w CA 02305014 2000-04-10 Unité de traitement tertiaire avancé
Domaine de l'invention L'unité CRONI-TTA est développée par Cronitech Environnement pour le traitement tertiaire c'est-à-dire l'enlèvement des nutriments plus particulièrement le phosphore.
L'unité peut être utilisée pour l'assainissement autonome (résidences isolées et commerces) et pour des municipalités. Les eaux usées à traiter doivent de préférence, avoir subi un prétraitement de niveau secondaire soit des concentrations moyennes en DBOs et en MES maximales de 25 mg/I, de préférence 30 mg/l.
Description de l'art antérieur Le rejet des nutriments en excès dans des cours d'eau et lacs est la cause des problèmes d'eutrophisation. Pour pallier cette problématique des normes de rejet sont imposées sur les nutriments en particulier le phosphore. Les techniques d'enlèvement du phosphore les plus utilisées sont la déphosphatation biologique, la précipitation chimique ou l'infiltration dans un champ de polissage. La déphosphatation biologique ne peut pas garantir une concentration de phosphore à l'effluent inférieure à 1 mg/l, norme généralement rencontrée. La précipitation chimique est une technique onéreuse pour des résidences isolées ou des commerces en plus de générer des boues chimiques qui doivent être disposées. L'infiltration à travers un champ de polissage est une solution économique de disposition mais son utilisation est soumise à diverses contraintes dont la disponibilité de l'espace, la perméabilité du sol, le niveau de la nappe phréatique, etc..
L'unité CRONI-TTA constitue une solution alternative qui répond à bien des contraintes techniques et économiques du traitement tertiaire plus particulièrement de l'enlèvement du phosphore.
Sommaire de l'invention ' .
L'unité CRONI-TTA combine trois technologies que sont la filtration à travers un média support, l'enlèvement des nutriments dans les marais artificiels et, de préférence, l'amélioration de l'assimilation des nutriments par les plantes à l'aide de la mycorhization. L'enlèvement du phosphore par adsorption sur un média support est une technique répandue. L'efficacité d'enlèvement est fonction des caractéristiques physico-chimiques du support notamment la teneur en métaux qui détermine sa capacité
d'adsorption. La performance du support pour des faibles concentrations du phosphore telles que celles rencontrées dans les eaux usées domestiques est également un facteur clé. Dans le choix d'un support il faut rechercher un compromis entre la capacité
totale d'adsorption et l'adsorption à des faibles concentrations.
Indépendamment de sa capacité d'adsorption, le support âura toujours une durée de vie limitée, après quoi il doit être régénéré ou changé. La viabilité économique de cette technique est fonction de la durée de vie du support avant saturation.
Les marais artificiels sont couramment utilisés pour le traitement des eaux usées. Ces unités sont utilisées autant pour le traitement secondaire que tertiaire. Les principaux critères de sélection des plantes sont le potentiel d'accumulation de nutriments et la tolérance aux conditions inondées et polluées. L'enlèvement des nutriments par l'accumulation dans les tissus des plantes aquatiques passe par une récolte périodique de la biomasse. Autrement les nutriments seront relarguées dans la colonne d'eau après la mort des tissus et leur décomposition subséquente par les bactéries. Mais pour que cette approche soit techniquement et économiquement viable il faut que l'accumulation des nutriments dans les tissus des plantes aquatiques soit significative par rapport aux charges affluentes. Ce qui n'est généralement pas le cas sur les installations actuelles.
La technologie de mycorhization a été mise au point pour l'agriculture. Elle exploite la symbiose existante entre certaines espèces de plantes et les champignons endomycorhiziens (VAM) pour améliorer la capacité de mobilisation et d'assimilation des nutriments en particulier le phosphore par les plantes. Elle est surtout utilisée pour des cultures sur des sols pauvres. Par contre elle peut être utilisée pour maximiser l'assimilation des nutriments par les plantes aquatiques cultivées dans des unités d'épuration des eaux usées. Ainsi cette technologie peut trouver une application dans le domaine de traitement des eaux usées. w CA 02305014 2000-04-10 Advanced tertiary treatment unit Field of the invention The CRONI-TTA unit is developed by Cronitech Environment for the treatment tertiary that is to say the removal of nutrients more particularly the phosphorus.
The unit can be used for autonomous sanitation (isolated residences and shops) and for municipalities. The wastewater to be treated must preference, have undergone a secondary level pretreatment or concentrations averages in BODs and maximum MES of 25 mg / I, preferably 30 mg / l.
Description of the Prior Art The release of excess nutrients into rivers and lakes is the cause of eutrophication problems. To overcome this problem of standards rejection are imposed on nutrients especially phosphorus. The techniques abduction of the most used phosphorus are biological phosphate removal, precipitation chemical or seepage into a polishing field. Phosphating organic does cannot guarantee an effluent phosphorus concentration of less than 1 mg / l, standard generally encountered. Chemical precipitation is an expensive technique for isolated residences or businesses in addition to generating chemical sludge who must be arranged. Infiltration through a polishing field is a solution economical layout but its use is subject to various constraints of which space availability, soil permeability, groundwater level phreatic, etc.
The CRONI-TTA unit constitutes an alternative solution which meets many constraints techniques and economics of tertiary treatment, particularly pick up phosphorus.
Summary of the invention '.
The CRONI-TTA unit combines three technologies that are filtration through a media support, removal of nutrients from artificial marshes and, preference, improving the assimilation of nutrients by plants using the mycorrhization. Removal of phosphorus by adsorption on a support medium is a widespread technique. The removal efficiency depends on the physical characteristics support chemicals including the metal content which determines its capacity adsorption. The performance of the support for low concentrations of phosphorus such as those encountered in domestic wastewater is also a key factor. When choosing a support, you have to look for a compromise between the capacity total adsorption and adsorption at low concentrations.
Regardless of its adsorption capacity, the support will always have a limited lifespan, after which he must be regenerated or changed. The economic viability of this technique is depending on the shelf life before saturation.
Artificial marshes are commonly used for water treatment worn out. These units are used for both secondary and tertiary treatment. The main plant selection criteria are the potential for accumulation of nutrients and the tolerance to flooded and polluted conditions. Nutrient removal by the accumulation in the tissues of aquatic plants involves a harvest periodic biomass. Otherwise the nutrients will be released in the column water after tissue death and subsequent breakdown by bacteria. But so that this approach is technically and economically viable it is necessary that the accumulation nutrients in the tissues of aquatic plants to be significant by compared to tributary loads. What is generally not the case on installations current.
Mycorrhization technology has been developed for agriculture. She operates the existing symbiosis between certain plant species and fungi endomycorrhizae (VAM) to improve mobilization capacity and assimilation of nutrients especially phosphorus from plants. She is especially used for crops on poor soils. However, it can be used for maximize nutrient uptake by aquatic plants grown in units sewage treatment plant. So this technology can find a application in the wastewater treatment area.
2 Brève description des figures Les figures 1 et 1a montrent une vue en plan de l'unité de traitement tertiaire avancé
avec et sans plantes aquatiques.
Les figures 2 et 2a montrent une vue en coupe longitudinale de l'unité de traitement tertiaire avancé avec et sans plantes aquatiques.
Description détaillée L'unité a été développée pour effectuer un traitement tertiaire avec déphosphatation et désinfection de l'effluent d'un traitement secondaire ayant une concentration en DBOS
maximale de 25 mg/I et une concentration en MES maximale de 25 mg/I.
Les figures 1 et 2 présentent la configuration préférée ainsi que les différentes composantes de l'unité. Elle est de préférence logée dans un bassin en béton (1) ou en polyéthylène.
L'unité est à écoulement vertical. Les eaux usées ayant subies un prétraitement secondaire ou secondaire avancé sont acheminées dans les conduites de distribution (2) situées au-dessus de la couche de media support granulaire 2 Brief description of the figures Figures 1 and 1a show a plan view of the processing unit advanced tertiary with and without aquatic plants.
Figures 2 and 2a show a longitudinal sectional view of the treatment advanced tertiary with and without aquatic plants.
detailed description The unit was developed to perform tertiary treatment with phosphate removal and disinfection of the effluent from a secondary treatment having a concentration in DBOS
maximum of 25 mg / I and a maximum MES concentration of 25 mg / I.
Figures 1 and 2 show the preferred configuration and the different components of the unit. It is preferably housed in a concrete basin (1) or in polyethylene.
The unit is vertical flow. Wastewater having undergone pretreatment secondary or advanced secondary are routed through the distribution (2) located above the layer of granular support media
(3). Les conduites de distribution en PVC sont perforées sur toute leur longueur.
Les eaux usées s'infiltrent à travers la couche de média support (3) où
s'effectue le traitement tertiaire avancé. Le phosphore est retenu par adsorption -précipitation sur les particules du média support. L'abattement des coliformes fécaux est dû à
la filtration et à la mort naturelle subséquente à cause des conditions physico-chimiques défavorables notamment le pH élevé du complexe eau - média support.
Les plantes aquatiques (4) cultivées dans la couche du média support assimilent des nutriments nécessaires à leur croissance notamment le phosphore. La récolte subséquente de la biomasse des plantes permet d'enlever de l'unité une partie du phosphore accumulée. La culture des plantes aquatiques constitue ainsi une technique de régénération naturelle du média support. La mycorrhization (5) de ces plantes (3). The PVC distribution pipes are perforated over their entire length.
Wastewater infiltrates through the support media layer (3) where takes place on advanced tertiary treatment. Phosphorus is retained by adsorption -rush on carrier media particles. The abatement of fecal coliforms is due to filtration and subsequent natural death due to physico-chemical conditions unfavorable, in particular the high pH of the water - media support complex.
Aquatic plants (4) cultivated in the support medium layer assimilate nutrients necessary for their growth including phosphorus. The harvest subsequent plant biomass removes part of the unit of phosphorus accumulated. The cultivation of aquatic plants thus constitutes a technical of natural regeneration of the support media. The mycorrhization (5) of these plants
4 aquatiques permet d'augmenter l'assimilation du phosphore par celle-ci et donc leur capacité de régénération de la capacité d'adsorption du phosphore du média support. La régénération naturelle peut être effectuée avec des plantes aquatiques mycorrhizées ou non. Les espèces préférées sont les quenouilles (Typha latifolia) et les roseaux Phragmites australis).
Les deux principaux critères de choix du média support sont la capacité
d'adsorption du phosphore déterminée par la tenéur en cations (Ca, AI, Fe) et la structure granulaire.
Les médias préférés sont l'alumine activée (alumina), light weight aggregates et le blast furnace slag. De la tourbe est ajoutée au média support pour ajuster le pH
afin de favoriser l'établissement des plantes aquatiques et des mycorhizes.
La couche de média est drainée par une couche de gravier (6). Une géomembrane (7) est installée entre les deux couches pour éviter que les particules fines du média support ne migrent dans la couche de drainage à gravier. Les eaux de la couche de drainage sont collectées dans une conduite perforée sur toute la longueur (8) à travers laquelle les eaux s'écoulent vers la sortie de l'unité.
Le pH des eaux est à ajuster avant le rejet en fonction du média utilisé. II
est également nécessaire de compléter la désinfection en fonction des exigences requises.
Une cartouche (9) contenant un produit réducteur de pH et / ou désinfectant est placé dans la conduite de sortie des eaux. Le produit se dissout graduellement dans l'eau et neutralise ou désinfecte ou les deux à la fois. Le bisulfate de sodium (NaHS04) est préféré comme réducteur de pH tandis que l'acide trichloroisocyanurique (C3CI3N3O3) est utilisé somme désinfectant et réducteur de pH.
Dans sa configuration préférée, l'unité de traitement tertiaire avancé combine trois technologies que sont la filtration à travers un média support, l'enlèvement des nutriments dans les marais artificiels et l'augmentation de l'assimilation des nutriments des plantes à l'aide de la mycorrhization. Le concept de l'unité est de retenir dans une première étape le phosphore par adsorption sur un média support, de transférer celui-ci dans une deuxième étape dans les tissus des plantes aquatiques et de l'enlever du système dans une troisième étape par une récolte périodique de la biomasse aérienne des plantes. La mycorhization des plantes aquatiques a pour but de maximiser le transfert du phosphore du support aux plantes. Le rôle des plantes est donc de régénérer la capacité d'adsorption du phosphore du support et donc de prolonger sa durée d'utilisation ou durée de vie. L'unité peut être opérée alternativement sans plantes aquatiques (Fig. 1 a et 2a) ou avec plantes aquatiques rnycorrhizées ou non.
Cela affectera la durée de vie de l'unité. La régénération chimique à l'aide d'une solution acide est utilisée dans le cas de l'unité opérée sans plantes aquatiques.
A la sortie de l'unité les caractéristiques de l'effluent sont à des concentrations maximales en DB05 de 15 mg/I, en MES de 15 mg/I, en phosphore total de 1 mg/I
et en coliformes fécaux de 200 UFC/100m1, l'équivalent d'un traitement tertiaire avec déphosphatation et désinfection 4 aquatic increases the assimilation of phosphorus by it and therefore their regeneration capacity of the phosphorus adsorption capacity of the media support. The natural regeneration can be carried out with aquatic plants mycorrhizae or no. The preferred species are cattails (Typha latifolia) and reeds Phragmites australis).
The two main criteria for choosing the medium are capacity adsorption phosphorus determined by the cation content (Ca, AI, Fe) and the structure granular.
Preferred media are activated alumina (light alumina), light weight aggregates and the blast furnace slag. Peat is added to the support medium to adjust the pH
in order to promote the establishment of aquatic plants and mycorrhizae.
The layer of media is drained by a layer of gravel (6). A geomembrane (7) is installed between the two layers to prevent fine particles from media support does not migrate into the gravel drainage layer. The waters of the layer of drainage are collected in a perforated pipe over the entire length (8) through which water flows to the outlet of the unit.
The pH of the water must be adjusted before discharge depending on the medium used. II
is also necessary to complete disinfection according to the required requirements.
A
cartridge (9) containing a pH reducing and / or disinfecting product is placed in the water outlet pipe. The product gradually dissolves in water and neutralizes or disinfects or both. Sodium bisulfate (NaHS04) is preferred as pH reducer while trichloroisocyanuric acid (C3CI3N3O3) is used sum disinfectant and pH reducer.
In its preferred configuration, the advanced tertiary treatment unit combines three technologies such as filtration through a support medium, removal of nutrients in artificial swamps and increased assimilation of nutrients plants using mycorrhization. The concept of unity is to hold in a first stage phosphorus by adsorption on a support medium, to transfer this one in a second step in the tissues of aquatic plants and remove it of system in a third step by periodic harvesting of the biomass Aerial Plant. The mycorrhization of aquatic plants aims to maximize the transfer of phosphorus from the support to plants. The role of plants is therefore to regenerate the phosphorus adsorption capacity of the support and therefore of extend its service life or service life. The unit can be operated alternately without plants aquatic (Fig. 1 a and 2a) or with aquatic plants rnycorrhizées or not.
That will affect the life of the unit. Chemical regeneration using a solution acid is used in the case of the unit operated without aquatic plants.
At the outlet of the unit the characteristics of the effluent are at concentrations maximum in DB05 of 15 mg / I, in MES of 15 mg / I, in total phosphorus of 1 mg / I
and in fecal coliforms of 200 CFU / 100m1, the equivalent of tertiary treatment with phosphate removal and disinfection