FR2500432A1

FR2500432A1 - PLANT FOR BIOLOGICAL PURIFICATION OF WASTEWATER BY AEROBIC ACTIVATION WITH FLUID SEPARATION OF ACTIVATED SLUDGE

Info

Publication number: FR2500432A1
Application number: FR8202713A
Authority: FR
Inventors: Svatopluk Mackrle; Vladimir Mackrle; Oldrich Dracka
Original assignee: Agrotechnika NP
Current assignee: Agrotechnika NP
Priority date: 1981-02-23
Filing date: 1982-02-18
Publication date: 1982-08-27
Anticipated expiration: 2002-02-18
Also published as: DE3206302C2; NL8200699A; IT1190694B; FR2500432B1; CS223383B1; DE3206302A1; IT8219784A0

Abstract

A plant is described for the biological clarification of waste waters by biological activation with fluid separation of the activated sludge, in which, in a common activation chamber having a common aeration system, a series of separation chambers for fluid filtration is provided by means of a plurality of partition walls. The plant is characterised by its technically simple design and also by its comparatively low space requirement.

Description

La présente invention concerne une installation pour 1' épuration biologique des eaux résiduaires par activation aérobie avec séparation fluide des boues activées. The present invention relates to an installation for biological purification of waste water by aerobic activation with fluid separation of activated sludge.

L'installation selon l'invention convient pour l'épuration biologique des eaux résiduaires, en particulier pour les fortes et très fortes capacités de production, et également pour une intensification de la production des installations existantes d'épuration des eaux. The installation according to the invention is suitable for the biological purification of waste water, in particular for high and very high production capacities, and also for intensifying the production of existing water purification installations.

Dans l'épuration biologique des eaux résiduaires, on exploite habituellement une activation biologique aérobie, une séparation des boues activées et un retour d'une partie des boues activées séparées à l'activation. Les installations fonctionnant selon ce principe utilisent un système séparé pour l'activation et la séparation ; la séparation est réalisée par sédimentation et les boues activées sont recyclées par pompes. Les inconvénients habituels de ces installations résident dans une grande surface et une grande capacité des récipients de sédimentation séparés avec les frais d'investissement qui en résultent, un équipement exigeant en machines et des dispositifs de distribution compliqués, d'où des frais d'investissement élevés et de fortes exigences en surface du sol. In the biological purification of waste water, aerobic biological activation is usually exploited, a separation of the activated sludge and a return of a portion of the activated sludge separated upon activation. Installations operating on this principle use a separate system for activation and separation; the separation is carried out by sedimentation and the activated sludge is recycled by pumps. The usual drawbacks of these installations reside in a large area and a large capacity of the separate sedimentation vessels with the resulting investment costs, equipment requiring machinery and complicated distribution devices, hence investment costs. high demands on the soil surface.

Pour les installations d'épuration d'eaux résiduaires petites et moyennes, ces installations sont remplacées par d' autres d'une conception plus récente, dans lesquelles la séparation des boues activées est réalisée par filtration fluide et le recyclage des boues activées à l'activation est réalisé par gravité. Ces installations récentes remédient à de nombreux inconvénients des installations de type classique dont il a été question ci-dessus. For small and medium wastewater treatment plants, these plants are replaced by others of a more recent design, in which the separation of activated sludge is carried out by fluid filtration and the recycling of activated sludge to activation is achieved by gravity. These recent installations remedy many of the drawbacks of the conventional type installations which have been discussed above.

Comparativement à des installations classiques de mêmes dimensions ces installations de conception récente arrivent à un plus haut degré d'efficacité en ce que le recyclage autonome par gravité des boues activées simplifie considérablement le réseau de distribution, permet une plus forte concentration des boues activées et ainsi une plus grande capacité de production par unité de volume, et en outre l'espace placé audessus de la chambre d'activation peut être utilisé pour une séparation, de sorte qu'on peut ainsi diminuer considérablement à la fois la surface de sol nécessaire et le volume de l'installation. Compared to conventional installations of the same dimensions, these recently designed installations arrive at a higher degree of efficiency in that the autonomous recycling by gravity of activated sludge considerably simplifies the distribution network, allows a higher concentration of activated sludge and thus a higher production capacity per unit of volume, and in addition the space placed above the activation chamber can be used for separation, so that it can thus considerably decrease both the floor area required and the volume of the installation.

Toutefois, les installations connues de type récent ont un inconvénient : la grandeur de l'installation et de sa construction est limitée. Si, à présent, on exige une plus grande capacité de production, il faut utiliser côte à côte plusieurs installations autonomes de ce type. Lorsqu'on a tenté de parvenir à des économies en exploitant des parties communes pour une série d'unités autonomes, on s'est heurté à de grosses difficultés. Ces difficultés se manifestent en particulier dans le système d'aération, pour lequel l'utilisation d'un système d'aération commun sur plusieurs installations conduit à une instabilité hydrodynamique et également, par conséquent, à des troubles de fonctionnement.L'inconvénient d'une simple agrégation de plusieurs unités autonomes pour l'agrandissement d'une installation d'épuration pèse alors plus lourd que les avantages de ces installations, ce qui conduit à une situation dans laquelle, à présent, et malgré les avantages des conceptions récentes, les grosses installations d'épuration des eaux résiduaires sont construites comme les installations classiques décrites en introduction. However, known installations of recent type have a drawback: the size of the installation and its construction is limited. If, at present, a higher production capacity is required, several independent installations of this type must be used side by side. When trying to achieve savings by operating common areas for a series of self-contained units, great difficulties were encountered. These difficulties are manifested in particular in the aeration system, for which the use of a common aeration system on several installations leads to hydrodynamic instability and also, consequently, to functional disturbances. '' a simple aggregation of several autonomous units for the enlargement of a purification plant then weighs more heavily than the advantages of these installations, which leads to a situation in which, at present, and despite the advantages of recent designs, large wastewater treatment plants are built like the conventional installations described in the introduction.

La présente invention vise en premier lieu à la mise au point d'une installation pour épuration biologique des eaux résiduaires par activation aérobie et séparation fluide des boues activées qui convienne en particulier pour les capacités de production fortes et très fortes et le cas échéant également pour une intensification de la production d'installation d'épuration d'eaux résiduaires existantes, et qui ne présente pas les inconvénients des installations connues et dont il a été question plus haut. The present invention aims firstly at the development of an installation for biological purification of waste water by aerobic activation and fluid separation of activated sludge which is suitable in particular for strong and very strong production capacities and where appropriate also for an intensification of the production of an existing wastewater treatment plant, which does not have the drawbacks of the known installations which have been mentioned above.

La caractéristique de l'installation selon l'invention réside en ce que, dans un récipient à niveau de liquide libre, qui contient une chambre d'activation aérobie commune avec système d'aération commun, on a prévu une série de parois de séparation qui dépassent le niveau de liquide libre et forment les chambres de séparation pour filtration fluide, avec dans chacune de ces chambres de séparation, dans leur partie supé- rieure, une évacuation des eaux épurées, cependant que leur partie inférieure forme un passage pour l'entrée du mélange d'activation. The characteristic of the installation according to the invention resides in that, in a container with a free liquid level, which contains a common aerobic activation chamber with common aeration system, a series of dividing walls is provided which exceed the free liquid level and form the separation chambers for fluid filtration, with in each of these separation chambers, in their upper part, an evacuation of the purified water, while their lower part forms a passage for the inlet of the activation mixture.

Une autre caractéristique réside en ce que, au-dessous de chaque paroi de séparation, on a placé une paroi de séparation inférieure qui forme, avec la partie inférieure de la paroi de séparation, un canal directeur lequel, dans sa partie supérieure, constitue une embouchure d'entrée formée par des orifices dans la chambre d'activation, lequel en outre, dans sa partie inférieure, se transforme en une virole cylindrique qui constitue une embouchure de sortie dans la chambre d'activation conduisant dans la partie inférieure de celle-ci, avec, au-dessus du passage de la paroi de séparation, un collecteur de bulles dont le bord supérieur, en vue verticale, dépasse en hauteur le passage. Another characteristic is that, below each partition wall, a lower partition wall has been placed which, with the lower part of the partition wall, forms a director channel which, in its upper part, constitutes a inlet mouth formed by orifices in the activation chamber, which further, in its lower part, turns into a cylindrical shell which constitutes an outlet mouth in the activation chamber leading into the lower part thereof ci, with, above the passage of the partition wall, a bubble collector whose upper edge, in vertical view, exceeds in height the passage.

Selon une autre caractéristique, l'enveloppe de récipient dépasse les bords supérieurs des parois de séparation et forme, au-dessus du niveau de liquide libre, une chambre des mousses, les parois de séparation étant protégées par des écrans contre l'entrée des mousses au-dessus du niveau de liquide libre. According to another characteristic, the container envelope exceeds the upper edges of the partition walls and forms, above the level of free liquid, a foam chamber, the partition walls being protected by screens against the entry of foam. above the free liquid level.

Une installation d'un récipient sous forme de cylindre vertical est une exécution simple et facile. Installation of a container in the form of a vertical cylinder is simple and easy.

De même il est avantageux - en particulier pour une modernisation d'installations d'épuration existantes -, lorsque le récipient, en vue verticale, possède une forme rectangulaire et que les parois de séparation sont disposées dans le récipient en plusieurs rangées avec, le long de chaque rangée, des parois directrices inclinées dans la chambre d'activation, de prévoir un balayage du niveau de liquide montant par l'air et la formation d'un courant longitudinal dans la chambre d' activation. Likewise, it is advantageous - in particular for modernizing existing purification plants - when the container, in vertical view, has a rectangular shape and the partition walls are arranged in the container in several rows with, along of each row, inclined guide walls in the activation chamber, to provide a sweep of the level of liquid rising by the air and the formation of a longitudinal current in the activation chamber.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après en référence aux figures des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente une installation selon l'invention en section axiale verticale et
- la figure 2 la même installation vue par le dessus.Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the detailed description given below with reference to the figures of the appended drawings in which
FIG. 1 represents an installation according to the invention in vertical axial section and
- Figure 2 the same installation seen from above.

En référence à ces figures, l'installation comporte un récipient cylindrique à axe vertical, constitué d'une envelop pe 1 et d'un fond 1', et dans lequel on a prévu quatre chambres de séparation 2, 2', 2", 2"'. Chacune de ces chambres de séparation est formée par une paroi de séparation 3 qui la limite en raison de sa forme écartée vers le haut, chacune de ces chambres de séparation étant en liaison dans sa partie inférieure ouverte avec la chambre d'activation commune 4, par le passage 5. With reference to these figures, the installation comprises a cylindrical container with a vertical axis, consisting of an envelope pe 1 and a bottom 1 ', and in which four separation chambers 2, 2', 2 "have been provided, 2 "'. Each of these separation chambers is formed by a separation wall 3 which limits it because of its upwardly separated shape, each of these separation chambers being connected in its open lower part with the common activation chamber 4, through passage 5.

Au-dessous de la paroi de séparation 3 on a disposé une paroi de séparation inférieure 6 en forme d'entonnoir qui porte des orifices 17 dans sa partie supérieure et se transforme dans sa partie inférieure en une virole cylindrique 7. Dans chacune des chambres de séparation 2, 2', 2", 2"', on trouve, avec le même axe, un collecteur 8 de bulles, se rétrécissant en forme d'entonnoir et qui est en liaison par l'intermédiaire de la virole cylindrique 9 avec l'espace situé au-dessus du niveau de liquide libre. Chacune des chambres de séparation contient à la hauteur de ce niveau une auge de récolte 10. Below the partition wall 3 there is arranged a lower partition wall 6 in the form of a funnel which carries orifices 17 in its upper part and is transformed in its lower part into a cylindrical shell 7. In each of the chambers separation 2, 2 ', 2 ", 2"', we find, with the same axis, a bubble collector 8, narrowing in the form of a funnel and which is connected via the cylindrical shell 9 with l space above the free liquid level. Each of the separation chambers contains a collection trough 10 at this level.

Les évacuations ll des eaux épurées sortant des auges collectrices incilviduelles 10 conduisent dans le milieu du récipient puis, par l'évacuation commune 12, vers l'extérieur. The discharges ll of the purified water leaving the incilvidual collecting troughs 10 lead into the middle of the container then, via the common discharge 12, to the outside.

L'arrivée 13 des eaux brutes débouche dans la chambre d'activation 4 du récipient. La chambre d'activation 4 possède un système d'aération pneumatique commun, consistant en une source d'air comprimé non représentée, un conduit de distribution 14 et des éléments d'aération 15 reliés à cette source. Les éléments d'aération 15 sont en disposition concentrique par rapport à l'axe de chacune des chambres d'aération 2, 2', 2", 2"'. Dans le fond 1' du récipient, on trouve un conduit de vidange 16. The raw water inlet 13 opens into the activation chamber 4 of the container. The activation chamber 4 has a common pneumatic aeration system, consisting of a source of compressed air not shown, a distribution duct 14 and aeration elements 15 connected to this source. The ventilation elements 15 are in concentric arrangement with respect to the axis of each of the ventilation chambers 2, 2 ', 2 ", 2"'. In the bottom 1 'of the container, there is a drain pipe 16.

L'installation décrite opère de la manière suivante les eaux brutes arrivent par le conduit d'alimentation 13 dans la chambre d'activation 4. Ce11e-ci,# comme on l'a déjà indiqué, est commune pour toute l'installation et est également aérée au moyen du système d'aération commun décrit, apportant l'oxygène nécessaire à l'existence des micro-organisnrrs des boues activées. Mais en même temps qu'il apporte l'oxygène, l'air maintient le mélange d'activation en suspension. Le système d'aération commun permet d'utiliser une seule source d'air comprimé. The installation described operates as follows: the raw water arrives via the supply conduit 13 in the activation chamber 4. This, # as already indicated, is common for the entire installation and is also aerated by means of the common aeration system described, providing the oxygen necessary for the existence of the micro-organizers of the activated sludge. But at the same time as it brings oxygen, the air keeps the activation mixture in suspension. The common ventilation system allows the use of a single source of compressed air.

Le mélange d'activation pénètre de lui-même dans chacune des chambres de séparation 2, 2', 2", 2"', par les orifices 17 de la paroi de séparation inférieure 6. Dans les chambres de séparation, les boues activées sont séparées des eaux épurées, évacuées à la partie supérieure des chambres de séparation par,l'intermédiaire de l'auge de récolte 10. The activation mixture enters itself into each of the separation chambers 2, 2 ', 2 ", 2"', through the orifices 17 of the lower separation wall 6. In the separation chambers, the activated sludge is separated from the purified water, discharged to the upper part of the separation chambers by means of the harvesting trough 10.

Les boues épaissies séparées passent par gravité dans les passages 5 et reviennent par la virole cylindrique 7 dans la chambre d'activation 4. L'excès de boues activées est évacué périodiquement par le conduit de vidange 16 avec arrêt de 1' aération. The separated thickened sludge passes by gravity into the passages 5 and returns via the cylindrical shell 7 into the activation chamber 4. The excess of activated sludge is periodically discharged through the drain pipe 16 with stopping the ventilation.

L'installation selon l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qu'on vient de décrire purement à titre d'exemples. L'installation peut contenir un nombre quelconque de chambres de séparation. Pour un récipient de forme circulaire, leur nombre peut avantageusement être de 3, 7, 19 en particulier. Toutefois, l'installation n'est nullement limitée à une forme circulaire du récipient : des formes rectangulaires ou autres de récipients conviennent également. Ainsi par exemple,une disposition des chambres de séparation décrites dans des récipients d'activation rectangulaires existant dans des installations classiques d'épuration des eaux permettent une intensification du processus d'épuration sans difficultés. The installation according to the invention is not limited to the embodiments which have just been described purely by way of examples. The installation can contain any number of separation chambers. For a container of circular shape, their number can advantageously be 3, 7, 19 in particular. However, the installation is in no way limited to a circular shape of the container: rectangular or other shapes of containers are also suitable. Thus, for example, an arrangement of the separation chambers described in rectangular activation vessels existing in conventional water purification installations allow an intensification of the purification process without difficulties.

Une installation d'un récipient de forme rectangulaire présente des avantages lorsqu'on a prévu les parois de séparation 3 en quelques rangées, et que, pour parvenir au balayage nécessaire du courant de liquide montant par l'air et à la formation de l'écoulement longitudinal dans la chambre d'activation 5, on a disposé des parois directrices inclinées le long de chaque rangée de parois de séparation 3 dans la chambre d'activation 4.An installation of a rectangular container has advantages when the partition walls 3 are provided in a few rows, and that, in order to achieve the necessary sweeping of the flow of liquid rising through the air and the formation of the longitudinal flow in the activation chamber 5, inclined guide walls have been arranged along each row of partition walls 3 in the activation chamber 4.

Un autre mode de réalisation présentant des avantages consiste en celui dans lequel l'enveloppe 1 du récipient dépasse nettement le bord supérieur des parois de séparation 3 et forme ainsi aurdessus du niveau libre une chambre des mousses, les parois de séparation 3 étant protégées au-dessus du niveau de liquide libre par des dispositifs appropriés empêchant une pénétration de la mousse. Another advantageous embodiment consists in that in which the envelope 1 of the container clearly exceeds the upper edge of the partition walls 3 and thus forms a foam chamber above the free level, the partition walls 3 being protected above the free liquid level by suitable devices preventing penetration of the foam.

L'installation selon l'invention présente de nombreux avantages. Comparativement à une exploitation d'une série d'installations autonomes de conception récente avec capacité totale égale, l'installation selon l'invention apporte des économies importantes en ce que, au lieu d'une série de récipients on n'utilise qu'un seul récipient pour la construction duquel il faut beaucoup moins de matériaux et de main d'oeuvre, avec un système d'aération commun, ce qui permet d'utiliser une seule source d'air comprimé, avec un dispositif de distribution beaucoup plus simple que dans le cas d'une série de dispositifs ; de même, on peut renoncer facilement à une isolation thermique.Comparativement à une installation d'épuraration de type classique à même capacité de production, l'installation selon l'invention apporte une capacité de production beaucoup plus forte par unité de surface et de volume, ce qui correspond à une économie de surface du sol et de frais d'investissements. The installation according to the invention has many advantages. Compared to operating a series of autonomous installations of recent design with equal total capacity, the installation according to the invention provides significant savings in that, instead of a series of containers, only one is used. single container for the construction of which much less material and manpower are required, with a common ventilation system, which makes it possible to use a single source of compressed air, with a distribution device much simpler than in the case of a series of devices; Similarly, thermal insulation can easily be dispensed with. Compared to a conventional type purification plant with the same production capacity, the installation according to the invention provides a much higher production capacity per unit of surface area and volume. , which corresponds to savings in floor space and investment costs.

Un autre avantage de l'installation selon l'invention réside dans sa grande souplesse, car avec les mêmes éléments de matériaux de construction, on peut construire des installations de capacités différentes avec des récipients de formes variées. Cela permet entre autres également une intensification de la production d'installation d'épuration existantes de type classique par adjonction d'éléments de construction appropriés dans des récipients existants. L'utilisation d'éléments de matériaux de construction unifiés - des entonnoirs intérieurs - permet la fabrication de ces éléments en grande série et par conséquent la diminution considérable de leur prix de revient. Another advantage of the installation according to the invention lies in its great flexibility, because with the same elements of construction materials, it is possible to construct installations of different capacities with containers of various shapes. This also allows, among other things, an intensification of the production of existing conventional treatment plants by adding suitable construction elements to existing containers. The use of elements of unified building materials - interior funnels - allows the production of these elements in large series and consequently the considerable reduction in their cost price.

Claims

1. Installation for the biological purification of waste water by aerobic activation and fluid separation of activated sludge, characterized in that, in a container with a free liquid level, which contains a common aerobic activation chamber (4) with system d 'common ventilation, several separation walls (3) are provided which exceed the level of free liquid and form separation chambers (2, 2', 2 ", 2" ') for fluid separation, with, in each of these separation chambers (2, 2 ', 2 ", 2"'), in their upper part, an evacuation (11) of the purified water, while their lower part forms a passage (5) for the entry of the mixture of activation.

2. Installation according to claim 1, characterized in that, above each of the partition walls (2, 2 ', 2 ", 2"'), a lower partition wall (6) is provided, which forms with the lower part of the partition wall a direction channel which, in its upper part, forms an inlet mouth constituted by orifices (17) in the activation chamber (4) and is transformed in the lower part into a cylindrical shell (7) which constitutes an outlet mouth in the activation chamber (4), leading into the lower part thereof, with, above the passage (5) a collector (8) of bubbles whose lower edge , in vertical view, exceeds in height the passage (5).

3. Installation according to claim 1, characterized in that the envelope (1) of the container exceeds in height the upper edges of the separation walls (3) and forms above the level of free liquid a foam chamber, the separation walls (3) carrying, above the free liquid level, screens which prevent the penetration of the foam.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the container has the shape of a vertical cylinder.

5. Installation according to claim 1, characterized in that the container, in vertical view, has the shape of a rectangle and in that the partition walls are arranged in the container in several rows with, along each row in the activation chamber (4), inclined directri ce walls for a sweep of the current of liquid rising by the air and For the formation of a longitudinal flow in the activation chamber (4).