FR2518523A1 - Bacterial liquid treatment process - uses multistage impregnated porous beds spaced to allow gas absorption between stages - Google Patents

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Abstract

A method for the biological treatment of liquids comprises the use of a series of beds of open porous materials, e.g. polyether foam, impregnated with bacteria, through which the liquid is allowed to trickle under gravity. A series of such slabs placed one above the other is used, with the vertical space between slabs sufficient to enable the liquid droplets to absorb air, or gas, to compensate for that consumed in the bacterial action in the slab above. Used for the conversion of ammoniacal liquors to nitrates using autotrophic bacteria.

Description

Procédé et dispositif de traitement bactérien d'un liquide. Dans des domaines toujours plus nombreux d'utilisation de l'eau, il devient nécessaire de procéder à son épuration tant mécanique (élimination de particules en suspension), que chimique (élimination ou transformation des matières dissoutes.Method and device for bacterial treatment of a liquid. In ever more numerous fields of water use, it becomes necessary to carry out its purification both mechanical (elimination of suspended particles), and chemical (elimination or transformation of dissolved matter.

Dans ce cadre, on appelle filtration biologique ou plus exactement nitrification,l'oxydation biologique de l'ammoniac (NH4+, NH3) en nitrite (N02-) puis en nitrate (N03-) par des bactéries autotrophes. Elle est précédée de l'ammonification des composés organiques azotés par des bactéries hétérotrophes. In this context, biological filtration, or more precisely nitrification, is the biological oxidation of ammonia (NH4 +, NH3) to nitrite (N02-) then to nitrate (N03-) by autotrophic bacteria. It is preceded by the ammonification of nitrogenous organic compounds by heterotrophic bacteria.

Fixées sur un substrat, les bactéries entrent en contact avec les métabolites dissouts (NH4+, N02 et 02) soit par immersion du substrat dans un flux ascendant (up-flow) ou descendant (down-flow), par ruissellement de l'influent sur le substrat (percolation, "trickling-filter"), par fluidisation du substrat dans un flux ascendant (lit fluidisé) ou dans une cuve à décantation. Ce sont les bactéries autotrophes qui réalisent la nitrification avec le rendement le plus élevé et surtout nitrosomonas, responsable de la première étape (N-NH3- N-N02) et nitrobacter, agent actif de la deuxième phase (N-N02 - N-N03). Fixed on a substrate, the bacteria come into contact with the dissolved metabolites (NH4 +, N02 and 02) either by immersion of the substrate in an ascending (up-flow) or descending (down-flow) flow, by trickling of the influent on the substrate (percolation, "trickling-filter"), by fluidization of the substrate in an upward flow (fluidized bed) or in a settling tank. It is the autotrophic bacteria which carry out the nitrification with the highest yield and especially nitrosomonas, responsible for the first stage (N-NH3- N-N02) and nitrobacter, active agent of the second phase (N-N02 - N-N03 ).

Même présentes dans le liquide, les bactéries n' exer- cent leur activité que fixées sur un substrat. Even when present in the liquid, bacteria exert their activity only when fixed on a substrate.

L'examen des équations globales du métabolisme des souches utilisées permet d'établir que la nitrification d'un gramme de N-NH3 consomme 4,25g d'02, ce qui explique que le manque d'02 pour la respiration des bactéries peut entraîner une inversion partielle de la nitrification. Il se produit en outre, 0,1425 g d'ions H+ (acidification) et 0,15 g de cellules de nitrosomonas, ainsi que 0,025 g de cellules de nitrobacter. Tout ou partie du substrat peut être naturel ou synthétique et avoir une action propre sur le maintien des propriétés physico-chimiques de l'eau (PPl, dureté, réserve alcaline... par exemple). Examination of the global equations of the metabolism of the strains used makes it possible to establish that the nitrification of a gram of N-NH3 consumes 4.25 g of O2, which explains why the lack of O2 for the respiration of bacteria can cause partial reversal of nitrification. In addition, 0.1425 g of H + ions (acidification) and 0.15 g of nitrosomonas cells, as well as 0.025 g of nitrobacter cells, are produced. All or part of the substrate can be natural or synthetic and have its own action on maintaining the physico-chemical properties of water (PPl, hardness, alkaline reserve, for example).

La granulométrie ou porosité du substrat est un facteur important, une granulométrie fine augmente la surface disponible pour la fixation des bactéries, mais entrain un risque accru de colmatage.  The granulometry or porosity of the substrate is an important factor, a fine granulometry increases the surface available for the attachment of bacteria, but leads to an increased risk of clogging.

Enfin, certaines caractéristiques de l'eau influent sur la filtration biologique. Aérobies, les bactéries de la nitrification doivent disposer d'oxygène à volonté pour développer leur activité. Finally, certain characteristics of the water influence biological filtration. Aerobic bacteria of nitrification must have oxygen at will to develop their activity.

L'oxydation de NH3 libère des ions H+ et les variations du PH influent sur la dissociation et la nocivité de I'ammo- niac et des nitrites. Oxidation of NH3 releases H + ions and variations in PH affect the dissociation and harmfulness of ammonia and nitrites.

La capacité d'un filtre étant proportionnelle à la surface disponible donc au volume de substrat, pour une capacité donnée de filtration, on a été amené à prévoir des épaisseurs relativement importantes de substrat pouvant aller jusqu'à plusieurs mètres. The capacity of a filter being proportional to the surface available therefore to the volume of substrate, for a given filtration capacity, it has been necessary to provide relatively large thicknesses of substrate which can range up to several meters.

Or, on constate qu'au cours de son passage travers le substrat, les dix à quinze premiers centimètrkes sont le siège de 60 de l'activité bactérienne. En effet1 au-delà, le taux d'oxygene diminue, donc l'activité bactérienne et par conséquent, la capacité de nitrification. De plus, les filtres épais présentent des inconvénients graves pour leur nettoyage, leur entretien, notamment en cas de colmatage, ou de développement de métabolites anaérobies qui "tuent" le filtre (présence de (NH4)2S toxique). En outre, puisque seuls les dix à quinze premiers centimètres sont réellement efficaces, le rendement total des filtres classiques d'épaisseur importante est relativement faible.En consequencé; le traitement d'un débit d'eau important, vite atteint en aquaculture#industriel- le, implique des bassins à encombrementtrès important. I1 en résulte des travaux de génie civil conséquents, entraînant une immobilisation de capitaux dont l'amortissement est loin d'être négligeable sur le prix de revient du kilogramme produit. However, we note that during its passage through the substrate, the first ten to fifteen centimeters are the seat of 60 of bacterial activity. Indeed1 beyond, the oxygen level decreases, therefore the bacterial activity and consequently, the capacity of nitrification. In addition, thick filters have serious drawbacks for their cleaning and maintenance, especially in the event of clogging, or the development of anaerobic metabolites which "kill" the filter (presence of toxic (NH4) 2S). In addition, since only the first ten to fifteen centimeters are really effective, the total efficiency of conventional filters of large thickness is relatively low. the treatment of a significant flow of water, quickly achieved in industrial # aquaculture, involves tanks with very large dimensions. This results in substantial civil works, resulting in capital immobilization, the depreciation of which is far from negligible on the cost price of the kilogram produced.

La présente invention entend remédier à ces inconvénients, en proposant un nouveau type de filtre biologique et un nouveau procédé de traitement bactérien de l'eau de l'aquaculture. The present invention intends to remedy these drawbacks by proposing a new type of biological filter and a new method for the bacterial treatment of aquaculture water.

Ce nouveau filtre est d'une efficacité cinq six fois supérieure par litre de substrat à celle des filtres connus à ce jour. De plus, sa conception permet de réduire considérablement la surface au sol nécessaire à une unité de traitement, et par# là même, les immobilisations financières résultantes. Elle autorise enfin, un entretien beaucoup plus aisé, ne nécessitant pas l'arrêt de l'installation ni des dispositions annexes coûteuses.This new filter is five to six times more effective per liter of substrate than that of filters known to date. In addition, its design makes it possible to considerably reduce the floor space required for a processing unit, and # # thereby, the resulting financial fixed assets. Finally, it allows for much easier maintenance, which does not require stopping the installation or costly additional provisions.

A cet effet, l'invention a donc pour premier objet, un dispositif de filtration biologique d'un liquide, constitué par un substrat permettant la fixation d'au moins une colonie de bactéries appropriées à dégrader les matières dissoutes dans ledit liquide qui traverse le filtre par percolation. For this purpose, the invention therefore has for first object, a device for biological filtration of a liquid, constituted by a substrate allowing the fixing of at least one colony of bacteria suitable for degrading the matters dissolved in said liquid which crosses the percolation filter.

Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, ledit substrat est divisé en une pluralité de couches superposées dont chacune possède une épaisseur correspondant à une activité bactérienne consommant une quantité partielle de gaz dissous dans le liquide la traversant, de sorte que la concentration en gaz dans le liquide reste proche de la saturation et est séparée des couches adjacentes par une couche de gaz dont l'épaisseur est déterminée de manière à ménager au liquide traversant cette couche de gaz par percolation, un temps de contact avec ledit gaz, suffisant pour qu'une quantité de- ce gaz, au moins égale à celle consommée par l'activité bactérienne dans la couche de substrat précédemment traversée, soit dissoute dans le liquide. According to one of the main characteristics of the invention, said substrate is divided into a plurality of superimposed layers, each of which has a thickness corresponding to a bacterial activity consuming a partial amount of gas dissolved in the liquid passing through it, so that the concentration in gas in the liquid remains close to saturation and is separated from the adjacent layers by a layer of gas whose thickness is determined so as to allow the liquid passing through this layer of gas by percolation, a contact time with said gas, sufficient so that a quantity of this gas, at least equal to that consumed by the bacterial activity in the layer of substrate previously traversed, is dissolved in the liquid.

Dans un mode de réalisation type; chaque couche de substrat est d'une épaisseur comprise entre 10 et 20 centimètres et ést individuellement amovible. Les couches sont séparées par un espace de 10 centimètres de gaz. Le substrat est une mousse souple de polyéther réticulé à pores ouverts à 30 PPI. In a typical embodiment; each layer of substrate is between 10 and 20 cm thick and is individually removable. The layers are separated by a space of 10 centimeters of gas. The substrate is a flexible open pore crosslinked polyether foam at 30 PPI.

Il sera avantageux de prévoir sur la couche supérieure, la mise en place d'un filtre mécanique amovible. Il est également indiqué de prévoir sous la couche inférieure, l'adjonction de une ou plusieurs couches de substrats différents naturels ou synthétiques, choisis pour leur capacité à reconstituer les caractéristiques physico-chimiques de l'eau traitée (PH, dureté, réserve alcaline, température, etc...).  It will be advantageous to provide on the upper layer, the installation of a removable mechanical filter. It is also advisable to provide under the lower layer, the addition of one or more layers of different natural or synthetic substrates, chosen for their ability to reconstitute the physico-chemical characteristics of the treated water (PH, hardness, alkaline reserve, temperature, etc ...).

On voit que la mise en oeuvre d'un tel dispositif est en réalité un procédé de traitement biologique ou biochimique, objet second de la présente invention qui se caractérise par le fait que l'on provoque un écoulement divisé du liquide au travers d'une pluralité alternée de couches de substrat poreux de fixation de bactéries appropriées à dégrader les matières dissoutes dans le liquide et de couches gazeuses contenant pour chacune d'elles, l'élément chimique consommé lors de l'activité bactérienne siègeant dans la couche de substrat situé mmêdiatement en amont par rapport à la direction de flux du liquide. It can be seen that the implementation of such a device is actually a biological or biochemical treatment process, a second object of the present invention which is characterized by the fact that a divided flow of the liquid is caused through a alternating plurality of layers of porous substrate for fixing bacteria suitable for degrading the matters dissolved in the liquid and of gaseous layers containing for each of them, the chemical element consumed during the bacterial activity sitting in the layer of substrate located immediately upstream with respect to the direction of flow of the liquid.

La division du flux separ percolation à travers des substrats synthétiques ou naturels de porosité contrôlée et réticulée. The division of the flow separ percolation through synthetic or natural substrates of controlled and crosslinked porosity.

L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple indicatif et non limitatif, qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. The invention will be better understood during the description given below by way of indicative and non-limiting example, which will make it possible to identify the advantages and the secondary characteristics thereof.

Il sera fait référence aux dessins annexés dans le#squels
- La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un filtre selon l'invention,
- La figure 2 est la vue schématique en plan d'une batterie de filtres selon l'invention.
Reference will be made to the accompanying drawings in # squels
FIG. 1 is a schematic sectional view of a filter according to the invention,
- Figure 2 is the schematic plan view of a filter bank according to the invention.

En se reportant à ces figures, -on voit qu'un filtre 1 selon l'invention, est constitué par une pluralité de couches superposées 2 de substrat de fixation d'une colonie de bactéries appropriées à la dégradation des matières dissoutes dans le liquide à épurer. Chacune de ces couches 2 est constituée par un matelas de mousse d'une matière plastique réticulée à porosité adéquate et à coefficient de vide adapté, disposé sur un support 3 en forme de sommier. Chacun de ces sommiers repose de manière amovible sur des barres transversales de support 4, elles-mêmes maintenues à un écartement vertical fixe déterminé les unes des autres par une structure de soutien 5. Le support 4 et la structure 5 peuvent être de toute nature adaptés au soutien de manière fixe ou amovible, voire en autorisant un réglage de l'écartement vertical des substrats de fixation. Referring to these figures, it can be seen that a filter 1 according to the invention consists of a plurality of superimposed layers 2 of substrate for fixing a colony of bacteria suitable for the degradation of materials dissolved in the liquid to be purify. Each of these layers 2 is constituted by a foam mattress of a crosslinked plastic material with adequate porosity and suitable vacuum coefficient, arranged on a support 3 in the form of a box spring. Each of these bed bases removably rests on transverse support bars 4, themselves maintained at a fixed vertical spacing determined from each other by a support structure 5. The support 4 and the structure 5 can be of any kind suitable supporting fixedly or removably, or even allowing adjustment of the vertical spacing of the fixing substrates.

Sous cet empilage de "matelas" 4, on a ménagé un bassin 6 de recueillement du liquide, prévu de manière connue, de moyens pour l'extraction de ce liquide, voire de recyclage. Under this stack of "mattresses" 4, a basin 6 for collecting the liquid, provided in known manner, has been provided with means for extracting this liquid, or even recycling.

Ces moyens, non représentés, appartiennent à la technique connue de filtration.  These means, not shown, belong to the known filtration technique.

Il n'est pas représenté non plus sur cette figure, la ou les couches oe substrat supplémentaires, situées sur lesdits matelas ou intercalées entre eux, capables du fait de leur composition synthétique ou naturelle, de reconstituer les caractéristiques physico-chimiques de l'eau traitée (PH, dureté...)
Enfin, au-dessus desdits matelas, on a installé des dispositifs 7, de distribution en pluie du liquide à traiter. Ces dispositifs pouvant être du type rampes, tourniquets ou tout autre, de nature à répartir uniformément le fluide à traiter sur le premier plateau (matelas). Ainsi, le flux du liquide à filtrer est divisé et circule par percolation au travers des couches 2 et des espaces gazeux intermédiaires de reconstitution.On remarquera que sur la figure 1, les couches de substrat 2 sont au nombre de 6,
Cette figure illustre un demi-module de base du filtre selon l'invention, comportant six séries de couches superposées entre deux structures de soutien. Selon les besoins à traiter, on pourra utiliser-des modules complets-comportant douze couches de substrat en nombre approprié.
It is not shown either in this figure, the layer or layers or additional substrate, located on said mattresses or interposed between them, capable of due to their synthetic or natural composition, to reconstitute the physico-chemical characteristics of the water. treated (PH, hardness ...)
Finally, above said mattresses, devices 7 have been installed, for rain distribution of the liquid to be treated. These devices can be of the ramps, turnstiles or any other type, so as to uniformly distribute the fluid to be treated on the first tray (mattress). Thus, the flow of liquid to be filtered is divided and circulates by percolation through layers 2 and intermediate gas spaces for reconstitution. Note that in FIG. 1, there are 6 layers of substrate 2,
This figure illustrates a basic half-module of the filter according to the invention, comprising six series of layers superimposed between two support structures. Depending on the needs to be treated, complete modules can be used comprising twelve layers of substrate in an appropriate number.

L'installation complète est constituée de plusieurs modules complets disposés cote à côte, l'ensemble étant alimenté par les dispositifs 7 prolongés sur l'ensemble des modules, tandis qu'un bassin 6 est aménagé sous la totalité des modules susdits. La figure 2 illustre schématiquement par une vue en plan, une telle disposition. On retrouve sur cette figure, les éléments déjà -décrits avec les mêmes références. The complete installation consists of several complete modules arranged side by side, the assembly being supplied by the devices 7 extended over all of the modules, while a basin 6 is arranged under all of the above modules. Figure 2 illustrates schematically in a plan view, such an arrangement. We find in this figure, the elements already described with the same references.

On voit par ce qui précède, que la construction d'une installation de filtration conforme à l'invention, est très simple donc de coût extrêmement bas. It can be seen from the above that the construction of a filtration installation in accordance with the invention is very simple, therefore of extremely low cost.

En outre, elle permet d'être très évolutive. On peut en effet disposer sur un bassin 6 prévu pour une capacité donnée maximale, un nombre de modules adaptés à un débit donné, inférieur certes à cette capacité et susceptible d'être modifié en fonction de la variation de ces besoins. In addition, it allows you to be very scalable. It is indeed possible to have on a basin 6 provided for a given maximum capacity, a number of modules adapted to a given flow rate, certainly lower than this capacity and capable of being modified as a function of the variation in these needs.

Il est prudent, pour des raisons san taires, de prévoir plusieurs unités de cinq ou dix modules complets, plutôt qu'une seule unité très importante. Les bassins de recueillement ainsi que leur système d'alimentation et de reprise, non décrits ici et étant bien connus dans les règles de l'art, seront maintenus séparés et alimenteront des unités d'élevage différentes de manière à éviter la dissémination des épizooties éventuelles. Par ailleurs, l'entretien de ce filtre est extrêmement aisé. En effet, les matelas 2 et leur sommier sont très facilement#accessibles, amovibles. It is prudent, for health reasons, to plan several units of five or ten complete modules, rather than one very large unit. The collection basins and their feeding and recovery system, not described here and being well known in the art, will be kept separate and will feed different breeding units so as to avoid the spread of possible epizootics . In addition, the maintenance of this filter is extremely easy. Indeed, the mattresses 2 and their box spring are very easily # accessible, removable.

On peut donc procéder à leur retrait facilement et à leur nettoyage à l'extérieué du filtre. Ainsi, on peut retirer successivement chacune des couches à intervalles de temps réguliers et la remplacer par une couche propre. La couche 2a qui vient d'être nettoyée peut avantageusement être stockée sur un support Sa, au-dessus du fond du bassin, mais écartée de celui-ci pour permettre la circulation de l'eau, et se repeupler en bactéries en attendant le remplacement de la couche suivante.Le filtre peut de cette manière, fonctionner en continu avec un équipement de réserve réduit,
La mise en route du filtre se fera par ensemencement des bactéries appropriées, lesquelles bactéries seront nourries et multipliées en leur fournissant par addition, suivant une méthode appropriée, de manière à ne pas dépasser le taux-de concentration d'auto-inhibition, les métabolites (NH3 N02), dans le liquide de percolation. En vérifiant que NH3 et 102 sont bien transformés, on augmente progressivement la quantité de mêtabolites ajoutées, jusqu a obtenir la capacité de traitement désirée du filtre. La population étant alors constituée, on peut lui donner à traiter l'eau d'une pisciculture ou station d'épuration à traiter.Dans le cas de variations importantes de charges dans les métabolites à traiter, il peut être intéressant de compenser une diminution de ceux- ci par une addition correspondante de métabolites, de manière à maintenir en vie la population bactérienne.
We can therefore easily remove them and clean them outside the filter. Thus, each of the layers can be successively removed at regular time intervals and replaced with a clean layer. The layer 2a which has just been cleaned can advantageously be stored on a support Sa, above the bottom of the basin, but spaced from it to allow the circulation of water, and repopulate with bacteria while awaiting replacement. of the next layer. The filter can thus operate continuously with reduced reserve equipment,
The filter will be started by seeding the appropriate bacteria, which bacteria will be nourished and multiplied by providing them by addition, according to an appropriate method, so as not to exceed the concentration-rate of auto-inhibition, the metabolites (NH3 N02), in the percolation liquid. By checking that NH3 and 102 are well transformed, the quantity of added metabolites is gradually increased, until the desired treatment capacity of the filter is obtained. The population being then constituted, it can be given to treat the water of a fish farm or treatment plant to be treated. In the case of significant variations in loads in the metabolites to be treated, it may be advantageous to compensate for a reduction in these by a corresponding addition of metabolites, so as to keep the bacterial population alive.

Enfin, il sera intéressant de pourvoir le matelas 2 supérieur de chaque module, d'un filtre mécanique 8, destiné à retenir les particules en suspension dans le liquid#e. Ce filtre pouvant être constitué par une feuille de fibre non tissée perméable, sera aisément retiré pour être fréquemment lavé. Finally, it will be interesting to provide the upper mattress 2 of each module, with a mechanical filter 8, intended to retain the particles in suspension in the liquid # e. This filter, which may consist of a sheet of permeable nonwoven fiber, will be easily removed for frequent washing.

Outre ces avantages de construction, le filtre modulaire selon l'invention présente un grand intérêt du point de vue du rendement. En effet, on s'est rendu compte dans les filtres classiques, que plus de 60 de l'activité-bactérienne avaient leur siège dans les dix à vingt premiers centimètres d'épaisseur du substrat rencontre par le liquide. In addition to these construction advantages, the modular filter according to the invention is of great interest from the point of view of efficiency. Indeed, we realized in conventional filters, that more than 60 of the bacterial activity had their seat in the first ten to twenty centimeters of thickness of the substrate encountered by the liquid.

Au-delà, cette activité diminue par le manque de comburant, c'est-à-dire de gaz dissoust dans le liquide et consommé par les bactéries dans leur activité de dégradation. Le filtre de l'invention prenant en compte cette constatation, ne met en oeuvre que des couches de substrat, suffisamment minces pour que la concentration en comburant dissout à -la sortie du substrat, restant proche de la saturation, permette ainsi le développement d'une activité bactérienne optimale. Puis, entre chaque couche, il est ménagé un espace rempli de gaz ambiant d'épaisseur (E) que le liquide traverse en un flux trè#s divisé (du fait de son admission par percolation). Cette division favorise l'échange entre le liquide et le gaz et la reconstitution du taux de saturation de comburant dans le liquide. Beyond this, this activity decreases by the lack of oxidizer, that is to say of gas dissolved in the liquid and consumed by the bacteria in their degradation activity. The filter of the invention taking this observation into account, only uses layers of substrate, thin enough for the concentration of oxidant dissolved at the outlet of the substrate, remaining close to saturation, thus allowing the development of optimal bacterial activity. Then, between each layer, a space is filled with ambient gas of thickness (E) which the liquid crosses in a very divided flow (due to its admission by percolation). This division promotes the exchange between the liquid and the gas and the reconstitution of the saturation rate of oxidant in the liquid.

Ainsi, si ce gaz comporte l'élément gazeux consommé sous forme dissoute par les bactéries de la couche précédente, le liquide pourra se recharger en cet élément lors de son passage dans la couche gazeuse. L'épaisseur (E) de' la couche sera déterminée en fonction du temps d'échange nécessaire au liquide pour dissoudre une quantité de gaz, au moins égale à celle consommée dans la couche précédente. Le liquide arrivant dans la couche suivante, assure les conditions optimales pour que dans cette couche, l'activité bactérienne soit à nouveau la plus intense possible. Ii s'ensuit une augmentation considérable du rendement de l'installation qui permet d'économiser une place importante par rapport aux constructions de filtres connues. En effet, pour un même substrat, l'invention assure un rendement six fois plus élevé en terme de g N-IH3 transformé par litre de substrat et par jour par rapport aux filtres connus (1,6 à 1,8 g par litre et par jour contre 0,3g par jour et par litre maximum) En d'autres termes, pour l'obtention de résultats identiques, l'invention est environ treize fois moins encombrante qu'un filtre connu (par exemple à flux ascendant avec comme substrat des anneaux de loch3. Econoniquement parlant le coût du génie civil est quinze à vingt fois inférieur et le coût du substrat cinq fois inférieur. Thus, if this gas comprises the gaseous element consumed in dissolved form by the bacteria of the previous layer, the liquid can be recharged in this element during its passage through the gaseous layer. The thickness (E) of the layer will be determined as a function of the exchange time necessary for the liquid to dissolve an amount of gas, at least equal to that consumed in the previous layer. The liquid arriving in the next layer, ensures the optimal conditions so that in this layer, the bacterial activity is again as intense as possible. Ii follows a considerable increase in the efficiency of the installation which saves a significant space compared to known filter constructions. Indeed, for the same substrate, the invention provides a yield six times higher in terms of g N-IH3 transformed per liter of substrate and per day compared to known filters (1.6 to 1.8 g per liter and per day against 0.3g per day and per liter maximum) In other words, to obtain identical results, the invention is approximately thirteen times less bulky than a known filter (for example with upward flow with as substrate log rings 3. Economically speaking, the cost of civil engineering is fifteen to twenty times lower and the cost of the substrate five times lower.

Dans le cas représenté, le gaz en question est de l'air car généralement, le traitement des eaux implique des bactéries consommatrices oxygène (aérobies). On peut cependant facilement mettre en oeuvre l'invention dans une atmosphère gazeuse différente adaptée à la spécificité .des colonies de bactéries utilisées et à la nature du liquide filtré. Il suffit pour cela, d'enfermer les modules du filtre dans une enceinte remplie de cette atmosphère (application possible : élimination de traces d'hydrocarbure résultant de pollution accidentelle). In the case shown, the gas in question is air because generally, water treatment involves oxygen-consuming bacteria (aerobic). However, the invention can easily be implemented in a different gaseous atmosphere adapted to the specificity of the colonies of bacteria used and to the nature of the filtered liquid. For this, it is sufficient to enclose the filter modules in an enclosure filled with this atmosphere (possible application: elimination of traces of hydrocarbon resulting from accidental pollution).

Il faut remarquer que l'ensemble dudit filtre peut être enfermé dans cette enceinte étanche ou# opaque de manière à tenir compte de l'étiologie des bactéries utilisées si celles-ci ont un comportement photophobe, par exemple. It should be noted that the whole of said filter can be enclosed in this sealed or # opaque enclosure so as to take account of the etiology of the bacteria used if they have a photophobic behavior, for example.

On voit que l'invention peut se généraliser en un procédé de traitement biologique ou biochimique selon lequel on fait passer un liquide en flux divisé au travers d'une pluralité de couches minces de substrat de fixation d'une ou plusieurs colonies de bactéries, alternées avec des couches gazeuses contenant le ou les éléments consommés par l'activité bactérienne des couches précédentes afin de recharger le liquide par dissolution avant qu'il n'atteigne la couche de substrat suivante. It can be seen that the invention can be generalized into a biological or biochemical treatment method according to which a liquid in divided flow is passed through a plurality of thin layers of substrate for fixing one or more colonies of bacteria, alternating with gaseous layers containing the element or elements consumed by the bacterial activity of the previous layers in order to recharge the liquid by dissolution before it reaches the next substrate layer.

L'invention n'est pas limitée à la description qui vient d'en être donnée, mais couvre au contraire, toutes les variantes qui peuvent lui être apportées, sans sortir de son cadre ni et de son esprit. Elle trouve une application intéressante dans le domaine du traitement des eaux et plus particulièrement des eaux de recyclage d'une installation d'aquaculture. Ainsi, sous forme minia turisée, l'invention permet de renouveler complètement la philoso- phie du traitement des eaux d'aquariums d'eau de mer ou d'eau douce, reprenant sous une forme- nettement#plus efficace les problèmes de filtration biologique et de maintien de qualité du milieu. The invention is not limited to the description which has just been given, but on the contrary covers all the variants which may be made to it, without departing from its scope or from its spirit. It finds an interesting application in the field of water treatment and more particularly of recycling water from an aquaculture installation. Thus, in miniaturized form, the invention makes it possible to completely renew the philosophy of the treatment of the waters of aquariums of sea water or fresh water, taking up in a clearly # more effective form the problems of biological filtration. and maintaining the quality of the environment.

Une variante importante de l'invention est donc représentée par l'utilisation de couches alternées de substrat et de gaz, précédées d'une feuille de filtration mécanique et suivies d'une ou plusieurs couches de matériaux divers destinés à assurer le maintien des paramètres souhaitables pour la vie des espèces aquatiques cultivées.  An important variant of the invention is therefore represented by the use of alternating layers of substrate and gas, preceded by a mechanical filtration sheet and followed by one or more layers of various materials intended to maintain the desired parameters. for the life of cultivated aquatic species.

Claims (9)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de filtration biologique d'un liquide, constitué par un substrat de fixation d'au moins une colonie de bactéries appropriées à dégrader les matières dissoutes dans ledit liquide qui traverse le filtre par percolation, caractérisé en ce que ledit substrat est divisé en une pluralité de couches (2) superposées, dont chacune possède une épaisseur correspondant à une consommation partielle du gaz dissout à saturation dans le liquide la traversant et est séparée des couches adjacentes par une couche de gaz dont l'épaisseur (E) est déterminée de manière à ménager au liquide traversant cette couche de gaz par percola- tion, un temps de contact avec ledit gaz suffisant pour qu'une quantité de ce gaz, au moins égale à celle consommée par l'activité bactérienne dans la couche de substrat (2) précédemment traversée, soit dissoute dans le liquide.1. A device for biological filtration of a liquid, consisting of a substrate for fixing at least one colony of bacteria suitable for degrading the materials dissolved in said liquid which passes through the filter by percolation, characterized in that said substrate is divided into a plurality of superimposed layers (2), each of which has a thickness corresponding to a partial consumption of the gas dissolved at saturation in the liquid passing through it and is separated from the adjacent layers by a layer of gas the thickness (E) of which is determined by so as to allow the liquid passing through this layer of gas by percolation, a contact time with said gas sufficient for a quantity of this gas, at least equal to that consumed by the bacterial activity in the layer of substrate (2 ) previously crossed, or dissolved in the liquid. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque couche de substrat est d'une épaisseur comprise entre 10 et 20 centimètres tandis que les couches de gaz ont une épaisseur de 10 centimètres environ.2. Device according to claim 1, characterized in that each substrate layer is of a thickness between 10 and 20 centimeters while the gas layers have a thickness of approximately 10 centimeters. 3. Dispositif selon-l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat est une matière synthétique réticulée à pores ouverts de dimensions appropriées à la charge hydraulique et à l'activité bactérienne souhaitée.3. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate is a cross-linked synthetic material with open pores of dimensions appropriate to the hydraulic head and to the desired bacterial activity. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le substrat est une mousse de polyéther réticulé å pores ouverts à 30 PPI.4. Device according to claim 3, characterized in that the substrate is a cross-linked polyether foam with open pores at 30 PPI. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque couche de substrat est individuellement amovible.5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that each substrate layer is individually removable. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (2) supérieure de substrat est recouverte sur sa partie supérieure d'un filtre mécanique amovible (8). 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the upper layer (2) of substrate is covered on its upper part with a removable mechanical filter (8). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sous la couche inférieure de substrat se trouve une ou plusieurs couches de substrat naturel ou synthétique, destinées à restaurer les propriétés physico-chimiques du liquide (PH, dureté, réserve alcaline...) éventuellement altéré par l'action bactérienne.7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that under the lower substrate layer is one or more layers of natural or synthetic substrate, intended to restore the physico-chemical properties of the liquid (PH, hardness, reserve alkaline ...) possibly altered by bacterial action. 8. Procédé de filtration biologique d'un liquide, caractérisé en ce que l'on provoque un écoulement divisé du liquide au travers d'une pluralité alternée des couches d'un substrat poreux de fixation de bactéries appropriées à dégrader les matières dissoutes dans le liquide et de couches gazeuses (E) contenant pour chacune d'elles, l'élément chimique consommé lors de l'activité bactérienne siègeant dans la couche de substrat située immédiatement en amont par rapport à la direction du flux de liquide. 8. A method of biological filtration of a liquid, characterized in that a divided flow of the liquid is caused through an alternating plurality of layers of a porous substrate for fixing bacteria suitable for degrading the materials dissolved in the liquid and gaseous layers (E) containing for each of them, the chemical element consumed during the bacterial activity sitting in the layer of substrate located immediately upstream with respect to the direction of the flow of liquid. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la division du flux est réalisée par percolation ou#asper- sion. 9. Method according to claim 8, characterized in that the division of the flow is carried out by percolation or # spraying.
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