du bassin d'extraction. Le liquide surnageant passant par la conduite 26 est ramené dans le bassin d'extraction des phosphates par des distributeurs 28, par exemple plusieurs ajutages fixes. De cette façon s'établit une élutriation à contre-courant des phosphates solubles dans la boue anaérobie,du fait que les phosphates solubles se transfèrent dans le liquide surnageant recyclé animé d'un mouvement ascendant et ainsi dans l'ensemble du volume de liquide surnageant à la partie supérieure du bassin d'extraction des phosphates.
Avec un tel agencement, il est évident que l'oxygène dissous éventuellement contenu dans le liquide surnageant du bassin d'extraction et pouvant,par exemple,provenir du passage de la boue aérobie enri-chie en phosphates du bassin de sédimentation secondaire dans le bassin d'extraction des phosphates se répand dans la partie.inférieure du bassin d'extraction en même temps que le courant amené par la conduite 26. Cet apport d'oxygène dissous amène les micro-
<EMI ID=37.1>
en contact est introduit, qui avaient abandonné des phosphates dans la phase liquide associée,à. assimiler à nouveau ces phosphates. Cet effet doit rester localisé au voisinage immédiat de l'admission
afin de ne pas influencer défavorablement l'état anaérobie de l'ensemble de la boue sédimentée anaérobie du bassin d'extraction. En d'autres termes, la teneur en oxygène dissous du liquide surnageant doit être ajustée de manière convenable.
La partie du liquide surnageant soutirée du bassin d'extraction par la conduite 25 et qui n'est pas recyclée par la conduite 26 pour la mise en contact est amenée au bassin de mélange rapide 29. Dans celui-ci, le liquide surnageant non prélevé est mélangé rapidement par des dispositifs non représentés avec un réactif
de précipitation des phosphates,comme la chaux, introduit dans le bassin par la conduite 30. Le mélange de liquide surnageant et de réactif précipitant-passe alors par la conduite 31 au bassin de floculation 32 où les phosphates précipités s'accumulent pour être évacué:
du système comme boue chimique par la conduite 33. Le liquide sur-. nageant débarrassé des-phosphates s'écoulant par le trop-plein du
<EMI ID=38.1>
<EMI ID=39.1>
En raison de ce contact de la boue anaérobie, une quantité sensible des phosphates:dégagés dans la boue anaérobie se transfère dans le liquide surnageant à la partie supérieure du bassin d'extraction)de sorte que la boue anaérobie soutirés au bas du bassin d'extraction par la conduite 24 a une teneur suffisamment atténuée en phosphates pour permettre une élimination poussée des phosphates de l'eau usée dans le bassin d'aération.
D'autres moyens que ceux décrits ci-dessus peuvent être utilisés pour l'application de l'invention afin de porter au maximum le contact entre la fraction de boue anaérobie à haute teneur en phosphates solubles et le liquide surnageant du bassin d'extraction des phosphates afin que les phosphates solubles s' éluent dans le liquide surnageant. Par exemple, il est possible, d'utiliser deux bas- sins d'extraction des phosphates sinon davantage. Tandis que le con- tenu de l'un des bassins est maintenu relativement calme et que la boue est maintenue dans l'état anaérobie afin que les micro-organismes dégagent leurs phosphates, le contenu d'un autre bassin dans lequel les micro-organismes ont déjà abandonné leurs phosphates est agité pour que la couche de boue anaérobie contenant les phosphates solubles se mélange au liquide surnageant.
Après que le liquide surnageant a élué sensiblement tous les phosphates solubles de la boue, l'agitation énergique est interrompue et les solides sont amenés à sédimenter. Après cette sédimentation, le liquide surnageant qui contient à présent sensiblement tous les phosphates solubles du bassin est soutiré et amené au bassin de précipitation des phosphates, tandis que la boue appauvrie en phosphates est recyclée pour être mélangée avec l'eau usée brute entrant dans le bassin d'aération. Le bassin est alors rempli de boue en provenance du bassin de sédimentation secondaire et cette boue est mise à sédimenter pour devenir anaérobie et l'état anaérobie est entretenu tandis que la vive agi-
<EMI ID=40.1>
succèdent une sédimentation et une évacuation du liquide surnageant enrichi en phosphates est répétée dans le premier bassin. En d'autres termes, les deux bassins sont déphasés de 18006-
Un autre moyen pour assurer le transfert des phosphates
<EMI ID=41.1>
che en provenance du bassin de sédimentation secondaire au fond du bassin d'extraction afin de provoquer une diffusion ascendante de la couche anaérobie et l'élution des phosphates solubles contenus <EMI ID=42.1>
Un autre moyen pour porter au, maximum le contact entre le liquide surnageant et la couche de boue anaérobie riche en phospha- tes solubles dans le bassin d'extraction des phosphates consiste à agiter vivement par intermittence le contenu du bassin d'extraction des phosphates pour que la couche de boue anaérobie se disperse dans le liquide surnageant. Celui-ci élue alors les phosphates de la boue. Le contenu du bassin d'extraction des phosphates est alors mis à sédimenter. Pendant l'agitation et la sédimentation, aucune boue à recycler n'est soutirée au fond du bassin d'extraction des phosphates. L'agitation peut être assurée par admission d'un gaz ne contenant
pas d'oxygène au fond de l'extracteur de phosphates 9. Différentes fractions de la couche de boue anaérobie peuvent être également ramenées à un niveau supérieur à celui de la couche de boue sédimentée pour subir ainsi une nouvelle sédimentation. Pendant
cette sédimentation, les phosphates solubles s'éluent dans le liquide surnageant. Tandis qu'il en est ainsi, une autre fraction de la couche de boue.anaérobie peut être soutirée du bassin d'extraction
des phosphates pour le recyclage au bassin d'aération.
Ces diverses opérations peuvent être effectuées de manière continue ou intermittente. Ainsi, un transfert suffisant des phospha-
<EMI ID=43.1> exemple,la boue anaérobie soutirée de l'extracteur de phosphates !
<EMI ID=44.1>
de fonctionnement.
Les exemples ci-après illustrent les avantages particu. liers de l'invention qui assurent l'élimination des phosphates d'une eau usée mieux que ne le permettent les procédés antérieurs ne comprenant pas le stade de mise en contact de la boue anaérobie qui constitue la particularité du procédé de l'invention.
EXEMPLE 1.
Pour l'essai, on fait fonctionner une installation d'un type semblable à la Fig. 2 initialement de la manière classique, sans mettre conformément à l'invention,la boue anaérobie en contact avec le milieu pauvre en phosphates solubles. Ensuite, on fait fonctionner le système en conformité avec l'invention en prenant comme milieu pauvre en phosphates solubles le liquide surnageant de la partie supérieure du bassin d'extraction, en substance comme décrit ci-dessus à propos de la Fig. 2.
Au cours des deux phases de l'essai de comparaison, on mélange l'eau usée admise avec de la boue activée recyclée pour former le liquide mixte qu'on aère dans le bassin d'aération afin que les micro-organismes absorbent les phosphates. On sépare ensuite la boue enrichie en phosphates du liquide mixte dans le bassin
de clarification secondaire, de manière à obtenir un effluent sensiblement exempt de phosphates. On amène la boue enrichie en phosphates ainsi séparée au bassin d'extraction des phosphates et on l'y laisse sédimenter pour obtenir un liquide surnageant à la partie supérieure du bassin d'extraction et une boue sédimentée. On maintient la boue sédimentée en milieu anaérobie pendant une durée suffisante pour faire se dégager les phosphates dans la phase liquide
<EMI ID=45.1>
<EMI ID=46.1>
d'extraction des phosphates et on le mélange avec un réactif de précipitation, à savoir de la chaux, dans un bassin de mélange ra- pide, puis on soutire les phosphates précipités comme boue chimique résiduaire dans un bassin de floculation, tandis qu'on renvoie le
<EMI ID=47.1>
sion de l'eau usée. On soutire la boue sédimentée du bassin d'ex- traction des phosphates et on la renvoie à la conduite d'admission
<EMI ID=48.1>
<EMI ID=49.1>
<EMI ID=50.1> <EMI ID=51.1>
<EMI ID=52.1>
la conduite de recyclage 26- qui établit une communication avec la conduite 2$ de soutirage du liquide surnageant du bassin d'extrac-
<EMI ID=53.1>
bassin d'extraction ne fonctionne pas, de sorte que le flux dans cette conduite de recyclage reste nul.
A la seconde phase de l'essai de comparaison effectuée
<EMI ID=54.1>
ci-dessus,mais la pompe de recyclage fonctionne et renvoie une partie du liquide surnageant à moindre teneur en phosphates solubles de la conduite d'évacuation du liquide surnageant du bassin d'extraction des phosphates jusque dans ce même bassin d'extraction des phosphates sous la boue anaérobie. Il s'établit ainsi une élutrlation à contre-courant des phosphates solubles dans la boue anaérobie,de sorte que les phosphates se transfèrent au liquide sur-
<EMI ID=55.1>
supérieure du bassin d'extraction des phosphates qui s'y enrichis- sent ainsi. La durée de la première phase de l'essai sans contact . de la boue anaérobie est de huit jours de fonctionnement continu
et la durée de la seconde phase avec contact de la boue anaérobie est de 10 jours de fonctionnement continu.
Le tableau ci-après rassemble les données collectées au cours de cet essai de comparaison entre les deux systèmes. Les résultats prouvent que l'efficacité d'élimination des phosphates est sensiblement meilleure par le procédé de l'invention (données rassemblées à la colonne A) que par un procédé classique (données rassemblées à la colonne B). Comme le montrent les résultats, les paramètres opératoires dans les deux cas, notamment le débit d'eau usée admise, le débit de recyclage de la boue enrichie en phosphates,
<EMI ID=56.1>
tes, le débit dans la partie supérieure du bassin d'extraction des phosphates, la quantité de solides en suspension dans le liquide mixte en cours d'aération, la. quantité de solides en suspension volatilisables dans le liquide mixte en cours d'aération, la de-
<EMI ID=57.1>
numériques mesurées très proches. Par conséquent, les valeurs me- surées pour la concentration en phosphates dans divers courants pour les deux modes opératoires, à savoir la teneur en phosphates de l'eau usée admise, la teneur en phosphates de l'effluent, le pourcentage global d'élimination des phosphates, la teneur en phosphates dans le courant au bas du bassin d'extraction des phosphates et la teneur en phosphates dans le liquide surnageant du bassin d'extraction des phosphates,démontrent nettement que le procédé de l'invention,
suivant lequel la boue anaérobie contenant les phosphates dégagés est mise en contact avec un milieu à moindre teneur en phosphates solubles pour le transfert des phosphates dans le liquide surnageant du bassin d'extraction des phosphates assure une élimination d'ensemble des phosphates de l'eau usée traitée qui est sensiblement meilleure que celle atteinte dans un procédé classi-
<EMI ID=58.1>
contre 16,7%.
<EMI ID=59.1>
<EMI ID=60.1>
<EMI ID=61.1>
La raison de cette étonnante différence entre les pour- centages d'élimination des phosphates dans les deux cas ressort facilement d'une comparaison des teneurs en phosphates dans le courant à la partie inférieure du bassin d'extraction des
<EMI ID=62.1>
<EMI ID=63.1>
rassemblées à la colonne A) ), la concentration en phosphates dans le courant à la partie inférieure du bassin d'extraction des
<EMI ID=64.1>
phosphates dans le liquide surnageant de ce même bassin est de
35 mg/litre, alors. que lorsque le procédé est exécuté de la manière classique, les concentrations correspondantes en phosphates sont
<EMI ID=65.1>
un procédé classique, les phosphates dégagés par la boue anaérobie subsistent dans la couche de boue sédimentée et ne se transfèrent
pas de manière sensible au liquide surnageant du bassin d'extraction des phosphates, alors que dans le procédé conforme à l'invention, le transfert des phosphates est sensible, de sorte que le degré d'élimination d'ensemble des phosphates devient sensiblement
plus élevé qu'auparavant.
EXEMPLE 2.
On fait passer,à raison d'environ 3.800.000 litres par jour, de l'eau usée brute contenant environ 100 ppm de solides et environ
10 ppm de phosphates au total, à travers des grilles et des collecteurs de sable classiques, puis on la mélange avec de la boue activée recyclée en quantité d'environ 380.000 litres par jour qui contient environ 50 ppm de phosphatés solubles. On amène le liquide mixte
à un bassin d'aération dans lequel on effectue l'aération au débit
de 15 litres d'air par litre d'eau usée pendant 6 heures. On transfère le liquide mixte effluent du bassin d'aération au bassin
de sédimentation secondaire. Après chloration, on évacue l'effluent sensiblement exempt de phosphates à raison d'environ 3�800.000 litres par jour. On soutire là boue sédimentée enrichie en-phosphates du bassin de sédimentation;secondaire à raison d'environ 798.000 litres par jour. On évacue une fraction de cette boue, à savoir environ <EMI ID=66.1> reste dans un bassin d'extraction des phosphates ou on entretient 1'état anaérobie pendant environ 10 heures. Les conditions-régnant dans le bassin d'extraction des phosphates font se dégager des quantités considérables de phosphates intracellulaires par les micro-organismes. On laisse la boue épaissir et sédimenter sous agitation mécanique lente qui ne suffit pas à faire diffuser les phosphates dégagés de la boue jusque dans le liquide surnageant à
une allure assez élevée pour rendre l'opération parfaitement efficace. Par conséquent, les phosphates solubles dégagés par les microorganismes tendent à subsister dans la boue sédimentée anaérobie.
Ou soutire la boue anaérobie du bas du bassin d'extraction des
<EMI ID=67.1>
tion de la boue anaérobie de 380.000 litres par jour pour la mélanger avec l'eau usée entrante et on renvoie le reste, à savoir
380.000 litres par jour,pour le mélanger avec la boue aérobie provenant du bassin de sédimentation secondaire et parvenant au bassin d'extraction des phosphates. Les phosphates solubles contenus dans
<EMI ID=68.1>
liquide de la boue aérobie, les phosphates solubles se trouvant ainsi dans le liquide surnageant du bassin d'extraction des.phosphates. Le liquide surnageant enrichi en phosphates contient environ
<EMI ID=69.1>
litres/jour du bassin d'extraction des phosphates pour être déversé
<EMI ID=70.1>
mélangé pour la formation d'un précipité de phosphates. Les phosphates précipités sont recyclas et mélangés avec l'eau usée brute admise. Dans le bassin d'aération, les phosphates solubles amenés avec la boue recyclée du bassin de précipitation des phosphates sont absorbés par les micro-organismes de la boue en même temps que les phosphates contenus dans l'eau usée admise.
<EMI ID=71.1>
formes de réalisation dans lesquelles le liquide surnageant et la boue enrichie en phosphates sont différemment utilisés comme milieux
<EMI ID=72.1>
milieux, par exemple une fraction du liquide mixte aéré prélevée sur le courant passant du bassin d'aération au bassin de sédimentation secondaire, conviennent pour la mise en contact avec la boue anaérobie contenant les phosphates dégagés en conformité avec le principe de l' invention.
Bien que divers modes et détails de réalisation aient été décrits pour illustrer l'invention, il va de soi que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'une eau usée par une boue
activée, caractérisé en ce qu'on aère un liquide mixte comprenant l'eauusée admise contenant des phosphates et de la boue activée
dans un bassin d'aération pour faire baisser la demande biochimique
en oxygène de l'eau usée et amener les micro-organismes à absorber
les phosphates, on sépare la-boue.enrichie en phosphates du liquide
mixte pour obtenir un effluent sensiblement exempt de phosphates,
on fait passer la boue enrichie en phosphates dans un bassin d'extraction des phosphates et on y laisse sédimenter la boue enrichie '
en phosphates pour obtenir un liquide surnageant à la partie supérieure du bassin d'extraction, outre de la boue sédimentée, on maintient au moins une partie de la boue sédimentée en milieu anaérobie
pendant une durée suffisante pour dégager les phosphates de la boue
sédimentée dans la phase liquide de celle-ci, on met la boue anaérobie contenant les phosphates dégagés en contact avec un milieu à
moindre teneur en phosphates solubles pour transférer les phosphates solubles de la phase liquide de la boue anaérobie au milieu
à moindre teneur en phosphates solubles afin d'enrichir en phosphates le liquide surnageant à la partie supérieure du bassin d'extraction des phosphates et on recycle au moins *une partie de la boue
anaérobie du bassin d'extraction des phosphates-au bassin d'aération
en tant que boue activée.
Extraction of phosphates from wastewater.
The present invention relates to a process for treating with activated sludge raw or already treated wastewater, containing phosphates, in order to obtain an effluent substantially free of phosphorus which is returned to natural resources.
in water.
In the conventional activated sludge purification process currently in use, the wastewater undergoes the usual operations of passing through grids and preliminary sedimentation, then is mixed with activated sludge recycled from a sedimentation basin. to form a mixed liquid
<EMI ID = 1.1>
organisms cause the aerobic decomposition of solids and largely suppress biochemical oxygen demand.
Phosphates which are contained in organic wastes and detergents escape the usual operations of wastewater treatment and are diffused with the effluent in natural water resources, such as lakes, rivers and rivers. These phosphates cause an exaggerated enrichment or eutrophication of water which is invaded by algae which causes serious pollution.
<EMI ID = 2.1>
The release of wastewater from the activated sludge initially causes the assimilation of phosphates by the microorganisms. The patent
<EMI ID = 3.1>
which this phenomenon is exploited for the removal of phosphates from waste water. According to this method, the pH of the raw waste water can be adjusted, if necessary, to a value of about 6.2 to 8.5, the water
waste is mixed with activated sludge to give the mixed liquid, this is aerated to maintain it at a dissolved oxygen content of at least 0.3 mg per liter and an enriched sludge
in phosphates is separated from the mixed liquid, while the effluent
is substantially free of phosphates. The phosphate enriched sludge is depleted of phosphates before being returned to the mixture with the incoming wastewater. To this end, the sludge enriched in phosphates is kept in anaerobic state for a few hours.
Various other methods have been considered for the reduction of the phosphate content of a phosphate-enriched sludge after aeration during the treatment of wastewater by the sludge.
<EMI ID = 4.1>
3.385.785 describes the adjustment of the pH of the phosphate-enriched sludge to a value of about 3.5 to 6 and the agitation of this sludge <EMI ID = 5.1>
<EMI ID = 6.1>
your soluble from the sludge to the aqueous phase. The low phosphate aqueous medium used in the pond is water of external origin intended to extract the phosphates from the slurry. After extracting the soluble phosphates from the sludge in the aqueous medium, the mixture is sent to a sedimentation basin where
the aqueous medium enriched in phosphates is separated from the sludge depleted in phosphates. This process leads to significant installation costs, because it requires the input of a considerable quantity of water of external origin and the operation of two separate basins, namely a basin for the depletion of phosphates
and a sedimentation basin, so that the soluble phosphates separate from the sludge.
The object of the invention is therefore to provide an improved process for lowering the phosphate content of wastewater containing phosphates in an activated sludge treatment process.
It also aims to provide a process comprising an extraction of phosphates from the sludge enriched in phosphates resulting in a better efficiency of the removal of phosphates from the waste water.
Other objects of the invention and the advantages it offers will emerge from its description below.
The invention relates to a method of treatment with sludge
<EMI ID = 7.1>
tes, in order to obtain an effluent substantially free of phosphorus.
According to the process of the invention, the mixed liquid comprising the waste water admitted containing phosphates and
activated sludge in an aeration basin with a view to lowering the biochemical oxygen demand of the waste water and the assimilation of phosphates by the microorganisms present. Mud <EMI ID = 8.1>
sist an effluent substantially free of phosphates. This mud in-
<EMI ID = 9.1>
and sedimented to give a supernatant liquid in the upper part of the extraction basin and a sedimented sludge.
At least a portion of the sedimented sludge is maintained in the anaerobic state for a sufficient time for the phosphates to evolve into the liquid phase of the sedimented sludge. The anaerobic sludge containing the released phosphates is contacted with a medium with a lower soluble phosphate content so that the soluble phosphates are transferred from the liquid phase of the anaerobic sludge to the medium with a lower soluble phosphate content for enrichment in phosphates from the supernatant in the upper section of the extraction basin. At least part of the anaerobic sludge is sent from the phosphate extraction basin to the aeration basin for use as activated sludge.
By sludge, it is appropriate to understand a mixture of solids and liquid comprising a phase formed from the solids of the sludge and an associated liquid phase. By medium with a lower content of
<EMI ID = 10.1>
which the concentration of soluble phosphates is lower than that of the anaerobic sludge containing evolved phosphates which comes in contact with it.
In accordance with the invention, the sludge enriched in phosphates, in which the phosphates are contained in the cells of the microorganisms, that is to say the biological solids, is maintained in an anaerobic medium in the sedimented state in the basin. extraction of. phosphates for a time sufficient for the microorganisms to release the phosphates in the liquid phase of the sludge. The resulting anaerobic sludge containing the released phosphates is contacted with a medium with a lower content of soluble phosphates. This contact is aimed at transferring the phosphates <EMI ID = 11.1>
of the extraction basin so that the supernatant liquid is enriched in these phosphates. According to the invention, soluble phosphates of
<EMI ID = 12.1>
shits in phosphates reaching the extraction zone.
In the absence of the contact and transfer stages described above, a considerable time would be necessary for the soluble phosphates released in the anaerobic sludge and in particular in the sedimented sludge deep in the extraction basin, to be able to migrate from the layer of sludge sedimented into the supernatant liquid of the extraction basin. Under these conditions, if the sludge was withdrawn from the extraction basin and returned to the aeration basin before the transfer of a sufficient quantity of soluble phosphates in the supernatant liquid, an excessive quantity of soluble phosphates would be recycled to the aeration basin. and the efficiency of phosphate extraction would decrease for the entire process. The invention avoids this difficulty and has proved to be pro-
<EMI ID = 13.1>
Fig. 1 is a schematic chart of a pro
<EMI ID = 14.1>
vention, according to which the anaerobic sludge containing the phosphates released is brought into contact with the sludge enriched in phosphates - entering the extraction basin and
there Fig. 2 is a schematic flow chart of a process
<EMI ID = 15.1>
sin of phosphate extraction is withdrawn from it and is returned to the extraction basin under the anaerobic sludge layer containing the
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1> <EMI ID = 18.1>
holding phosphates passes through the usual sand grids and collectors and possibly undergoes primary sedimentation in a primary sedimentation basin 2 from which a primary sludge is withdrawn through line 3. The waste water having undergone sedimentation
<EMI ID = 19.1>
below to form mixed liquid which is fed through the con-
<EMI ID = 20.1>
In the aeration basin, the mixed liquid is aerated to
a sufficient pace for it to be maintained in an aerobic state, i.e. to contain a measurable amount of dissolved oxygen
in at least part of the aeration basin, for a period of
1 to 8 hours. During aeration, the microorganisms present assimilate the phosphates and consume the organic matter contained in the waste water. Ventilation ensures thorough removal
of the biochemical oxygen demand.
After aeration, the mixed liquid enters the
secondary sedimentation basin 6. In the latter, the phosphate-enriched sludge sediments and separates from the liquid. This sludge contains a substantial fraction of the phosphates of the waste water. The effluent substantially free of phosphates is withdrawn for evacuation.
-.... "�
<EMI ID = 21.1>
The phosphate-enriched sludge is withdrawn from the secondary sedimentation basin 6 through line 8. A fraction of the sludge can be discarded and the rest is contacted and mixed with anaerobic sludge which comes from the phosphate extractor and which has a high concentration of soluble phosphates, then the mixture enters the phosphate extractor 9. In the phosphate extractor 9, the phosphate-enriched sludge settles in a supernatant liquid at the top of the extraction basin and in a sedimented sludge. At least part of the sedimented sludge is kept in anaerobic medium for a sufficient time so that <EMI ID = 22.1>
the microorganisms in the anaerobic sludge give off the phosphates in the liquid phase associated with the sedimented anaerobic sludge. Phosphates diffuse solids from the anaerobic slurry into the liquid phase. The mechanism of this processing is described in more detail below.
The supernatant liquid enriched in phosphates thus formed in the phosphate extractor 9 is brought through line 10 to the phosphate precipitation basin 11. A phosphate precipitation reagent, for example an iron or aluminum salt or
lime, is mixed with the supernatant liquid enriched in phosphates for the precipitation of the phosphates in the basin 11. The precipitated phosphates are discharged through the pipe 12 to be mixed with the raw waste water in the pipe 1.
In the phosphate extractor 9, the solids of the sludge whose cells have a high content of phosphates separate out
of the aqueous phase and sediment at the bottom of the phos-
<EMI ID = 23.1>
cell and accumulate in a layer of sedimented sludge in the phosphate extractor 9. The layer of sedimented sludge presents
a density gradient since the latter is higher at
<EMI ID = 24.1>
For the application of the invention, at least part of
<EMI ID = 25.1>
that where the amount of oxygen dissolved in the liquid phase of the. sludge is substantially not measurable for a sufficient time
so that the phosphates are released in the liquid phase of the sedimented anaerobic sludge. The time during which the mud must stay-
<EMI ID = 26.1>
depends in part on the aerobic or anaerobic nature of the sludge
<EMI ID = 27.1>
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
secondary sedimentation of activated sludge plants of the
<EMI ID = 30.1> <EMI ID = 31.1> is dissolved in the mixed liquid leaving the aeration basin and may be exhausted in the settling basin, so that the sludge drawn off at the bottom of this basin is anaerobic. In its application to the invention, this anaerobic state of the phosphate-enriched sludge separated from the mixed liquid and entering the extraction basin allows the entire volume of the sedimented sludge in the extraction basin to be maintained in the state anaerobic and thus the residence time for the release of phosphates in the extraction basin is relatively short. When the sludge leaving the secondary sedimentation basin and entering the extraction basin is anaerobic, the residence time and the calm state
sludge in the sedimentation basin must be ensured
to prevent the release and mixing of phosphates in the secondary sedimentation basin from adversely affecting the quality of the effluent discharged.
On the other hand, when the sludge enriched in phosphates entering the extraction basin is aerobic, the residence time in this basin must be relatively long for the required release of the phosphates. In this case, the upper part of the sludge 'sedimented in the extraction basin can be aerobic, only
the lower part of this mud being anaerobic. In that case,
as the solids of the intracellular phosphate-containing sludge approach the bottom of the sedimented sludge layer,
the anaerobic environment of this part of the sludge layer causes the organisms to release these phosphates in the liquid phase of the
sludge in the form of water soluble phosphate ions. The concentration of soluble phosphates is initially maximum at the lower part of the sludge layer in the extraction basin.
Under the general conditions of application of the invention, <EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1>
transferred in sufficient quantity to the supernatant liquid, the quantity of soluble phosphates recycled to the aeration basin is excessive and the elimination of the phosphates becomes on the whole less good. It is preferable not to recycle more than 75% of the soluble phosphates released in the phosphate extraction basin to the aeration basin with the activated sludge.
According to one embodiment of the invention, the anaerobic sludge containing a substantial proportion of the soluble phosphates released in the phosphate extractor 9 is discharged.
of this basin and subdivided into two fractions. One of the fractions
of this sludge rich in soluble phosphates is recycled through line 13 to be mixed with the raw waste water admitted through line 4 into the aeration basin, while the other fraction of this sludge is recycled through line 14 for come into contact and mix with the sludge enriched in phosphates, leaving the secondary sedimentation basin 6 and arriving at the phosphate extractor 9. Since the sludge withdrawn from the secondary sedimentation basin 6 contains intracellular phosphate in its solid phase and such as the liquid phase which can form 98-99% of the sludge at low if not zero soluble phosphate content, soluble phosphates from soluble phosphate-rich anaerobic sludge arriving
<EMI ID = 34.1>
enriched in phosphates.It is preferable that each fraction of anaerobic sludge rich in soluble phosphates leaving the basin the phosphate extractor and passing through the pipes 13 and 14
<EMI ID = 35.1> soluble phosphates leaving the extractor and that at least
2% of the soluble phosphates released in the phosphate extractor are discharged from the latter into the supernatant liquid which flows through line 10.
The fraction of the sludge rich in soluble phosphates which passes through line 14 can also be fed directly into the phosphate extractor 9 above the sludge layer, in order to
that the soluble phosphates come into contact with the supernatant liquid in the phosphate extractor and transfer to this supernatant liquid.
In the embodiment illustrated in FIG. 2, water; The waste containing phosphates is introduced into the purification plant through line 15 and mixed with the supernatant liquid depleted in phosphates supplied through line 3, as described in more detail below. Incoming wastewater and recycled sludge
through line 24 enter the aeration basin 16 in
in which the mixed liquid formed by the waste water and the recycled activated sludge is aerated so that the biochemical oxygen demand
of the wastewater decreases and the microorganisms present assimilate the phosphates.
In practice, the aeration basin may be of the conventional type comprising open aeration chambers supplied with
air. Alternatively, aeration can be performed as described in
<EMI ID = 36.1>
according to which at least one covered and confined aeration chamber is operated in which the treated liquid is brought into intimate contact, in the presence of the activated sludge, with an oxygen-enriched gas occupying the upper part of the chamber, with a view to the dissolution of oxygen necessary for aerobic biological activity. These oxygenation systems can operate with levels
in suspension cells several times higher and with aeration times several times shorter than those of ordinary air aeration systems for comparable if not higher treatment efficiency and have been shown to be highly effective for the application of invention.
The aerated mixed liquid is brought from the aeration basin through line 17 to the secondary sedimentation basin 18-In this, the phosphate-enriched sludge is separated from the mixed liquid and leaves an effluent substantially free of phosphates which is discharged through line 19. The sludge enriched in phosphates thus separated passes from the secondary sedimentation basin through line 20 into the phosphate extraction basin 21. In this latter, the sludge enriched in phosphates is distributed into a supernatant liquid.
at the upper part 22 of the extraction basin and in a sedimented sludge. At least part of the sedimented sludge from the extraction basin is maintained in an anaerobic medium as described above, for a period sufficient for the release of phosphates
in the liquid phase of anaerobic sludge.
The stage of contacting the anaerobic sludge is carried out in this system by withdrawing the supernatant liquid from the phosphate extraction basin through line 25 and taking part of this liquid by means of line 26 provided with a pump 27 for recycling to the lower section of the extraction basin. The supernatant liquid passing through line 26 is returned to the phosphate extraction basin by distributors 28, for example several fixed nozzles. In this way a countercurrent elutriation of the soluble phosphates is established in the anaerobic sludge, due to the fact that the soluble phosphates are transferred into the recycled supernatant liquid animated by an upward movement and thus throughout the volume of supernatant liquid. at the top of the phosphate extraction basin.
With such an arrangement, it is obvious that the dissolved oxygen possibly contained in the supernatant liquid of the extraction basin and which may, for example, come from the passage of the aerobic mud enri-chie in phosphates from the secondary sedimentation basin into the basin extraction of the phosphates spreads in the lower part of the extraction basin at the same time as the current brought by the pipe 26. This supply of dissolved oxygen brings the micro-
<EMI ID = 37.1>
in contact is introduced, which had abandoned phosphates in the associated liquid phase, to. assimilate these phosphates again. This effect must remain localized in the immediate vicinity of the admission.
so as not to adversely influence the anaerobic state of all the sedimented anaerobic sludge in the extraction basin. In other words, the dissolved oxygen content of the supernatant liquid should be properly adjusted.
The part of the supernatant liquid withdrawn from the extraction basin through line 25 and which is not recycled through line 26 for contacting is brought to the rapid mixing basin 29. In the latter, the supernatant liquid not withdrawn is mixed rapidly by devices not shown with a reagent
precipitation of phosphates, such as lime, introduced into the basin through line 30. The mixture of supernatant liquid and precipitating reagent then passes through line 31 to the flocculation basin 32 where the precipitated phosphates accumulate to be discharged:
of the system as chemical sludge through line 33. The liquid over-. swimming free of phosphates flowing through the overflow of the
<EMI ID = 38.1>
<EMI ID = 39.1>
Due to this contact of the anaerobic sludge, a substantial amount of the phosphates: released in the anaerobic sludge is transferred to the supernatant at the top of the extraction basin) so that the anaerobic sludge drawn off at the bottom of the basin. extraction via line 24 has a sufficiently attenuated phosphate content to allow extensive removal of the phosphates from the waste water in the aeration basin.
Means other than those described above can be used for the application of the invention in order to maximize the contact between the fraction of anaerobic sludge with a high content of soluble phosphates and the supernatant liquid from the extraction basin. phosphates so that the soluble phosphates elute in the supernatant liquid. For example, it is possible to use two or more phosphate extraction ponds. While the contents of one of the basins are kept relatively calm and the sludge is kept in anaerobic state so that the microorganisms give off their phosphates, the contents of another basin in which the microorganisms have already abandoned their phosphates is stirred so that the anaerobic sludge layer containing the soluble phosphates mixes with the supernatant liquid.
After the supernatant liquid elutes substantially all of the soluble phosphates from the slurry, vigorous agitation is discontinued and the solids are allowed to settle. After this sedimentation, the supernatant liquid which now contains substantially all of the soluble phosphates in the basin is withdrawn and brought to the phosphate precipitation basin, while the phosphate-depleted sludge is recycled to be mixed with the raw wastewater entering the tank. aeration basin. The basin is then filled with mud from the secondary sedimentation basin and this mud is allowed to sediment to become anaerobic and the anaerobic state is maintained while the lively agi-
<EMI ID = 40.1>
Sedimentation follows and the supernatant liquid enriched in phosphates is removed and repeated in the first basin. In other words, the two basins are out of phase by 18006-
Another way to ensure the transfer of phosphates
<EMI ID = 41.1>
che from the secondary sedimentation basin at the bottom of the extraction basin in order to cause an upward diffusion of the anaerobic layer and the elution of the soluble phosphates contained <EMI ID = 42.1>
Another way to maximize the contact between the supernatant liquid and the layer of anaerobic sludge rich in soluble phosphates in the phosphate extraction basin is to vigorously agitate the contents of the phosphate extraction basin intermittently to that the anaerobic sludge layer disperses in the supernatant liquid. This then elects the phosphates from the mud. The contents of the phosphate extraction basin are then put to sediment. During agitation and sedimentation, no sludge for recycling is drawn off at the bottom of the phosphate extraction basin. Stirring can be ensured by admitting a gas not containing
no oxygen at the bottom of the phosphate extractor 9. Different fractions of the anaerobic sludge layer can also be brought to a level higher than that of the sedimented sludge layer to thereby undergo further sedimentation. during
this sedimentation, the soluble phosphates elute in the supernatant liquid. While this is so, another fraction of the anaerobic sludge layer can be drawn from the extraction basin.
phosphates for recycling in the aeration basin.
These various operations can be carried out continuously or intermittently. Thus, sufficient transfer of phospha-
<EMI ID = 43.1> example, the anaerobic sludge drawn off from the phosphate extractor!
<EMI ID = 44.1>
Operating.
The following examples illustrate the particular advantages. binders of the invention which ensure the removal of phosphates from a wastewater better than allow the prior methods not comprising the stage of contacting the anaerobic sludge which constitutes the particularity of the method of the invention.
EXAMPLE 1.
For the test, an installation of a type similar to FIG. 2 initially in the conventional manner, without placing, in accordance with the invention, the anaerobic sludge in contact with the medium poor in soluble phosphates. Then, the system is operated in accordance with the invention taking as the medium low in soluble phosphates the supernatant liquid from the upper part of the extraction basin, in substance as described above in connection with FIG. 2.
During the two phases of the comparison test, the incoming waste water is mixed with recycled activated sludge to form the mixed liquid which is aerated in the aeration basin so that the microorganisms absorb the phosphates. The sludge enriched in phosphates is then separated from the mixed liquid in the basin.
secondary clarification, so as to obtain an effluent substantially free of phosphates. The phosphate-enriched sludge thus separated is brought to the phosphate extraction basin and allowed to settle there to obtain a supernatant liquid at the upper part of the extraction basin and a sedimented sludge. The sedimented sludge is kept in an anaerobic medium for a sufficient time to release the phosphates in the liquid phase
<EMI ID = 45.1>
<EMI ID = 46.1>
extraction of the phosphates and mixed with a precipitation reagent, namely lime, in a rapid mixing tank, then the precipitated phosphates are withdrawn as residual chemical sludge in a flocculation tank, while send it back
<EMI ID = 47.1>
waste water. The sedimented sludge is withdrawn from the phosphate extraction basin and returned to the inlet pipe.
<EMI ID = 48.1>
<EMI ID = 49.1>
<EMI ID = 50.1> <EMI ID = 51.1>
<EMI ID = 52.1>
the recycling line 26- which establishes a communication with the line 2 $ for withdrawing the supernatant liquid from the extraction basin
<EMI ID = 53.1>
extraction basin is not functioning, so that the flow in this recycling pipe remains zero.
In the second phase of the comparison test carried out
<EMI ID = 54.1>
above, but the recycling pump operates and returns part of the supernatant liquid with lower soluble phosphate content from the supernatant liquid discharge line of the phosphate extraction basin to this same phosphate extraction basin under anaerobic sludge. There is thus established a countercurrent elutrlation of the soluble phosphates in the anaerobic sludge, so that the phosphates are transferred to the supercurrent liquid.
<EMI ID = 55.1>
upper part of the phosphate extraction basin, which thus enriches it. The duration of the first phase of the non-contact test. of anaerobic sludge is eight days of continuous operation
and the duration of the second phase with contact with the anaerobic sludge is 10 days of continuous operation.
The table below brings together the data collected during this comparison test between the two systems. The results show that the efficiency of removing phosphates is significantly better by the method of the invention (data collected in column A) than by a conventional method (data collected in column B). As the results show, the operating parameters in both cases, in particular the flow rate of waste water admitted, the flow rate for recycling the sludge enriched in phosphates,
<EMI ID = 56.1>
tes, the flow rate in the upper part of the phosphate extraction basin, the amount of solids suspended in the mixed liquid during aeration, the. quantity of suspended solids volatilizable in the mixed liquid during aeration, the de-
<EMI ID = 57.1>
digital measured very close. Consequently, the measured values for the phosphate concentration in various streams for the two procedures, namely the phosphate content of the wastewater admitted, the phosphate content of the effluent, the overall percentage of removal. phosphates, the phosphate content in the stream at the bottom of the phosphate extraction basin and the phosphate content in the supernatant liquid of the phosphate extraction basin, clearly demonstrate that the method of the invention,
according to which the anaerobic sludge containing the phosphates released is brought into contact with a medium with a lower content of soluble phosphates for the transfer of the phosphates into the supernatant liquid of the phosphate extraction basin ensures an overall removal of the phosphates from the water treated waste which is significantly better than that achieved in a conventional process.
<EMI ID = 58.1>
against 16.7%.
<EMI ID = 59.1>
<EMI ID = 60.1>
<EMI ID = 61.1>
The reason for this astonishing difference between the percentages of removal of the phosphates in the two cases is readily apparent from a comparison of the contents of phosphates in the stream at the lower part of the extraction basin of the
<EMI ID = 62.1>
<EMI ID = 63.1>
collected in column A)), the phosphate concentration in the stream at the bottom of the extraction basin of the
<EMI ID = 64.1>
phosphates in the supernatant liquid of this same basin is
35 mg / liter, then. that when the process is carried out in the conventional manner, the corresponding phosphate concentrations are
<EMI ID = 65.1>
a conventional process, the phosphates released by the anaerobic sludge remain in the sedimented sludge layer and are not transferred
not sensitive to the supernatant liquid from the phosphate extraction basin, while in the process according to the invention the transfer of the phosphates is sensitive, so that the overall degree of phosphate removal becomes substantially
higher than before.
EXAMPLE 2.
Raw wastewater containing about 100 ppm solids and about 3,000 ppm is passed through at a rate of about 3,800,000 liters per day.
10 ppm total phosphates, through conventional grids and sand collectors, then mixed with recycled activated sludge in an amount of about 380,000 liters per day which contains about 50 ppm soluble phosphates. We bring the mixed liquid
to an aeration basin in which flow aeration is carried out
of 15 liters of air per liter of waste water for 6 hours. The mixed effluent liquid is transferred from the aeration basin to the basin
secondary sedimentation. After chlorination, the effluent is discharged substantially free of phosphates at a rate of about 3–800,000 liters per day. The sedimented sludge enriched in phosphates is withdrawn from the secondary sedimentation basin at a rate of approximately 798,000 liters per day. A fraction of this sludge is removed, ie approximately <EMI ID = 66.1> remains in a phosphate extraction basin where the anaerobic state is maintained for approximately 10 hours. The conditions prevailing in the phosphate extraction basin cause considerable amounts of intracellular phosphates to be released by the microorganisms. The sludge is allowed to thicken and sediment with slow mechanical stirring which is not sufficient to diffuse the phosphates released from the sludge into the supernatant liquid at
a speed high enough to make the operation perfectly efficient. Therefore, soluble phosphates given off by microorganisms tend to persist in the anaerobic sedimented sludge.
Or withdraw the anaerobic sludge from the bottom of the extraction basin of the
<EMI ID = 67.1>
tion of the anaerobic sludge of 380,000 liters per day to mix it with the incoming wastewater and return the rest, namely
380,000 liters per day, to mix it with the aerobic sludge coming from the secondary sedimentation basin and reaching the phosphate extraction basin. The soluble phosphates contained in
<EMI ID = 68.1>
liquid of the aerobic slurry, the soluble phosphates thus being found in the supernatant liquid of the extraction basin of the phosphates. The supernatant liquid enriched with phosphates contains approximately
<EMI ID = 69.1>
liters / day of the phosphate extraction basin to be discharged
<EMI ID = 70.1>
mixed to form a precipitate of phosphates. The precipitated phosphates are recycled and mixed with the raw waste water admitted. In the aeration basin, the soluble phosphates brought with the sludge recycled from the phosphate precipitation basin are absorbed by the microorganisms of the sludge at the same time as the phosphates contained in the admitted waste water.
<EMI ID = 71.1>
embodiments in which the supernatant liquid and the phosphate enriched slurry are differently used as media
<EMI ID = 72.1>
Media, for example a fraction of the aerated mixed liquid taken from the stream passing from the aeration basin to the secondary sedimentation basin, are suitable for contacting with the anaerobic sludge containing the phosphates released in accordance with the principle of the invention.
Although various embodiments and details of embodiments have been described to illustrate the invention, it goes without saying that the latter is susceptible of numerous variations and modifications without departing from its scope.
CLAIMS
1. A method of treating wastewater with sludge
activated, characterized in that a mixed liquid comprising the inlet wastewater containing phosphates and activated sludge is aerated
in an aeration basin to lower biochemical demand
oxygen from the wastewater and cause microorganisms to absorb
phosphates, the phosphate-enriched sludge is separated from the liquid
mixed to obtain an effluent substantially free of phosphates,
the sludge enriched in phosphates is passed through a phosphate extraction basin and the enriched sludge is left there to sediment ''
in phosphates to obtain a supernatant liquid at the upper part of the extraction basin, in addition to the sedimented sludge, at least part of the sedimented sludge is kept in an anaerobic medium
for a sufficient period of time to free the phosphates from the sludge
sedimented in the liquid phase thereof, the anaerobic sludge containing the phosphates released is brought into contact with a medium at
lower soluble phosphate content to transfer soluble phosphates from the liquid phase of the anaerobic slurry to the medium
with a lower content of soluble phosphates in order to enrich the supernatant liquid in the upper part of the phosphate extraction basin with phosphates and at least * part of the sludge is recycled
anaerobic from the phosphate extraction basin-to the aeration basin
as activated sludge.