EP1117620A1 - Purifying structures for doping physico-biological reactors - Google Patents

Purifying structures for doping physico-biological reactors

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EP1117620A1
EP1117620A1 EP00951605A EP00951605A EP1117620A1 EP 1117620 A1 EP1117620 A1 EP 1117620A1 EP 00951605 A EP00951605 A EP 00951605A EP 00951605 A EP00951605 A EP 00951605A EP 1117620 A1 EP1117620 A1 EP 1117620A1
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EP
European Patent Office
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structures
fixed
heated
treatment
membrane
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Withdrawn
Application number
EP00951605A
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German (de)
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Jean-Pierre Dautais
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Dautais Jean-Pierre
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/04—Aerobic processes using trickle filters
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    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C02F3/327—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae characterised by animals and plants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to specific purification structures, in particular for the lining of basins and other particle separators.
  • the main object of the present invention is therefore to remedy these drawbacks, by proposing on the one hand the improvement of the extraction of components refractory to purification, preferably in pretreatment and, on the other hand new forms of doping of fixed culture reactors.
  • the present invention relates to the choice of materials and structures preexisting or not, with the following main embodiments:
  • Loop biological doping structures the first stage consisting of a plastic bacterial trickle bed with heated support, surmounting an anoxia pool with fixed cultures heated and supplied with mainly microbiological and carbon substrates coming from composting or equivalent , in direct or indirect supply,
  • these solutions can be used in pretreatment works, pits and basins, for the elimination of suspended matter, more or less organic or toxic, preexisting or produced by change of state.
  • Main execution models are described and illustrated below by way of example:
  • - Figure 1 is a sectional view of the doping structures, preferably in pretreatment, illustrating the purification functions and their positioning in reactors of the all-tank type reactors
  • - Figure 2 brings together the doping components linked to the main stage purification, in an aerated lagoon tidal model, fixed cultures floating or not, heated and redox and controlled feeding,
  • FIG. 1A A pretreatment with two stages combined or not, the first stage (FIG. 1A) consisting of an all-water tank (1) receives the effluent to be treated (2) modified by adding or not adding ion sequestrants (3
  • the second stage favors the change of state by adding an adjuvant, sulfuric acid for example (7) and other molecules or ions, which frequently involves an associated neutralization at the output (8).
  • the main stage called secondary purification of concentrated and more or less toxic organic effluents, is optimized through the use of specific fixed cultures boosted by localized heating, and their positioning in and out of a partitioned lagoon or a tidal channel.
  • the first fixed culture system corresponds to a compartment containing biological supports, fixed or mobile, regenerable or consumable, heated floating (16), suspended (17) or attached to a filter membrane (18), heating, liquids or walls hot, being diffuse in this compartment of reduced volume or associated directly with the support materials.
  • the finishing and safety treatments ( Figures 3), independent tertiary treatments, with or without recycling, more compact, also use two stages of fixed cultures, an infiltration-percolation (26) on a well ventilated medium, preferably a mixture of grains and fibers (27) with an anoxic basin with movable fixed cultures and supplied with carbonaceous substrate to boost denitrification, and a so-called suspended hydroponic composite system (28) consisting of a variable level tank to control the ventilation and initial implementation of macrophytes (29), with an inlet compartment, extraction of suspended matter and flow regulation (30), fibrous and granular filtering partitions with removable fixed or mobile cartridges (31 ), defining areas of open water with root system (32) and supporting an organic level of vegetation resting on a grid and geosynthetics (33), the fine compartment al allowing rejection and quality control (34).
  • a suspended hydroponic composite system consisting of a variable level tank to control the ventilation and initial implementation of macrophytes (29), with an inlet compartment, extraction of suspended matter and flow regulation
  • This set of doping structures thus makes it possible to optimize the operation of a biological purification treatment sector, in particular, for the functions of elimination of nitrogen and refractory organic materials.
  • all or part of the three doping stages are associated with any process for the treatment of organic effluents, more or less concentrated and toxic, in the form of independent and evolving modules.
  • the general principle of operation can be described from the observation of the fate of a feed of the evolving sector by an evolved leachate called hard or little biodegradable resulting from the deposit of old household waste.
  • the effluent arriving by gravity or by pumping is injected into the first tank ( Figure 1 A), after injection of a ferric salt specifically conditioned for better sequestration of metals in the form or not of sulphides.
  • the filtering wall trapping the suspended solids is cleaned by jet in situ or outside, for example once a week.
  • the sludge is extracted several times a day.
  • the second tank ( Figure 1B) of mainly organic detoxification stirred, the contact of the effluent acidified by sulfuric acid to insolubilize humic substances, with hot walls for example electrically heated, promotes concentration and extraction, after scraping of the newly formed suspended matter.
  • the effluent prepared for biological action after careful pre-aeration, enters a floating compartment (19) partitioning the aerated basin which itself receives the liquids enriched by the external biological loops (23, 25).
  • This compartment is lined with corn cobs, "honeycombs", which serve as a support for fixed cultures and as an emitter of easily biodegradable organic substrate.
  • the bottom of this floating reactor operating with internal and external recycling, is in semi-permeable geotextile, allowing the effluent to drain into the basin while meeting a new suspended, very active fixed culture.
  • a tubular heating device locally heats the fixed cultures.
  • the outer loops participate in the purification, through the fixed cultures heated by the support and to regularly provide biological ferments.
  • a fraction of pond effluent sequentially sprinkles a corn waste compost (23) which produces juices rich in microorganisms and enzymes.
  • the enriched effluent joins the trickling bacterial bed loop, favorable to nitrification (25) and a denitrification compartment with a more carbon-less mobile support, before returning to the main basin.
  • the finishing equipment essential to the search for high levels of treatment contributes to the final elimination of all forms of pollution and constitutes the safety and tertiary treatment stage.
  • the first biological filter heated in winter (26) receives, in sequence, in alternation and by surface fractions in drip, a one-pass feed in this example.
  • the perfectly nitrified effluent joins a post-denitrification stage with mobile fixed cultures enriched at least in carbon.
  • the second finishing filter (28) provides "total quality" in combination with the other treatment stages.
  • the effluent is freed from its more or less contaminated suspended matter in the feed compartment and by passage through the filter dikes which also trap the residual phosphorus and other undesirable elements.
  • the suspended hydroponic culture is implemented by planting macrophytes and partial immersion of the organic substrate, at equilibrium, the lower level allows forced ventilation, and the roots biological support participates in the purification thanks to fixed cultures, heated l winter, and carbonaceous excretates. The infrequent washing of the compartments allows the extraction of excess sludge in all of the tertiary liquid compartments.

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Abstract

Structures for doping physico-biological reactors having combined uses or not, characterized by the composition, form and utilization mode thereof, responding to simple functions or not, particularly with respect to the purification of resistant effluents, thus defining active compartments, for the transformation and rapid extraction of pollutants which are more or less toxic or biodegradable. Said active structures are used as additional components or main components in reactors of all sizes, in an aerobic medium or not, especially in the purification of leachates.

Description

STRUCTURES D'EPURATION POUR LE DOPAGE DE REACTEURS PHYSICO-BIOLOGIQUES.PURIFICATION STRUCTURES FOR THE DOPING OF PHYSICO-BIOLOGICAL REACTORS.
La présente invention concerne des structures spécifiques d'épuration, en particulier pour le garnissage de bassins et autres séparateurs de particules.The present invention relates to specific purification structures, in particular for the lining of basins and other particle separators.
Plus particulièrement les matériaux, formes induites, et modes d'usage en milieux immergés ou non saturés, améliorent l'élimination physique et/ou biologique des particules et pollutions associées, plus ou moins toxiques ou biodégradables. Les moyens actuels décrits dans de très nombreux brevets et dans la littérature spécialisée dédiée à l'épuration des effluents concentrés et riches en micropolluants, n'apportent pas la solution économiquement efficace sur l'ensemble des critères d'élimination de pollutions, en particulier des molécules organiques dissoutes complexes de type humus. Ouvrages de traitement de plus en plus multifonctions, le lagunage aéré et les filtres à sable classiques, n'apportent pas les performances suffisantes pour une restitution d'effluents conformes à la réglementation dans le milieu récepteur généralement sensible. Des procédés plus modernes tels que l'évaporation et l'osmose inverse, posent des problèmes économiques ou d'adaptation aux fluctuations de flux.More particularly the materials, induced forms, and methods of use in submerged or unsaturated environments, improve the physical and / or biological elimination of particles and associated pollution, more or less toxic or biodegradable. The current means described in numerous patents and in the specialized literature dedicated to the purification of concentrated effluents rich in micropollutants, do not provide the economically effective solution on all the criteria for eliminating pollution, in particular complex dissolved organic molecules of the humus type. More and more multifunctional treatment structures, aerated lagooning and conventional sand filters, do not provide sufficient performance for the return of effluents that comply with regulations in the generally sensitive receiving environment. More modern methods such as evaporation and reverse osmosis pose economic problems or problems of adapting to fluctuations in flow.
La présente invention a donc pour objet principal de remédier à ces inconvénients, en proposant d'une part l'amélioration de l'extraction de composants réfractaires à l'épuration, préférentiellement en prétraitement et, d'autre part de nouvelles formes de dopage des réacteurs à cultures fixées. 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 the improvement of the extraction of components refractory to purification, preferably in pretreatment and, on the other hand new forms of doping of fixed culture reactors. To this end, the present invention relates to the choice of materials and structures preexisting or not, with the following main embodiments:
• Structure, cloisonnée ou non, de prétraitement de type fosses toutes eaux, à rédox contrôle, à vocation d'élimination continue des métaux sous forme de sulfures et autres complexes, équipé d'une membrane immergée de séparation et d'une vidange préférentiellement hydrostatique des boues,• Structure, partitioned or not, pretreatment of the all-water tank type, with redox control, intended for the continuous elimination of metals in the form of sulphides and other complexes, equipped with an immersed membrane for separation and preferably hydrostatic emptying sludge,
• Structure,cloisonnée ou non, de prétraitement de type fosse toutes eaux, indépendante ou associée, à vocation d'msolubilisation et d'élimination des matières organiques dissoutes principalement réfractaires, faisant appel à une source thermique de contact, en présence d'additifs spécifiques ou non, dopant le changement d'état vers la production de matières en suspension et pour une extraction par filtration et purge hydrostatique ou équivalent, • Structures chauffées à cultures fixées flottantes, organiques ou non, mixtes, , alimentées en substrats actifs, constituant des compartiments fixes ou mobiles, boucles de traitement, pour lagune ou chenal à marnage et principalement pour l'élimination des pollutions azotées,• Structure, partitioned or not, pre-treatment of the all-water tank type, independent or associated, intended to dissolve and eliminate mainly refractory dissolved organic matter, using a contact heat source, in the presence of specific additives or not, doping the change of state towards the production of suspended matter and for extraction by filtration and hydrostatic purge or equivalent, • Heated structures with fixed floating cultures, organic or not, mixed, supplied with active substrates, constituting fixed or mobile compartments, treatment loops, for lagoon or tidal channel and mainly for the elimination of nitrogen pollution,
• Structures de dopage biologique en boucle, le premier étage étant constitué d'un lit bactérien plastique à ruissellement à support chauffé, surmontant un bassin d'anoxie à cultures fixées chauffées et alimentées en substrats principalement microbiologiques et carbonés venant d'un compostage ou équivalent, en alimentation directe ou indirecte,• Loop biological doping structures, the first stage consisting of a plastic bacterial trickle bed with heated support, surmounting an anoxia pool with fixed cultures heated and supplied with mainly microbiological and carbon substrates coming from composting or equivalent , in direct or indirect supply,
• Structures de traitement tertiaire et d'extraction de boues, combinant une digue filtrante immergée, un filtre biologiqμe non saturé préférentiellement non organique et un filtre hydroponique, suspendu sur bassin cloisonné par digues filtrantes, avec ou sans cartouches, mobiles ou non, adsorbantes ou désinfectantes.• Tertiary treatment and sludge extraction structures, combining an immersed filter dam, a preferably unsaturated biological filter and a hydroponic filter, suspended on a partitioned basin by filter dams, with or without cartridges, mobile or not, adsorbent or disinfectants.
A partir de matériaux industrialisés, il devient possible de réaliser, au moyen d'opérations simples, une filière évolutive constituée des structures et compartiments réacteurs, particulièrement adaptée à la séparation de phases à finalité détoxication et à réli ination poussée de la pollution carbonée et azotée.From industrialized materials, it becomes possible to carry out, by means of simple operations, an evolving chain made up of reactor structures and compartments, particularly suitable for the separation of phases for detoxification purposes and with a high elimination of carbon and nitrogen pollution. .
De préférence ces solutions sont utilisables, dans les ouvrages de prétraitement, fosses et bassins, pour l'élimination des matières en suspension, plus ou moins organiques ou toxiques, préexistantes ou produites par changement d'état. Des modèles principaux d'exécution sont décrits et illustrés ci-après à titre d'exemple :Preferably, these solutions can be used in pretreatment works, pits and basins, for the elimination of suspended matter, more or less organic or toxic, preexisting or produced by change of state. Main execution models are described and illustrated below by way of example:
- La figure 1 est une vue en coupe des structures de dopage, préférentiellement en prétraitement, illustrant les fonctions d'épuration et leur positionnement dans des réacteurs types fosses toutes eaux, - La figure 2 rassemble les composantes de dopage liés à l'étage principal d'épuration, dans un modèle lagune aérée à marnage, cultures fixées flottantes ou non, chauffées et à rédox et alimentation contrôlés,- Figure 1 is a sectional view of the doping structures, preferably in pretreatment, illustrating the purification functions and their positioning in reactors of the all-tank type reactors, - Figure 2 brings together the doping components linked to the main stage purification, in an aerated lagoon tidal model, fixed cultures floating or not, heated and redox and controlled feeding,
- La figure 3 correspond à un étage de finition et de sécurité, couplant l'infiltration-percolation et l'épuration hydroponique suspendue. De préférence le dispositif général innovant ( figures 1, 2 et 3 ), permettant la meilleure utilisation des structures de dopage, compren tout ou partie des éléments suivants, Un prétraitement à deux étages combinés ou non, le premier étage ( figure 1A ) étant constitué d'une fosse toutes eaux (1) reçoit l'effluent à traiter (2) modifié par ajout ou non de séquestrants d'ions (3|), d'un puits de récupération des boues (4) avec extraction hydrostatique (5) ou par pompage, une membrane (6) limitant l'entraînement des matières en suspension. Le second étage ( Figure 1B ) privilégie le changement d'état par ajout d'adjuvant, acide sulfurique par exemple (7) et autres molécules ou ions, ce qui implique fréquemment une neutralisation associée en sortie (8). Un chauffage immergé (9), à gaz ou électrique, à parois chaudes raclées- Figure 3 corresponds to a finishing and safety stage, coupling infiltration-percolation and suspended hydroponic purification. Preferably the general innovative device (FIGS. 1, 2 and 3), allowing the best use of the doping structures, comprising all or part of the following elements, A pretreatment with two stages combined or not, the first stage (FIG. 1A) consisting of an all-water tank (1) receives the effluent to be treated (2) modified by adding or not adding ion sequestrants (3 |) , a sludge recovery well (4) with hydrostatic extraction (5) or by pumping, a membrane (6) limiting the entrainment of suspended matter. The second stage (Figure 1B) favors the change of state by adding an adjuvant, sulfuric acid for example (7) and other molecules or ions, which frequently involves an associated neutralization at the output (8). An immersed heater (9), gas or electric, with scraped hot walls
(10) ou combustion immergée, des ajouts secondaires (11) confortent ou induisent l'insolubilisation de matières organiques dissoutes (12), bloquées sous forme de matières en suspension par une membrane (13), extraites principalement par décantation et extraction hydrostatique (14), ou par flottation. L'effluent ainsi prétraité, détoxiqué et calibré en concentration, à biodégradabilité amélioré et pré-aéré ou non, devient plus accessible au traitement biologique ( 15 ).(10) or submerged combustion, secondary additions (11) reinforce or induce the insolubilization of dissolved organic matter (12), blocked in the form of matter in suspension by a membrane (13), extracted mainly by decantation and hydrostatic extraction (14 ), or by flotation. The effluent thus pretreated, detoxified and calibrated in concentration, with improved biodegradability and pre-aerated or not, becomes more accessible to biological treatment (15).
L'étage principal dit d'épuration secondaire d'effluents organiques concentrés et plus ou moins toxiques, est optimisé à travers l'utilisation de cultures fixées spécifiques dopées par un chauffage localisé, et leur positionnement dans et hors d'une lagune cloisonnée ou un chenal à marnage. Le premier système à cultures fixées correspond à un compartiment contenant des supports biologiques, fixes ou mobiles, régénérables ou consommables, flottants chauffés (16), en suspension (17) ou attachés à une membrane filtrante (18), le chauffage, liquides ou parois chaudes, étant diffus dans ce compartiment de volume réduit ou associé directement aux matériaux supports. Ce compartiment, flpttant (19) ou fixe (20), à fond plus ou moins ouvert ou filtrant (21), facilite la récupération de boues (22), avec ou sans recyclage. Des cultures fixées extérieures, en deux boucles étagées ou plus, apportent substrats et ferments microbiens, préférentiellement dans le compartiment chauffé de la lagune, un lit bactérien à ruissellement (23) qui reçoit les jus organiques enrichis d'un compost, par exemple de résidus de maïs et autres matières organiques, arrosé et drainé (24) riche en champignons, bactéries et enzymes. L'effluent transite dans un bassin d'anoxie (25) à cultures fixées chauffées si nécessaire, fixes ou mobiles, qui peut recevoir lui-même directement une fraction des jus organiques. En sortant de ces deux, étages externes, l'effluent est recyclé dans les boucles d'épuration et d'enrichissement biologique ou rejoint donc la lagune ou tout autre système biologique comme un chenal par exemple. Les traitements de finition et de sécurité ( Figures 3 ), traitements tertiaires indépendants, avec ou sans recyclage, plus compacts, utilisent également deux étages de cultures fixées, une infiltration-percolation (26) sur un milieu bien aéré, de préférence, mélange de grains et de fibres (27) avec en sortie un bassin d'anoxie à cultures fixées mobiles et alimentées en substrat carboné pour doper la dénitrification, et un système hydroponique composite dit suspendu (28) constitué d'une cuve à niveau variable pour maîtriser la ventilation et la mise en œuvre initiale des macrophytes (29), avec un compartiment d'entrée, d'extraction de matières en suspension et de régulation du débit (30), des cloisons filtrantes fibreuses et granulaires avec cartouches amovibles fixes ou mobiles (31), définissant des zones d'eau libre avec système racinaire (32) et supportant un niveau organique en végétation reposant sur grille et géosynthétique (33), le compartiment final permettant le rejet et le contrôle de qualité (34).The main stage, called secondary purification of concentrated and more or less toxic organic effluents, is optimized through the use of specific fixed cultures boosted by localized heating, and their positioning in and out of a partitioned lagoon or a tidal channel. The first fixed culture system corresponds to a compartment containing biological supports, fixed or mobile, regenerable or consumable, heated floating (16), suspended (17) or attached to a filter membrane (18), heating, liquids or walls hot, being diffuse in this compartment of reduced volume or associated directly with the support materials. This flptting (19) or fixed (20) compartment, with a more or less open or filtering bottom (21), facilitates the recovery of sludge (22), with or without recycling. Fixed cultures outside, in two or more staged loops, provide microbial substrates and ferments, preferably in the heated compartment of the lagoon, a trickling bacterial bed (23) which receives organic juices enriched with compost, for example residues corn and other organic matter, watered and drained (24) rich in fungi, bacteria and enzymes. The effluent passes through an anoxic tank (25) with fixed cultures heated if necessary, fixed or mobile, which can itself receive a fraction of the organic juices directly. Leaving these two external stages, the effluent is recycled in the purification and biological enrichment loops or therefore joins the lagoon or any other biological system such as a channel for example. The finishing and safety treatments (Figures 3), independent tertiary treatments, with or without recycling, more compact, also use two stages of fixed cultures, an infiltration-percolation (26) on a well ventilated medium, preferably a mixture of grains and fibers (27) with an anoxic basin with movable fixed cultures and supplied with carbonaceous substrate to boost denitrification, and a so-called suspended hydroponic composite system (28) consisting of a variable level tank to control the ventilation and initial implementation of macrophytes (29), with an inlet compartment, extraction of suspended matter and flow regulation (30), fibrous and granular filtering partitions with removable fixed or mobile cartridges (31 ), defining areas of open water with root system (32) and supporting an organic level of vegetation resting on a grid and geosynthetics (33), the fine compartment al allowing rejection and quality control (34).
Cet ensemble de structures de dopage, à fonctions complémentaires, permet ainsi d'optimiser le fonctionnement d'une filière d'épuration à dominante biologique, notamment, pour les fonctions d'élimination de l'azote et des matières organiques réfractaires. Dans une autre réalisation particulière, tout ou partie des trois étages de dopage sont associés à toute filière de traitement des effluents organiques, plus ou moins concentrés et toxiques, sous forme de modules indépendants et évolutifs. Le principe général de fonctionnement peut être décrit à partir de l'observation du devenir d'une alimentation de la filièr évolutive par un lixiviat évolué dit dur ou peu biodégradable issu du dépôt d'ordures ménagères ancien. L'effluent arrivant gravitairement ou par pompage est injecté dans la première cuve ( Figure 1 A ), après injection d'un sel ferrique conditionné spécifiquement pour une meilleures séquestration des métaux sous forme ou non de sulfures. La paroi filtrante piégeant les matières en suspension est nettoyée par jet in situ ou à l'extérieur, par exemple une fois par semaine. Les boues sont extraites plusieurs fois par jour. Dans la deuxième cuve ( Figure 1 B )de détoxication principalement organique, brassée, le contact de l'effluent acidifié par de l'acidç sulfurique pour insolubiliser les substances humiques, avec des parois chaudes par exemple chauffée électriquement, favorise la concentration et l'extraction, après raclage des matières en suspension néoformées. L'effluent préparé à l'action biologique, après pré-aération ménagée, pénètre dans un compartiment flottant ( 19 ) cloisonnant le bassin aéré qui reçoit lui-même les liquides enrichis par les boucles biologiques extérieures ( 23, 25 ). Ce compartiment est garni de rafles de maïs, "nids d'abeille" , qui servent de support à des cultures fixées et d'émetteur de substrat organique facilement biodégradable. Le fond de ce réacteur flottant fonctionnant avec recyclage interne et externe, est en géotextile semi-permeable, laissant drainer l'effluent dans le bassin en rencontrant une nouvelle culture fixée suspendue, très active. Un dispositif de chauffage tubulaire chauffe localement les cultures fixées.This set of doping structures, with complementary functions, thus makes it possible to optimize the operation of a biological purification treatment sector, in particular, for the functions of elimination of nitrogen and refractory organic materials. In another particular embodiment, all or part of the three doping stages are associated with any process for the treatment of organic effluents, more or less concentrated and toxic, in the form of independent and evolving modules. The general principle of operation can be described from the observation of the fate of a feed of the evolving sector by an evolved leachate called hard or little biodegradable resulting from the deposit of old household waste. The effluent arriving by gravity or by pumping is injected into the first tank (Figure 1 A), after injection of a ferric salt specifically conditioned for better sequestration of metals in the form or not of sulphides. The filtering wall trapping the suspended solids is cleaned by jet in situ or outside, for example once a week. The sludge is extracted several times a day. In the second tank (Figure 1B) of mainly organic detoxification, stirred, the contact of the effluent acidified by sulfuric acid to insolubilize humic substances, with hot walls for example electrically heated, promotes concentration and extraction, after scraping of the newly formed suspended matter. The effluent prepared for biological action, after careful pre-aeration, enters a floating compartment (19) partitioning the aerated basin which itself receives the liquids enriched by the external biological loops (23, 25). This compartment is lined with corn cobs, "honeycombs", which serve as a support for fixed cultures and as an emitter of easily biodegradable organic substrate. The bottom of this floating reactor, operating with internal and external recycling, is in semi-permeable geotextile, allowing the effluent to drain into the basin while meeting a new suspended, very active fixed culture. A tubular heating device locally heats the fixed cultures.
Les boucles extérieures, dans cet exemple, participent à l'épuration, à travers les cultures fixées chauffées par le support et pour apporter régulièrement des ferments biologiques. Une fraction d'effluent du bassin arrose par séquence un compost de déchets de maïs ( 23 ) qui prodiut des jus riches en microorganismes et enzymes. L'effluent enrichi rejoint la boucle lit bactérien à ruissellement, favorable à la nitrification ( 25 ) et un compartiment de dénitrification à support mobile plus pu moins carboné, avant de retourner dans le bassin principal. Les équipements de finition essentiels à la recherche de haut niveaux de traitement, participent à l'élimination finale de toute forme de pollution et constituent l'étage de sécurité et de traitement tertiaire. Le premier filtre biologique chauffé en hiver ( 26 ) reçoit, par séquence, en alternance et par fractions de surface en goutte à goutte, une en alimentation en passage unique dans cet exemple. L'effluent parfaitement nitrifié rejoint un étage de post-dénitrification à cultures fixées mobiles et enrichies au minimum en carbone. Le second filtre de finition ( 28 ), apporte la "qualité totale" en association avec les autres étages de traitement. L'effluent est débarrassé des ses matières en suspension, plus ou moins contaminées, dans le compartiment d'alimentation et par passage dans les digues filtrantes qui piège également le phosphore résiduel et autres éléments indésirables. La culture hydroponique suspendue est mise en oeuvre par plantation de macrophytes et immersion partielle du substrat organique, à l'équilibre, le niveau plus bas permet une ventilation forcée, et les racines support biologique participe à l'épuration grâce aux cultures fixées, chauffées l'hiver, et aux excrétats carbonés. Le lavage peu fréquent des compartiments permet l'extraction des boues en excès dans l'ensemble des compartiments liquides tertiaires. Pour les variantes les fonctions générales, utilisées pour tout ou partie, restent les mêmes, le caractère évolutif étant signalé pour son intérêt dans le traitement de lixiviats évoluant en biodégradabilité et débit dans des centres d'enfouissement technique en exploitation ou non : ajout de nouveaux modules autour du traitement secondaire fixe, amont, boucles et finition. L'intérêt de cette filière et variantes, est signalée pour les effluents viticoles et agro-alimentaire et pour les post et pré-traitements pour rassainissement autonome et les petites industries et les effluents agricoles. Ces structures est modules sont utilisables pour des effluents plus ou moins minéralisés et jusqu'à des concentration fortes en chlorures. Toutes les structures ou modules sont réalisables avec des matériaux pour la plupart connus, suivant les règles de l'art habituelles. The outer loops, in this example, participate in the purification, through the fixed cultures heated by the support and to regularly provide biological ferments. A fraction of pond effluent sequentially sprinkles a corn waste compost (23) which produces juices rich in microorganisms and enzymes. The enriched effluent joins the trickling bacterial bed loop, favorable to nitrification (25) and a denitrification compartment with a more carbon-less mobile support, before returning to the main basin. The finishing equipment essential to the search for high levels of treatment, contributes to the final elimination of all forms of pollution and constitutes the safety and tertiary treatment stage. The first biological filter heated in winter (26) receives, in sequence, in alternation and by surface fractions in drip, a one-pass feed in this example. The perfectly nitrified effluent joins a post-denitrification stage with mobile fixed cultures enriched at least in carbon. The second finishing filter (28) provides "total quality" in combination with the other treatment stages. The effluent is freed from its more or less contaminated suspended matter in the feed compartment and by passage through the filter dikes which also trap the residual phosphorus and other undesirable elements. The suspended hydroponic culture is implemented by planting macrophytes and partial immersion of the organic substrate, at equilibrium, the lower level allows forced ventilation, and the roots biological support participates in the purification thanks to fixed cultures, heated l winter, and carbonaceous excretates. The infrequent washing of the compartments allows the extraction of excess sludge in all of the tertiary liquid compartments. For the variants the general functions, used for all or part, remain the same, the evolutionary character being indicated for its interest in the treatment of leachates evolving in biodegradability and flow in technical landfill centers in operation or not: addition of new modules around fixed secondary treatment, upstream, loops and finishing. The interest of this sector and variants, is reported for wine and agrifood effluents and for post-treatment and pre-treatments for autonomous sanitation and small industries and agricultural effluents. These modular structures can be used for more or less mineralized effluents and up to high concentrations of chlorides. All structures or modules can be produced with mostly known materials, according to the usual rules of the art.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'épuration, filière évolutive constituée de structures spécifiques et compartiments réacteurs pour le garnissage de bassins et séparateurs de particules et pollutions associées toxiques, caractérisé en ce qu'il comporte :1. Purification device, an evolving sector made up of specific structures and reactor compartments for lining tanks and separators of particles and associated toxic pollution, characterized in that it comprises:
Des structures de prétraitement à membrane et vidange pour l'élimination de composants réfractaires sous forme de sulfures ou autres complexes, Des structures de garnissage en boucles de traitement, compartiments fixes ou mobiles, à cultures fixées chauffées et alimentées en substrats actifs,Membrane pretreatment and drainage structures for the elimination of refractory components in the form of sulphides or other complexes, Lining structures in treatment loops, fixed or mobile compartments, with fixed cultures heated and supplied with active substrates,
Des structures de garnissage support chauffé, pour lit bactérien et bassin alimenté en substrats microbiologiques de compostage, Des structures de traitement tertiaire et d'extraction de boues combinant un filtre biologique et un filtre hydroponique suspendu sur un bassin cloisonné par digues filtrantes avec cartouches, préférentiellement mobiles, adsorbantes ou désinfectantes.Heated support lining structures, for bacterial bed and basin supplied with microbiological composting substrates, Tertiary treatment and sludge extraction structures combining a biological filter and a hydroponic filter suspended on a basin partitioned by filter dikes with cartridges, preferably mobile, adsorbent or disinfectant.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une fosse toutes eaux (1) recevant l'effluent modifié par ajout de séquestrant (3) une membrane (6) limitant rentraînement des matières en suspension et un second étage à changement d'état par ajout d'adjuvant acide (7) ou autres molécules ou ions, avec un chauffage immergé (9) à parois chaudes raclées induisant l'insolubilisation des matières organiques dissoutes (12) bloquées par une membrane (13) avant extraction.2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises an all-water tank (1) receiving the effluent modified by addition of sequestering agent (3) a membrane (6) limiting entrainment of suspended matter and a second stage to change of state by adding acidic adjuvant (7) or other molecules or ions, with immersed heating (9) with scraped hot walls inducing insolubilization of dissolved organic matter (12) blocked by a membrane (13) before extraction .
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en boucles de traitement, un système à cultures fixées compartiment contenant des supports biologiques régénérables ou consommables, flottants, chauffés (16) en suspension (17) ou attachés à une membrane filtrante (18), le chauffage liquide ou à parois chaudes étant diffus ou associé aux matériaux supports, 3. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises, in treatment loops, a system with fixed cultures compartment containing regenerable or consumable, floating, heated biological supports (16) in suspension (17) or attached to a filter membrane (18), the liquid or hot wall heating being diffuse or associated with the support materials,
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs compartiments en boucle, flottants (19), ou fixes (20) à fonds plus ou moins ouverts ou filtrants (21) facilitant la récupération des boues (22) et le recyclage. 4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises one or more loop, floating (19) or fixed (20) compartments with more or less open or filtering bottoms (21) facilitating recovery sludge (22) and recycling.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les. cultures fixées extérieures en boucles étagées, apportent des substrats et ferments microbiens, préférentiellement dans un compartiment chauffé en lagune, ou lit bactérien (23) ςu bassin d'anoxie (25) à cultures fixées chauffées. 5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that. fixed cultures outside in staged loops, provide microbial substrates and ferments, preferably in a heated compartment in the lagoon, or bacterial bed (23) ςu anoxic tank (25) with heated fixed cultures.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un usage principal des structures en traitement tertiaire et d'extraction des boues, comprenant tout ou partie, d'un étage à cultures fixées d'infiltration percolation (26) à mélange de grains e\t de fibres (27), un bassin d'anoxie à cultures fixées mobiles et substrat carboné, un système hydroponique suspendu (28) à niveau variable pour macrpphytes (29), avec un compartiment d'entrée d'extraction de matières en suspension et régulation de débit (30), des cloisons filtrantes cartouches amovibles (31) un système racinaire (32) en eau libre et cartouche supportant un niveau organique en végétation reposant sur une grille et géosynthétique (33).6. Device according to any one of the preceding claims, characterized by a main use of structures in tertiary treatment and sludge extraction, comprising all or part of a stage with fixed cultures of percolation infiltration (26) grains e \ t of fibers (27), a basin anoxia movable fixed film and carbon substrate, a suspended hydroponics system (28) of variable level for macrpphytes (29) with an extractant inlet compartment suspended matter and flow regulation (30), filtering walls removable cartridges (31) a root system (32) in open water and cartridge supporting an organic level of vegetation based on a grid and geosynthetic (33).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le mode spécifique d'utilisation de tout ou partie de chacune des solutions décrites, en particulier, l'insolubilisation et les cultures fixées en association avec le chauffage, pour le traitement de lixiviats.7. Device according to any one of the preceding claims, characterized by the specific mode of use of all or part of each of the solutions described, in particular, the insolubilization and the fixed cultures in association with heating, for the treatment of leachate.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par l'intégration de tout ou partie des solutions, décrites dans une filière d'épuration. 8. Device according to any one of the preceding claims, characterized by the integration of all or part of the solutions described in a purification process.
REVENDICATIONS MODIFIEESAMENDED CLAIMS
[reçues par le Bureau International le 09 novembre 2000 (09.1 1.00); revendication 8 supprimée; revendications 1 -7 modifiées (2 pages)][received by the International Bureau on November 09, 2000 (09.1 1.00); claim 8 deleted; amended claims 1-7 (2 pages)]
1. Filière évolutive constituée de structures spécifiques d'épuration et compartiments réacteurs pour le garnissage de bassins et séparateurs de particules et pollutions associées toxiques et biodégradables, caractérisée en ce qu'elle comporte :1. Evolutionary sector made up of specific purification structures and reactor compartments for lining tanks and separators of toxic and biodegradable particles and associated pollution, characterized in that it comprises:
Des structures de prétraitement à membrane et vidange pour l'élimination de composants réfractaires sous forme de sulfures et autres complexes, Des structures de garnissage en boucles de traitement, compartiments fixes ou mobiles, à cultures fixées chauffées et alimentées en substrats actifs,Membrane pretreatment and drainage structures for the elimination of refractory components in the form of sulphides and other complexes, Lining structures in treatment loops, fixed or mobile compartments, with fixed cultures heated and supplied with active substrates,
Des structures de garnissage support chauffé, pour lit bactérien et bassin alimenté en substrats microbiologiques de compostage, Des structures de traitement tertiaire et d'extraction de boues combinant un filtre biologique et un filtre hydroponique suspendu sur un bassin cloisonné par digues filtrantes avec cartouches mobiles adsorbantes ou désinfectantes.Heated support lining structures, for bacterial bed and basin supplied with microbiological composting substrates, Tertiary treatment and sludge extraction structures combining a biological filter and a hydroponic filter suspended on a basin partitioned by filter dikes with mobile adsorbent cartridges or disinfectants.
2. Structures de prétraitement selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle comporte une fosse toutes eaux (1 ) recevant l'effluent modifié par ajout de séquestrant (3) une membrane (6) limitant l'entraînement des matières en suspension et un second étage à changement d'état par ajout d'adjuvant acide (7) ou autres molécules ou ions, avec un chauffage immergé (9) à parois chaudes raclées induisant l'insolubilisation des matières organiques dissoutes (12) bloquées par une membrane (13) avant extraction.2. Pretreatment structures according to claim 1, characterized in that it comprises an all-water tank (1) receiving the effluent modified by adding sequestering agent (3) a membrane (6) limiting the entrainment of suspended matter and a second stage with change of state by adding acidic adjuvant (7) or other molecules or ions, with an immersed heating (9) with scraped hot walls inducing the insolubilization of dissolved organic matter (12) blocked by a membrane ( 13) before extraction.
3. Structures de garnissage selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elles comportent en boucles de traitement, un système à cultures fixées compartiment contenant des supports biologiques régénérables ou consommables, flottants, chauffés (16) en suspension (17) ou attachés à une membrane filtrante (18), le chauffage liquides ou à parois chaudes étant diffus ou associé aux matériaux supports, compartiment également de volume réduit flottant (19) ou fixe (20) à fond plus ou moins ouvert ou filtrant (21) facilitant la récupération des boues (22) et le recyclage.3. Lining structures according to claim 1 characterized in that they comprise, in treatment loops, a fixed compartment culture system containing regenerable or consumable, floating, heated (16) biological supports in suspension (17) or attached to a filter membrane (18), the liquid or hot wall heating being diffuse or associated with the support materials, also a small floating (19) or fixed (20) compartment with a more or less open or filtering bottom (21) facilitating the recovery of sludge (22) and recycling.
4. Cultures fixées dites extérieures selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles apportent des substrats et ferments microbiens, en boucles étagées, préférentiellement dans un compartiment chauffé en lagune, lit bactérien (23) ou bassin d'anoxie (25) à cultures fixées chauffées.4. so-called external fixed cultures according to claim 1, characterized in that they provide microbial substrates and ferments, in staged loops, preferably in a heated compartment in the lagoon, bacterial bed (23) or anoxic basin (25). fixed cultures heated.
5. Structures de traitement tertiaire et d'extraction de boues selon la revendication 1, caractérisées par deux étages à cultures fixées, d'infiltration percolation (26), mélange de grains et de fibres (27), un bassin d'anoxie à cultures fixées mobiles et substrat carboné et un système hydroponique suspendu (28) à niveau variable pour macrophytes (29), avec un compartiment d'entrée d'extraction de matières en suspension et régulation de débit (30), des cloisons filtrantes cartouches amovibles (31 ) un système racinaire (32) en eau libre et cartouche supportant un niveau organique en végétation reposant sur une grille et géosynthétique (33).5. Tertiary treatment and sludge extraction structures according to claim 1, characterized by two stages with fixed cultures, percolation infiltration (26), mixture of grains and fibers (27), an anoxic culture basin fixed mobile and carbon substrate and a suspended hydroponic system (28) at variable level for macrophytes (29), with an inlet compartment for extracting suspended matter and regulating the flow (30), filtering partitions removable cartridges (31) a root system (32) in open water and cartridge supporting an organic level of vegetation resting on a grid and geosynthetics (33).
6. Mode spécifique d'usage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par l'usage de tout ou partie de chacune des solutions principales de prétraitement, structures et compartiments réacteurs, notamment pour le traitement de lixiviats ou une filière évolutive. 7. Mode spécifique d'usage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un usage partiel du chauffage en insolubilisation ou cultures fixées. 6. Specific mode of use according to any one of the preceding claims, characterized by the use of all or part of each of the main pre-treatment solutions, structures and reactor compartments, in particular for the treatment of leachate or an evolving process. 7. Specific mode of use according to any one of the preceding claims, characterized by a partial use of heating in insolubilization or fixed cultures.
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