EP1109746A1 - Fluid purifying device using physical and/or biological reactors - Google Patents
Fluid purifying device using physical and/or biological reactorsInfo
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Abstract
The invention concerns active purifying structures, to be used jointly or independently, characterised by their compositions, forms and modes of application, corresponding to single functions or not, in particular in septic tanks, thus defining active sections, for dispensing and distributing fluids (4), for the purification and storage of sludge (9), and the physical and/or biological separation of particles, more or less contaminated by means of a biological membrane (8), breaking power up to colloidal dimension and more by biological sorption. Said active structures, preferably immersed, are comprised as main or supplementary components, in reactors of all dimensions, whether in aerobic medium or not.
Description
DISPOSITIF DE PURIFICATION DE FLUIDES UTILISANT DES REACTEURS PHYSIQUES ET/OU BIOLO- DEVICE FOR PURIFYING FLUIDS USING PHYSICAL AND / OR BIOLOGICAL REACTORS
GIQUESGICS
La présente invention concerne des structures actives d'épuration, en particulier pour le garnissage de fosses septiques et autres séparateurs individuels ou semi-collectifs. Plus particulièrement les matériaux et formes induites, préférentieUement immergées, améliorent l'élimination physique et/ou biologique des particules jusqu'à la dimension colloïdale et de façon concomitante, des pollutions associées, dissoutes ou non, naturellement ou non, carbonée et microbiennes notamment.The present invention relates to active purification structures, in particular for the filling of septic tanks and other individual or semi-collective separators. More particularly the materials and induced forms, preferably immersed, improve the physical and / or biological elimination of the particles up to the colloidal dimension and concomitantly, associated pollution, dissolved or not, naturally or not, carbonaceous and microbial in particular.
Les moyens actuels décrits dans de très nombreux brevets et dans la littérature spécialisée dédiée à l'assainissement autonome, n'apportent pas la solution efficace sur l'ensemble des critères d'élimination de pollutions, en particulier les matières en suspension, c'est à dire compacte et avec la souplesse nécessaire à une exploitation simplifiée.The current means described in numerous patents and in the specialized literature dedicated to autonomous sanitation do not provide an effective solution for all of the criteria for eliminating pollution, in particular suspended matter, it is ie compact and with the flexibility necessary for simplified operation.
Ouvrages de prétraitement de plus en plus multifonctions, la fosse septique moderne, n'apporte pas les performances suffisantes pour une restitution d'effluent de qualité nécessaire au maintien à long terme, dans des conditions minimum de maintenance, des performances des filtres biologiques et autres épandages dans les sols.More and more multifunctional pre-treatment structures, the modern septic tank does not provide sufficient performance for the return of quality effluent necessary for the long-term maintenance, under minimum maintenance conditions, of the performance of biological filters and others spreading in soils.
La présente invention a donc pour objet principal de remédier à ces inconvénients, en proposant d'une part des structures actives hydrauliques, physiques et biologiques et d'autre part de nouvelles formes de réacteur, plus performants et plus compacts. A cet effet la présente invention concerne le choix de matériaux et structures préexistants ou non, avec les modes principaux de réalisation suivants :The main object of the present invention is therefore to remedy these drawbacks, by proposing on the one hand active hydraulic, physical and biological structures and on the other hand new forms of reactor, more efficient and more compact. To this end, the present invention relates to the choice of materials and structures preexisting or not, with the following main embodiments:
- Structure brise jet et de régulation et de distribution de liquide, réglable en émersion ou immersion, à partir d'une ouverture, associée ou non à une culture fixée biologique sur support, - Structure support biologique immergée, fixe ou mobile, flottante ou non, comportant un plateau support et une grille ou autre dispositif de raclage et les différents modules de fixation biologique, tels que des tubes à fentes pour faciliter un accrochage modéré en anaérobiose ou anoxie, plaques à fentes et autres géogrilles bi ou tri dimensionnelles, plusieurs structures pouvant être intégrées dans un même réacteur.- Jet breeze and liquid regulation and distribution structure, adjustable in emersion or immersion, from an opening, associated or not with a fixed biological culture on a support, - Immersed biological support structure, fixed or mobile, floating or not , comprising a support plate and a grid or other scraping device and the various biological fixing modules, such as slotted tubes to facilitate moderate attachment in anaerobic or anoxic form, slit plates and other two or three dimensional geogrids, several structures can be integrated in the same reactor.
- Membranes immergées, de forme quelconque, en positions variées, de préférence, amovible, fibreuse et favorable à la croissance d'un gazon biologique formant séparateur colloïdal et par biosoφtion préférentieUement avec possibilité d'additifs pour faciliter le piégeage.
- Structure préfiltre-hydraulique, multifonctions, compact, un volume, et pouvant être positionné notamment par un trou d'homme, combinant une barrière filtrante double grille à curage mécanique manuel ou cartouche fibreuse amovible, et avec un dispositif double hydraulique, clapet de chasse à ballast alimenté par trop plein et tube balance à deux positions de vidange ou dispositif équivalent.- Submerged membranes, of any shape, in various positions, preferably removable, fibrous and favorable to the growth of a biological grass forming colloidal separator and by biosoφtion preferentially with the possibility of additives to facilitate trapping. - Prefilter-hydraulic structure, multifunction, compact, one volume, and which can be positioned in particular by a manhole, combining a double grid filter barrier with manual mechanical cleaning or removable fibrous cartridge, and with a double hydraulic device, flush valve with ballast supplied by overflow and balance tube with two drainage positions or equivalent device.
A partir de matériaux industrialisés, il devient possible de réaliser au moyen d'opérations simples, l'ensemble des structures et compartiments réacteurs, particulièrement adaptés à la séparation de phases et à la distribution modulée de liquides débarrassés de particules colmatantes et autres polluantsFrom industrialized materials, it becomes possible to produce, by means of simple operations, all of the structures and reactor compartments, particularly suitable for phase separation and modulated distribution of liquids free of clogging particles and other pollutants.
De préférence ces matériaux structures actives sont utilisables, dans les ouvrages de prétraitement, fosses et bassins, pour l'élimination des matières en suspension, avec contaminants associés, une meilleure gestion des boues, mais également dans les noeuds hydrauliques de recyclage et d'alimentation de réacteur, dans les bassins d'anoxie et autre lagune de dénitrification.Preferably, these active structure materials can be used in pre-treatment works, pits and basins, for the elimination of suspended matter, with associated contaminants, better sludge management, but also in hydraulic recycling and supply nodes. reactor, in anoxic tanks and other denitrification lagoon.
Des modèles principaux d'exécution sont décrits et illustrés ci-après à titre d'exemple : - La figure 1 est une vue en coupe des structures actives, illustrant le positionnement dans un réacteur compartimenté, fosse septique,Main execution models are described and illustrated below by way of example: FIG. 1 is a sectional view of the active structures, illustrating the positioning in a compartmentalized reactor, septic tank,
- La figure 2 rassemble les variantes, formes de réacteurs, avec des géométries particulières.- Figure 2 brings together the variants, forms of reactors, with specific geometries.
De préférence le dispositif général innovant ( figure 1 ), permettant la meilleure utilisation des matériaux structures actives destinés à l'épuration de liquides est équipé , d'une structure d'alimentation (1) faisant office de brise jet (2), immergé ou non, et d'une structure support biologique (3) immergée positionnée par grille (4) mobile facilitant le raclage d'un gazon biologique en excès, lequel support pouvant être constitué de géogrilles (5) bi ou tri dimensionnelles, ou de tubes (6) ou plaques à fentes, dont le nombre et la position sont choisis pour des conditions d'anaérobioses ou d'anoxie, ces deux structures étant dans cette forme particulière d'utilisation, flottantes et accessibles par une ouverture (7). Une autre structure membranaire (8), de préférence cartouche fibreuse, définissant deux compartiments, amovible et en position centrale immergée, facilite l'accumulation des boues (9) et l'arrêt des particules fines et pollutions associées par filtration biologique, le second compartiment de finition (10) ayant également une fonction de piégeage des particules non piégées par les filtres ou néoformées.
J . Une autre structure composite (D), compacte, amovible (1 1 ) combine un préfiltre de finition (12) avec cartouche fibreuse amovible, avec dispositif de raclage ou rétrolavage (13) ou double grilles à mouvements croisés et un dispositif hydraulique de chasse et distribution (14) associant un clapet lestéPreferably the general innovative device (Figure 1), allowing the best use of active structure materials intended for the purification of liquids, is equipped with a supply structure (1) acting as a jet breaker (2), submerged or no, and of a submerged biological support structure (3) positioned by a movable grid (4) facilitating the scraping of an excess biological grass, which support may consist of two or three dimensional geogrids (5), or tubes ( 6) or slit plates, the number and position of which are chosen for anaerobic or anoxic conditions, these two structures being in this particular form of use, floating and accessible by an opening (7). Another membrane structure (8), preferably a fibrous cartridge, defining two compartments, removable and in a submerged central position, facilitates the accumulation of sludge (9) and the stopping of fine particles and associated pollution by biological filtration, the second compartment finishing (10) also having a function of trapping particles not trapped by the filters or newly formed. J. Another composite structure (D), compact, removable (1 1) combines a finishing prefilter (12) with removable fibrous cartridge, with scraper or backwashing device (13) or double cross-movement grids and a hydraulic flushing device and distribution (14) combining a weighted valve
(15) à ouverture permanente ou par séquences, par ballast (16) alimenté par trop plein (17) avec une balance de distribution deux positions (18) ou plus. Cet ensemble de structures, à fonctions complémentaires, permet ainsi d'optimiser le fonctionnement d'une fosse septique, notamment, pour les fonctions stockage, séparation, épuration et désinfection partielle.(15) with permanent opening or by sequences, by ballast (16) supplied by overflow (17) with a distribution balance two positions (18) or more. This set of structures, with complementary functions, thus makes it possible to optimize the operation of a septic tank, in particular, for the storage, separation, purification and partial disinfection functions.
Dans une autre réalisation particulière (figure 2 ), la fosse septique (E) est séparée dans le sens longitudinal, le premier compartiment recevant ou non le brise jet (19) et les cultures fixées flottantes (20), libres (21), ainsi que les équipements d'extraction ménagée des boues, par exemple hydrostatiques (22), liés avec le compartiment d'accumulation, l'effluent filtré, après transit dans le second compartiment, étant évacué par une sortie (23) protégée contre les entraînements secondaires de particules.In another particular embodiment (FIG. 2), the septic tank (E) is separated in the longitudinal direction, the first compartment receiving or not the jet breaker (19) and the floating fixed cultures (20), free (21), thus that the sludge extraction equipment, for example hydrostatic (22), linked with the accumulation compartment, the filtered effluent, after transit in the second compartment, being discharged by an outlet (23) protected against secondary entrainments of particles.
Dans une autre réalisation particulière (F), l'étage membranaire (24), constituent une poche amovible, le compartiment liquide clarifié (25), pouvant être interne ou externe.In another particular embodiment (F), the membrane stage (24) constitute a removable pocket, the clarified liquid compartment (25), which can be internal or external.
Dans une autre réalisation, plusieurs membranes à fonctions spécifiques séparatives, de préférence amovibles, sont associées dans une ou plusieurs cuves.In another embodiment, several membranes with specific separative functions, preferably removable, are combined in one or more tanks.
Dans une autre réalisation particulière (G), le compartiment à boues est un chenal (26), avec compartiments superposés (27) ou non (28), formes facilitant les contacts effluent/cultures fixées (29), l'autocurage de la membrane cloison (30), l'évolution de la forme de la fosse, plus plate. Dans une réalisation particulière, le chenal est un tube, avec un module dynamique d'extraction du liquide filtré.. Dans une réalisation particulière, la membrane horizontale est constituée de trappes facilitant les échanges en une réserve de boues et un compartiment actif, par exemple de dénitrification.In another particular embodiment (G), the sludge compartment is a channel (26), with superimposed compartments (27) or not (28), shapes facilitating the effluent / fixed cultures contacts (29), the self-cleaning of the membrane partition (30), the evolution of the shape of the pit, flatter. In a particular embodiment, the channel is a tube, with a dynamic module for extracting the filtered liquid. In a particular embodiment, the horizontal membrane consists of hatches facilitating exchanges into a reserve of sludge and an active compartment, for example denitrification.
Le principe général de fonctionnement peut être décrit à partir de l'observation du devenir d'une alimentation d'une fosse septique à l'équilibre biologique, l'effluent arrivant sous forme de jet est redistribué progressivement sur les cultures fixées suspendues. Une à deux fois par an, par exemple, le mouvement de la grille de positionnement de tubes évacue l'excès de boues fixées. L'effluent chargé de particules traverse la membrane biologiquement active, les phénomènes de coalescence et de biosoφtion, dopés ou non, facilitant leur piègeage.
Les boues accumulées dans un volume maximum et à un âge élevé favorisant la minéralisation, sont par exemple évacuées par pompage. Un préfiltre comprenant une cartouche fibreuse amovibles arrête les particules résiduelles, protégeant ainsi un clapet chasse dont l'ouverture est déclenchée par basculement sous l'effet d'un ballast alimenté par trop plein. A chaque repos, la balance d'évacuation change de direction de vidange. Pour les variantes les fonctions générales, utilisées pour tout ou partie, restent les mêmes, la version poche à boues étant signalée pour son intérêt dans la conception des futures fosses septiques plates et compactes et pour les noeuds hydrauliques recyclage/alimentation pour le piégeage des matières en suspension, entre un bassins boues activé par exemple et un filtre tertiaire non saturé ou bassin d'anoxie
The general operating principle can be described from the observation of the fate of a feed to a septic tank with biological equilibrium, the effluent arriving in the form of a jet is gradually redistributed on the fixed suspended cultures. Once or twice a year, for example, the movement of the tube positioning grid discharges the excess of fixed sludge. The effluent charged with particles crosses the biologically active membrane, the phenomena of coalescence and biosoφtion, doped or not, facilitating their trapping. The sludge accumulated in a maximum volume and at a high age favoring mineralization, is for example removed by pumping. A prefilter comprising a removable fibrous cartridge stops the residual particles, thus protecting a flush valve whose opening is triggered by tilting under the effect of a ballast fed by overflow. At each rest, the evacuation scale changes direction of emptying. For the variants the general functions, used for all or part, remain the same, the sludge bag version being indicated for its interest in the design of future flat and compact septic tanks and for the hydraulic nodes recycling / supply for trapping materials in suspension, between an activated sludge tank for example and an unsaturated tertiary filter or anoxia tank
Claims
1. Dispositif d'épuration, caractérisé par l'usage combiné de structures actives, à fonctions hydrauliques et séparatives, définissant des réacteurs de formes et compositions variés, favorables principalement, à la distribution pilotée des fluides, à l'introduction de substrats actifs, à l'optimisation de l'élimination des particules et pollutions associées, telles que notamment les matières organiques, l'azote et des organismes pathogènes.1. Purification device, characterized by the combined use of active structures, with hydraulic and separative functions, defining reactors of various shapes and compositions, mainly favorable to the controlled distribution of fluids, to the introduction of active substrates, optimizing the elimination of particles and associated pollution, such as in particular organic matter, nitrogen and pathogenic organisms.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par la présence d'un brise jet amovible, flottant ou non, et facilitant la distribution du liquide.2. Device according to claim 1, characterized by the presence of a removable jet breaker, floating or not, and facilitating the distribution of the liquid.
3. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un support de fixation biologique, associé ou non au brise jet, préférentieUement vertical, mobile dans une grille de curage préférentieUement manuelle, les supports étant des tubes ou plaques préférentieUement à fentes régulant la quantité de biomasse, ou des géogrilles à surface spécifique contrôlée,3. Device according to the preceding claims, characterized in that it comprises a biological fixing support, associated or not with the jet breaker, preferably vertical, mobile in a preferably manual cleaning grid, the supports being preferably tubes or plates with slits regulating the quantity of biomass, or geogrids with a controlled specific surface,
4. Dispositif selon les revendications précédantes, caractérisé par l'usage de ce type de cultures fixées suspendues et à curage contrôlé pour les bassins d'anoxie de dénitrification, les boues décrochées, à forte demande d'oxygène, étant partiellement stockées dans un compartiment ouvert,4. Device according to the preceding claims, characterized by the use of this type of fixed suspended cultures with controlled cleaning for anoxic denitrification basins, the unhooked sludge, with high oxygen demand, being partially stored in a compartment open,
5. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé par la présence d'une ou plusieurs membranes séparatives, à colonisation contrôlée, pour le piégeage des fines particules et autres pollutions associées, par coalescence biologique, biosoφtion, ou autre fixation, en immersion pour maintenir une perméabilité minimum.5. Device according to the preceding claims, characterized by the presence of one or more separating membranes, with controlled colonization, for the trapping of fine particles and other associated pollution, by biological coalescence, biosoφtion, or other fixation, in immersion to maintain a minimum permeability.
6. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé par la présence de membranes, définissant des compartiments à boues et à cultures fixées, d'un volume utile de stockage des boues amélioré, avec une meilleure minéralisation et filtration dans la forme chenal, 6. Device according to the preceding claims, characterized by the presence of membranes, defining compartments with sludge and fixed cultures, with an improved useful volume for storing sludge, with better mineralization and filtration in the channel form,
7. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé par la présence d'un préfiltre-hydraulique compact combinant dans un même espace, l'arrêt de particules vers un compartiment d'accumulation, à un système hydraulique de chasse et/ou de répartition/ 8. Dispositif selon les revendication précédentes, caractérisé par l'utilisation des membranes biologiques ou semi-perméables immergées et amovibles en noeuds hydrauliques, pour recyclage et alimentation vers des réacteurs, après extraction des particules plus ou moins contaminées ou polluantes, avec présence ou non d'une fonction lavage. 7. Device according to the preceding claims, characterized by the presence of a compact hydraulic pre-filter combining in the same space, the stopping of particles towards an accumulation compartment, with a hydraulic flushing and / or distribution system / 8 Device according to the preceding claims, characterized by the use of biological or semi-permeable membranes immersed and removable in hydraulic nodes, for recycling and feeding to reactors, after extraction of the more or less contaminated or polluting particles, with or without presence of d 'a washing function.
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