EP3233736A1 - Nouvelle installation de traitement des eaux residuaires - Google Patents

Nouvelle installation de traitement des eaux residuaires

Info

Publication number
EP3233736A1
EP3233736A1 EP15817573.7A EP15817573A EP3233736A1 EP 3233736 A1 EP3233736 A1 EP 3233736A1 EP 15817573 A EP15817573 A EP 15817573A EP 3233736 A1 EP3233736 A1 EP 3233736A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact tank
biological
biological contact
zone
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP15817573.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gildas Manic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suez International SAS
Original Assignee
Suez International SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suez International SAS filed Critical Suez International SAS
Publication of EP3233736A1 publication Critical patent/EP3233736A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5281—Installations for water purification using chemical agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
    • C02F3/1215—Combinations of activated sludge treatment with precipitation, flocculation, coagulation and separation of phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/08—Aerobic processes using moving contact bodies
    • C02F3/082—Rotating biological contactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
    • C02F3/1221—Particular type of activated sludge processes comprising treatment of the recirculated sludge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1242—Small compact installations for use in homes, apartment blocks, hotels or the like
    • C02F3/1247—Small compact installations for use in homes, apartment blocks, hotels or the like comprising circular tanks with elements, e.g. decanters, aeration basins, in the form of segments, crowns or sectors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/10—Solids, e.g. total solids [TS], total suspended solids [TSS] or volatile solids [VS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/22—O2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/12—Inert solids used as ballast for improving sedimentation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to the treatment of wastewater of urban or industrial origin, including the primary treatment of water, which may occur before a discharge to the receiving environment or upstream of a biological or physicochemical treatment.
  • Pollution treated on wastewater treatment plants is characterized according to the nature of the contents, whether mineral matter, carbon, nitrogen or phosphorus, and its form, be it particulate, colloidal or dissolved.
  • the primary treatment of waste water consists in separating by means of a physical action possibly supplemented by a chemical action the particulate fraction of the pollution.
  • the implementation of the decanters can be purely physical, or enriched by reagents of chemical or organic origin, allowing a better interception of the colloidal pollution.
  • the flocs formed by the addition of reagents may, depending on certain technologies, be ballasted to obtain a more compact structure size.
  • Float implementation may include adding reagents
  • coagulant and / or flocculators coagulant and / or flocculators
  • a flotation agent microbubbles of air for example
  • Primary filtration may include the addition of chemical reagents to improve capture of colloidal pollution.
  • the choice of a technology depends on a set of parameters: the desired water quality at the outlet, the available footprint, the cost of constructing the equipment, the operating cost, the technical skills required to operate , the equipment or the type of downstream treatment system or the availability of reagents on site.
  • a conventional method is to combine a conventional clarifier with the prior treatment with activated sludge at high load.
  • This method makes it possible to obtain a good degradation of the dissolved and particulate pollution, but the valorization of the extracted sludge is not satisfactory.
  • Another disadvantage is that the installation to implement this method requires a significant footprint related to the installation of a clarifier.
  • MBBR Moving Bed Biofilm Reactor
  • An aspect of the present invention aims to overcome this lack of technology and to propose a new wastewater treatment plant of urban or industrial origin, including primary water.
  • the installation of the invention comprises a biological contact tank (1) equipped with biological rotary discs (8), connected upstream of a weighted floc floc (H) physicochemical settling tank (2), said settling tank being at the month constituted by a coagulation zone (3), a flocculation zone (4), a lamellar settling zone (5) and a thickening zone (6) and an external circuit (7) allowing the recirculation of the thickened sludge in the zone of thickening (6) to the flocculation zone (4) and said biological contacting tank (1).
  • primary water means a water treated with a primary treatment as defined above.
  • the biological contact tank (1) associated with the biological rotary discs (8) allows the development of two types of biomass within the tank: free biomass in the form of activated sludge and biomass fixed on the biological rotating discs (8) .
  • This system makes it possible to reduce, on the one hand, a part of the dissolved and particulate pollution by physical adsorption on the recirculated flocs of the primary clarifier and to eliminate, and on the other hand, the soluble fraction of the non-adsorbed carbon pollution. by biomass.
  • the two types of biomass, free and fixed, consist of heterotrophic bacteria, using the readily biodegradable carbon of raw water for their growth.
  • the culture fixed on the rotating discs ensures a very fast start in case of increase of the load, making it possible to adapt the number of discs according to the load received.
  • the physico-chemical settling floc float placed downstream of the biological contact tank separates the treated water not only from all the particulate pollution contained in the raw water, but also the sludge produced by the degradation of dissolved carbon pollution produced by biological rotating discs. Decantability of the sludge produced by the biomass of the contact tank is ensured by the addition of coagulant in the coagulation zone (3) and the addition of polymer in the flocculation zone (4).
  • the physico-chemical settling floc float (2) of the installation of the invention has three complementary roles vis-à-vis those of the biological contact tank:
  • the sludge thickened in the thickening zone (6) of the settling tank is recirculated to the flocculation zone (4) and the said biological contact tank (1), which makes it possible to regenerate the free biomass involved in the purification of the pollution. dissolve and recycle the still active polymer to facilitate the free biomass attachment on the rotating biological disks.
  • the physico-chemical settler weighted floc (2) can be any decanter of this type known in the prior art, including a decanter Densadeg®.
  • the raw water is maintained in the biological contact tank during a very short contact time in order to treat only the dissolved part of the organic pollution, the most easily biodegradable.
  • the biological contact tank (1) has a volume for ensuring a contact time of the raw water in said contact tank less than 20 minutes, preferably 10 to 20 minutes.
  • the distribution of the recirculation between the flocculation zone (4) and the biological contact tank (1) is parameterizable and can be adjusted by the user.
  • the ratios of recirculated flow between the flocculation zone (4) and the biological contact vat (1) are around 30% flow directed in the flocculation zone (4) and 70% in the biological contact vat (1), or vice versa.
  • the particulate carbon fraction is left intact for digestion, while the dissolved part is degraded into a very easily fermentable young organic sludge.
  • the sludge age obtained for the free biomass is thus very low, less than 0.5 days, in order to limit as much as possible the oxygen consumption linked to bacterial respiration.
  • the number and size of the biological rotating discs (8) in the biological contact tank (1) are a function of the dissolved carbon pollution load.
  • the biological contact tank (1) of the installation of the present invention makes it possible to eliminate between 20 and 40 g of soluble DB0 5 per m 2 of disk per day.
  • said biological contact tank (1) comprises a means for measuring the concentration of dissolved oxygen in the biological contact tank (1), in particular a probe immersed in said tank.
  • said biological contact tank (1) comprises a means for measuring the concentration of solid material in said tank.
  • said decanter (2) comprises a means for measuring the recirculation rate of the thickened sludge.
  • said biological contact tank (1) is confined.
  • the installation of the invention can be implemented for various industrial applications, in particular for:
  • Another aspect of the invention is to propose a method for treating waste water of urban or industrial origin, in particular a process for the primary treatment of water by an installation of the invention.
  • the method comprises the following steps:
  • the concentration of solid material in the biological contact tank (1) is maintained from 1 g / l to 2 g / l to promote the formation of biological flocs, while respecting the flow limits applicable on the decanter.
  • the recirculation rate of thickened sludge to the biological contact tank (1) is 3% to 10% of the flow rate of raw water. This recirculation makes it possible to maintain a free biomass in activity.
  • the recirculation of sludge from the bottom of the decanter (2) can be controlled by a means for measuring the concentration of solids in the biological contact tank (1).
  • the recirculation flow can be controlled by a flow measurement means installed in the decanter (2).
  • Extraction of excess sludge is controlled by management of the mud web in the decanter, in particular by a sludge sensor sensor.
  • the speed of rotation of the disks (8) is a function of the concentration of dissolved oxygen in the biological contact tank (1) and the amount of biomass fixed on the disks.
  • the oxygen dissolved in the biological contact tank (1) can be measured by a means for measuring the concentration of dissolved oxygen, in particular a probe, immersed in said tank.
  • the amount of biomass attached to the discs is measured by the power consumed at the drive shaft of the discs.
  • the concentration of dissolved oxygen to be maintained in the biological contact tank (1) is between 0.2 and 1 mg / L of dissolved oxygen.
  • FIG. 1 The invention is further illustrated by FIG. 1 and the examples below.
  • FIG. 1 shows an installation of the invention, which is constituted by a biological contact tank (1) equipped with biological rotary discs (8), connected upstream of a weighted floc physico-chemical settling tank (2), said decanter being in the month constituted by a coagulation zone (3), a flocculation zone (4), a lamellar settling zone (5) and a thickening zone (6) and an external circuit (7) allowing the recirculation of thickened sludge in the thickening zone (6) to the flocculation zone (4) and / or said biological contact tank (1).
  • An installation of the invention is implemented for the treatment of an urban waste water corresponding to 50,000 eh.
  • the flow rate of the raw water to be treated is 10,000 m 3 / d.
  • the peak coefficient is 2.
  • the pollutant load of this raw water is specified in Table 1 below.
  • the totality of oxidizable pollutants present in the raw water is represented by COD (chemical oxygen demand).
  • the biodegradable organic carbon pollution in raw water is represented by BOD (demand biochemical oxygen).
  • the MES (suspended solids) value corresponds to the quantity of the elements suspended in the raw water.
  • the NTK value corresponds to the quantity of nitrogen in organic or ammoniacal form in raw water (Kjeldahl total nitrogen).
  • the PT value is the amount of total phosphorus, including particulate phosphorus and dissolved phosphorus.
  • the treatment using an installation of the invention is compared with the treatment with the physical-chemical decanter type "Densadeg" alone.
  • the installation of the invention offers a significant improvement for the removal of suspended solids (MES), oxidizable organic pollution, and biodegradable organic carbon pollution.
  • MES suspended solids
  • biodegradable organic carbon pollution MES
  • Figure 2 and Table 3 below illustrate a mass balance of the installation of the invention.
  • the assessment is carried out for conventional European raw water, for which the MES value is 310 mg / L and the DB0 5 value is 300 mg / L.
  • the flow of the raw water entering a biological contact tank, the flow leaving said tank and entering a decanter, the recirculation flow leaving said decanter and entering the contact tank, the flow of the treated treated water said decanter and the flow of sludge leaving said decanter are respectively numbered as stream 1, 2, 3, 4 and 5.
  • the installation of the invention makes it possible to eliminate 90% of particulate pollution and of biodegradable carbonaceous organic pollution.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une installation de traitement des eaux résiduaires d'origine urbaine ou industrielle, en particulier installation de traitement primaire desdites eaux, comprenant une cuve de contact biologique (1) équipée de disques rotatifs biologiques (8), connectée en amont d'un décanteur physico-chimique à floc lesté (2), ledit décanteur étant au mois constitué par une zone de coagulation (3), une zone de floculation (4), une zone de décantation lamellaire (5) et une zone d'épaississement (6) et un circuit externe (7) permettant la recirculation des boues épaissies dans la zone d'épaississement (6) vers la zone de floculation (4) et ladite cuve de contact biologique (1).

Description

NOUVELLE INSTALLATION DE TRAITEMENT DES EAUX RESIDUAIRES
La présente invention concerne le traitement des eaux résiduaires d'origine urbaines ou industrielles, notamment le traitement primaire des eaux, qui peut intervenir avant un rejet au milieu récepteur ou en amont d'un traitement biologique ou physico chimique.
La pollution traitée sur les stations d'eaux résiduaires est caractérisée selon la nature du contenu, qu'elle soit en matière minérale, carbone, azote ou phosphore, et sa forme, qu'elle soit particulaire, colloïdale ou dissoute.
Le traitement primaire des eaux résiduaires consiste à séparer au moyen d'une action physique éventuellement complétée d'une action chimique la fraction particulaire de la pollution.
On distingue dans l'art antérieur trois grandes familles de séparateurs de la fraction particulaire : les décanteurs, les flottateurs, et la filtration primaire.
La mise en œuvre des décanteurs peut être purement physique, ou enrichie par des réactifs d'origine chimique ou organique, permettant une meilleure interception de la pollution colloïdale. Les flocs formés par ajout de réactifs peuvent, selon certaines technologies, être lestés pour obtenir une taille d'ouvrage plus compacte.
La mise en œuvre des flottateurs peut inclure l'ajout de réactifs
(coagulant et/ou flocculateurs) et d'un agent assurant la flottation (microbulles d'air par exemple).
La filtration primaire peut inclure l'ajout de réactifs chimique pour améliorer la capture de la pollution colloïdale.
Le choix d'une technologie dépend d'un faisceau de paramètres : la qualité d'eau souhaitée en sortie, l'emprise au sol disponible, le coût de construction de l'équipement, le coût d'exploitation, la technicité requise pour opérer, les équipements ou le type de filière de traitement aval ou la disponibilité des réactifs sur site.
La plupart de ces technologies sont matures et disposent d'un important retour d'expérience, permettant aisément de quantifier leurs performances et limites d'application.
Cependant, hormis le phosphore dissous, qui peut être précipité par ajout de sels métalliques, les installations actuellement disponibles en traitement primaire ne peuvent éliminer que la fraction particulaire et colloïdale de la pollution. La fraction dissoute ne peut pas être traitée par ces méthodes et un étage secondaire doit être mis en œuvre pour être en mesure de l'éliminer.
De ce fait, les rendements d'élimination de la pollution par ces technologies sont essentiellement déterminés par la fraction non soluble de la pollution.
Il existe dans l'art antérieur plusieurs systèmes qui combinent un séparateur physique ou physico-chimique existant avec un traitement préalable de la pollution dissoute carbonée.
Par exemple, une méthode conventionnelle consiste à combiner un clairificateur conventionnel avec le traitement préalable par boues activées à forte charge. Cette méthode permet d'obtenir une bonne dégradation de la pollution dissoute et particulaire, mais la valorisation des boues extraites n'est pas satisfaisante. Un autre inconvénient est que l'installation pour mettre en œuvre cette méthode nécessite une emprise au sol importante liée à l'installation d'un clarificateur.
La combinaison de la technologie MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) avec un décanteur ou un flottateur permet la mise en œuvre d'une installation compacte et d'obtenir une bonne dégradation de la pollution dissoute et une meilleure valorisation des boues extraites. Cependant, la consommation énergique de la technologie MBBR est très importante, en raison de la nécessité du soufflement d'air en permanence.
Il existe par conséquent un besoin de mettre à disposition une installation compacte, efficace et de faible demande en énergie, permettant d'éliminer efficacement à la fois la fraction particulaire, colloïdale et la fraction dissoute de la pollution.
Un aspect de la présente invention a pour objet de pallier ce manque technique et de proposer une nouvelle installation de traitement des eaux résiduaires d'origine urbaine ou industrielle, notamment des eaux primaires.
L'installation de l'invention comprend une cuve de contact biologique (1) équipée de disques rotatifs biologiques (8), connectée en amont d'un décanteur physico-chimique à floc lesté (2), ledit décanteur étant au mois constitué par une zone de coagulation (3), une zone de floculation (4), une zone de décantation lamellaire (5) et une zone d'épaississement (6) et un circuit externe (7) permettant la recirculation des boues épaissies dans la zone d'épaississement (6) vers la zone de floculation (4) et ladite cuve de contact biologique (1). On entend par « eau résiduaire d'origine urbaine ou industrielle », une eau chargée en polluants susceptibles de nuire au milieu naturel ainsi qu'à la santé humaine, résultante d'une activité humaine, notamment domestique ou industrielle.
On entend par « eau primaire », une eau traitée par un traitement primaire tel que précédemment défini .
La cuve de contact biologique (1) associée aux disques rotatifs biologiques (8) permet le développement de deux types de biomasse au sein de la cuve: une biomasse libre sous forme de boues activées et une biomasse fixée sur les disques rotatifs biologiques (8). Ce système permet d'abattre, d'une part, une partie de la pollution dissoute et particulaire par adsorption physique sur les flocs recirculés du décanteur primaire et d'éliminer, et d'autre part, la fraction soluble de la pollution carbonée non adsorbée par la biomasse.
Les deux types de biomasse, libre et fixée, sont constitués de bactéries hétérotrophes, utilisant le carbone aisément biodégradable de l'eau brute pour leur croissance.
La culture fixée sur les disques rotatifs assure un démarrage très rapide en cas d'augmentation de la charge, permettant d'adapter le nombre de disques en fonction de la charge reçue.
Le décanteur physico-chimique à floc lesté placé en aval de la cuve de contact biologique permet de séparer l'eau traitée non seulement de l'ensemble de la pollution particulaire contenue dans l'eau brute, mais également des boues produites par la dégradation de la pollution carbonée dissoute réalisée par les disques rotatifs biologiques. La décantabilité des boues produites par la biomasse de la cuve de contact est assurée par l'ajout de coagulant dans la zone de coagulation (3) et l'ajout de polymère dans la zone de floculation (4).
Le décanteur physico-chimique à floc lesté (2) de l'installation de l'invention a trois rôles complémentaires vis-à-vis de ceux de la cuve de contact biologique :
· coaguler la pollution colloïdale non adsorbée par les flocs de la cuve de contact,
• assurer la bonne floculation des bactéries formées lors de l'épuration par biomasse libre de la cuve de contact, cette floculation n'étant pas possible dans la cuve de contact biologique, en raison de l'âge de boue appliqué trop jeune et de l'absence de réactifs, • séparer les flocs formés de l'eau épurée dans le décanteur lamellaire.
Les boues épaissies dans la zone d'épaississement (6) du décanteur sont recirculées vers la zone de floculation (4) et ladite cuve de contact biologique (1), ce qui permet de régénérer la biomasse libre impliquée dans l'épuration de la pollution dissoute et de recycler le polymère encore actif pour faciliter l'accrochement de la biomasse libre sur les disques rotatifs biologiques.
Le décanteur physico-chimique à floc lesté (2) peut être tout décanteur de ce type connu dans l'art antérieur, notamment un décanteur Densadeg®.
Afin de maximiser le potentiel énergique de l'eau brute, notamment le potentiel de production de méthane par la digestion des boues extraites en fond de la zone d'épaississement (6) du décanteur (2), l'eau brute est maintenue dans la cuve de contact biologique pendant un temps de contact très court afin de ne traiter que la partie dissoute de la pollution organique, la plus facilement biodégradable.
L'homme du métier saura calculer le volume de la cuve de contact biologique en tenant compte le volume de l'eau brute à traiter et le temps de contact de l'eau brute dans ladite cuve de contact.
Selon un mode de réalisation particulier, la cuve de contact biologique (1) a un volume permettant d'assurer un temps de contact de l'eau brute dans ladite cuve de contact inférieur à 20 minutes, avantageusement de 10 à 20 minutes.
La répartition de la recirculation entre la zone de floculation (4) et la cuve de contact biologique (1) est paramétrable et peut être ajustée par l'utilisateur.
Typiquement, les ratios du flux recirculé entre la zone de floculation (4) et la cuve de contact biologique (1) se situent autour de 30% de flux dirigé dans la zone de floculation(4) et 70% dans la cuve de contact biologique (1), ou inversement.
La fraction carbonée particulaire est laissée intacte pour la digestion, alors que la partie dissoute est dégradée en une boue biologique très jeune facilement fermentescible. L'âge de boue obtenu pour la biomasse libre est ainsi très faible, inférieur à 0,5 jours, afin de limiter au maximum la consommation d'oxygène liée à la respiration bactérienne.
Contrairement à d'autre technologie de réacteur biologique qui nécessite une quantité plus importante de l'oxygène et le soufflement d'air en permanence, en raison de la réduction du temps de contact, la demande en oxygène de la biomasse libre et fixée dans la cuve de contact est très faible. L'oxygène nécessaire au traitement de la pollution carbonée dissoute dans l'eau brute peut être uniquement fourni par la rotation des disques biologiques. Par conséquent, la demande énergique des disques rotatifs est aussi très faible.
Selon un autre mode de réalisation particulier, le nombre et la taille des disques rotatifs biologiques (8) dans la cuve de contact biologique (1) sont fonction de la charge en pollution carbonée dissoute.
Typiquement, la cuve de contact biologique (1) de l'installation de la présente invention permet d'éliminer entre 20 et 40 g de DB05 soluble par m2 de disque et par jour.
Dans un mode de réalisation plus particulier, ladite cuve de contact biologique (1) comporte un moyen de mesure de la concentration d'oxygène dissous dans la cuve de contact biologique (1), notamment une sonde immergée dans ladite cuve.
Dans un autre mode de réalisation plus particulier, ladite cuve de contact biologique (1) comporte un moyen de mesure de la concentration en matière solide dans ladite cuve.
Dans un autre mode de réalisation plus particulier, ledit décanteur (2) comporte un moyen de mesure du débit de recirculation des boues épaissies.
Dans un autre mode de réalisation, ladite cuve de contact biologique (1) est confinée.
L'installation de l'invention peut être mise en œuvre pour différentes applications industrielles, notamment pour :
la réhabilitation d'une station existante, pour prétraiter la pollution entrante et augmenter sa capacité, à la fois en quantité (plus de DB05 potentiellement éliminable) et en qualité (bascule d'une station existante en forte charge pour le traitement du carbone en traitement de l'azote),
le traitement décentralisé des déversoirs d'orages pour atténuer le rejet de pollution vers le milieu naturel,
l'intégration dans le premier étage de traitement pour éliminer le carbone organique et ainsi favoriser le traitement par flore bactérienne anamox en aval,
le traitement d'effluents industriels très riches en carbone organique dissous.
Grâce à sa grande compacité, l'installation de l'invention peut être insérée dans des containers pour un traitement des eaux résiduaires. Un autre aspect de l'invention est de proposer un procédé de traitement des eaux résiduaires d'origine urbaine ou industrielle, en particulier procédé de traitement primaire des eaux par une installation de l'invention.
Ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- injecter l'eau brute dans la cuve de contact biologique (1) équipée de disques rotatifs biologiques (8),
- maintenir l'eau brute dans ladite cuve (1) pendant un temps de contact inférieur à 20 minutes pour éliminer la pollution dissoute,
- injecter et maintenir l'eau issue de la cuve de contact biologique (1) dans le décanteur (2) de ladite installation pour éliminer la pollution particulaire et colloïdale,
- extraire l'eau traitée de la zone de décantation lamellaire (5) et des boues épaissies de la zone d'épaississement (6),
- éventuellement recirculer une partie des boues épaissies vers la zone de floculation (4) et ladite cuve de contact (1).
Selon un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, la concentration en matière solide dans la cuve de contact biologique (1) est maintenue de lg/L à 2g/L pour favoriser la formation de flocs biologiques, tout en respectant les flux massiques limites applicables sur le décanteur.
Selon un autre mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, le débit de recirculation des boues épaissies vers la cuve de contact biologique (1) est de 3% à 10% du débit en eau brute. Cette recirculation permet de maintenir une biomasse libre en activité.
La recirculation des boues depuis le fond du décanteur (2) peut être pilotée par un moyen de mesure de la concentration en matières solides dans la cuve de contact biologique (1). Le débit de recirculation peut être piloté par un moyen de mesure de débit installé dans le décanteur (2).
Etant donné que les boues du décanteur sont épaissies, le taux de recirculation des boues est très faible.
Le soutirage des boues en excès est piloté par gestion du voile de boue dans le décanteur, notamment par une sonde détectrice de voile de boue.
Selon un autre mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, la vitesse de rotation des disques (8) est fonction de la concentration d'oxygène dissous dans la cuve de contact biologique (1) et la quantité de biomasse fixée sur les disques. L'oxygène dissous dans la cuve de contact biologique ( 1) peut être mesuré par un moyen de mesure de la concentration d'oxygène dissous, notamment une sonde, immergée dans ladite cuve.
La quantité de biomasse fixée sur les disques est mesurée via la puissance consommée au niveau de l'arbre d'entraînement des disques.
Typiquement, la concentration en oxygène dissous à maintenir dans la cuve de contact biologique ( 1) se situe entre 0,2 et 1 mg/L d'oxygène dissous.
L'invention est illustrée davantage par la figure 1 et les exemples ci-après.
La figure 1 montre une installation de l'invention, qui est constituée par une cuve de contact biologique ( 1) équipée de disques rotatifs biologiques (8), connectée en amont d'un décanteur physico-chimique à floc lesté (2), ledit décanteur étant au mois constitué par une zone de coagulation (3), une zone de floculation (4), une zone de décantation lamellaire (5) et une zone d'épaississement (6) et un circuit externe (7) permettant la recirculation des boues épaissies dans la zone d'épaississement (6) vers la zone de floculation (4) et/ou ladite cuve de contact biologique ( 1).
Exemples 1. Exemple de réalisation
Une installation de l'invention est mise en œuvre pour le traitement d'une eau résiduaire urbaine correspondant à 50.000 eh.
Le débit de l'eau brute à traiter est 10 000 m3/j. Le coefficient de pointe est 2.
La charge polluante de cette eau brute est précisée dans le tableau 1 ci- après.
Tableau 1
La totalité des polluants oxydables présents dans l'eau brute est représentée par DCO (demande chimique en oxygène). La pollution organique carbonée biodégradable dans l'eau brute est représentée par DBO (demande biochimique en oxygène). La valeur MES (matières en suspension) correspond à la quantité des éléments en suspension dans l'eau brute. La valeur NTK correspond à la quantité de l'azote sous forme organique ou ammoniacale dans l'eau brute (Azote total Kjeldahl). La valeur PT correspond à la quantité de phosphore total, comprenant le phosphore particulaire ainsi que le phosphore dissous.
Le traitement utilisant une installation de l'invention est comparé avec le traitement par le décanteur physico-chimique type « Densadeg » seul.
Les principales caractéristiques des deux méthodes de traitement sont reprises dans le tableau 2 comparatif ci-après :
Tableau 2
Par rapport au décanteur physico-chimique à floc lesté, l'installation de l'invention offre une amélioration significative pour l'élimination des matières en suspension (MES), de la pollution organique oxydable, et de la pollution organique carbonée biodégradable. 2. Bilan masse de l'installation de l'invention
La figure 2 et le tableau 3 ci-après illustrent un bilan masse de l'installation de l'invention. Le bilan est effectué pour une eau brute européenne classique, pour laquelle la valeur MES est de 310 mg/L et la valeur DB05 est de 300 mg/L. Le flux de l'eau brute entrant dans une cuve de contact biologique, le flux sortant de ladite cuve et entrant dans un décanteur, le flux de recirculation sortant dudit décanteur et entrant dans la cuve de contact, le flux de l'eau traitée sortant dudit décanteur et le flux des boues sortant dudit décanteur sont respectivement numérotés comme flux 1, 2, 3, 4 et 5.
Tableau 3
L'installation de l'invention permet d'éliminer 90% de pollution particulaire et de pollution organique carbonée biodégradable.
D C Mi ni D CT c \

Claims

Revendications
1. Installation de traitement des eaux résiduaires d'origine urbaine ou industrielle, en particulier installation de traitement primaire desdites eaux, comprenant une cuve de contact biologique (1) équipée de disques rotatifs biologiques (8), connectée en amont d'un décanteur physico-chimique à floc lesté (2), ledit décanteur étant au mois constitué par une zone de coagulation (3), une zone de floculation (4), une zone de décantation lamellaire (5) et une zone d'épaississement (6) et un circuit externe (7) permettant la recirculation des boues épaissies dans la zone d'épaississement (6) vers la zone de floculation (4) et ladite cuve de contact biologique (1).
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cuve de contact biologique (1) a un volume permettant d'assurer un temps de contact de l'eau brute dans ladite cuve de contact inférieur à 20 minutes, avantageusement de 10 à 20 minutes.
3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le nombre et la taille des disques rotatifs biologiques (8) dans la cuve de contact biologique (1) sont fonction de la charge en pollution carbonée dissoute.
4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite cuve de contact biologique (1) comporte un moyen de mesure de la concentration d'oxygène dissous dans la cuve de contact biologique (1), notamment une sonde immergée dans ladite cuve.
5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite cuve de contact biologique (1) comporte un moyen de mesure de la concentration en matière solide dans ladite cuve.
6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit décanteur (2) comporte un moyen de mesure du débit de recirculation des boues épaissies.
7. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite cuve de contact biologique (1) est confinée.
8. Procédé de traitement des eaux résiduaires d'origine urbaine ou industrielle, en particulier procédé de traitement primaire des eaux par une installation telle que définie dans l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant les étapes suivantes :
- injecter l'eau brute dans la cuve de contact biologique (1) équipée de disques rotatifs biologiques (8) de ladite installation,
- maintenir l'eau brute dans ladite cuve (1) pendant un temps de contact inférieur à 20 minutes pour éliminer la pollution dissoute,
- injecter et maintenir l'eau issue de la cuve de contact biologique (1) dans le décanteur (2) de ladite installation pour éliminer la pollution particulaire et colloïdale,
- extraire l'eau traitée de la zone de décantation lamellaire (5) de ladite installation et des boues épaissies de la zone d'épaississement (6),
- éventuellement recirculer une partie des boues épaissies vers la zone de floculation (4) et ladite cuve de contact (1).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la concentration en matière solide dans la cuve de contact biologique (1) est maintenue de lg/L à 2g/L.
10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le débit de recirculation vers la cuve de contact biologique (1) est de 3% à 10% du débit en eau brute.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la vitesse de rotation des disques (8) est fonction de la concentration d'oxygène dissous dans la cuve de contact biologique (1) et de la quantité de biomasse fixée sur les disques.
EP15817573.7A 2014-12-19 2015-12-16 Nouvelle installation de traitement des eaux residuaires Ceased EP3233736A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1462900A FR3030483A1 (fr) 2014-12-19 2014-12-19 Nouvelle installation de traitement des eaux residuaires
PCT/IB2015/059671 WO2016098012A1 (fr) 2014-12-19 2015-12-16 Nouvelle installation de traitement des eaux residuaires

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3233736A1 true EP3233736A1 (fr) 2017-10-25

Family

ID=52477988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15817573.7A Ceased EP3233736A1 (fr) 2014-12-19 2015-12-16 Nouvelle installation de traitement des eaux residuaires

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170327394A1 (fr)
EP (1) EP3233736A1 (fr)
FR (1) FR3030483A1 (fr)
MX (1) MX2017007934A (fr)
PH (1) PH12017501008A1 (fr)
WO (1) WO2016098012A1 (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106186321B (zh) * 2016-08-21 2019-01-22 北京工业大学 一种一体化节能脱氮装置及方法
CN110550743A (zh) * 2019-08-12 2019-12-10 天津大学 一种基于微生物电化学原理强化污染物降解的调控方法
CN111410371B (zh) * 2020-04-16 2021-06-01 浙江大学 限氧型内循环生物脱硫反应器及方法
CN111484204B (zh) * 2020-05-07 2022-07-12 重庆理工大学 一种高氨氮废水处理的组合工艺以及处理系统
ES2959048A1 (es) * 2023-11-11 2024-02-19 Ecopat 38 S L Unidad modular para el tratamiento de purines y otros vertidos líquidos residuales

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT385498B (de) * 1986-08-29 1988-04-11 Cordt Gerhard Dipl Ing Dr Abwasser-klaeranlage
FR2902417A1 (fr) * 2005-10-28 2007-12-21 Otv Sa Procede et installation pour le traitement des eaux integrant un traitement biologique a bacteries fixees et une floculation-decantation
US7452469B1 (en) * 2007-06-12 2008-11-18 Kyung Jin Kim Apparatus having rotary activated Baccillus contractor for purifying sewage and wastewater and method using the same
WO2013187979A1 (fr) * 2012-06-11 2013-12-19 Siemens Water Technologies Llc Traitement utilisant des procédés à couche fixe et une décantation par flocs lestés

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2016098012A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016098012A1 (fr) 2016-06-23
MX2017007934A (es) 2017-09-27
FR3030483A1 (fr) 2016-06-24
PH12017501008A1 (en) 2017-11-27
US20170327394A1 (en) 2017-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3233736A1 (fr) Nouvelle installation de traitement des eaux residuaires
CN102690018B (zh) 一种煤焦油加工废水处理回用的方法
CN103626358B (zh) 一种生物柴油废水的处理方法
CN207760200U (zh) 餐厨垃圾污水处理系统
WO2008141113A1 (fr) Systemes, procedes et composants de traitement des eaux et d'action corrective
CN103739157B (zh) 一种中、晚期垃圾渗滤液的处理方法
CN102603128A (zh) 一种垃圾渗滤液深度处理回用方法
CN103288311B (zh) 一种碎煤加压气化废水资源化处理方法及处理系统和应用
Gulhan et al. Long term experiences in a pilot-scale high-rate activated sludge system with lamella clarifier: Effluent quality and carbon capture
CN208265976U (zh) 一种垃圾渗滤液浓缩液零排放处理系统
CN105036458A (zh) 多孔填料固定优势菌废水处理工艺
CN101343129B (zh) 用于造纸制浆中段废水脱色的预处理工艺
CN106966554A (zh) 污水处理装置
CN103739158B (zh) 一种早期垃圾渗滤液的处理方法
CN105884126B (zh) 去除颗粒的固态污染物的污水预处理分流及分离工艺
CN202785898U (zh) 一种煤焦油加工废水处理回用的装置
CN107055967A (zh) 生活污水在线处理系统
KR101613993B1 (ko) 컴팩트형 하폐수 처리장치
El Hafiane et al. Anaerobic reactor/high rate pond combined technology for sewage treatment in the Mediterranean area
CN210457818U (zh) 一种废水自养反硝化脱氮装置
WO2020021755A1 (fr) Procédé et dispositif de traitement d'eaux usées organiques
CN205328816U (zh) 一种垃圾渗滤液优化处理系统
CN205442960U (zh) 一种垃圾渗滤液处理系统
CN212640206U (zh) 分散式污水处理系统
JP7082360B1 (ja) 環境汚染浄化補助剤、製造方法及びその散布装置

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20170518

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20180709

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20191205