FR2585696A1 - Apparatus for the anaerobic treatment of waste water - Google Patents

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Abstract

Apparatus for the treatment of waste water using anaerobic microorganisms immobilised on supports, consisting of a closed vertical vessel comprising a rotating central shaft, equipped at its base with means for the entry of the waste water to be treated and in its upper part with means for the exit of the treated water and the discharge of the fermentation gases produced, characterised in that the vessel comprises a superposition of supports for the anaerobic microorganisms, some 2 being driven in a rotational motion, the others 3 being stationary. The superposition of the supports is advantageously alternating, a support driven in a rotational motion being superposed on a stationary support. The supports have a surface with concavity preferably pointing towards the lower part of the apparatus.

Description

La présente invention concerne un appareil pour le traitement d'eaux résiduaires, en particulier septiques, par des micro-organismes anaérobies fixés sur des supports. The present invention relates to an apparatus for the treatment of wastewater, in particular septic, by anaerobic microorganisms attached to supports.

L'invention s'applique au traitement anaérobie d'effluents ayant des débits peu importants, par exemple aux effluents des industries agro-alimentaires à faibles débits saisonniers et plus particulièrement aux effluents domestiques ou de collectivités. The invention applies to the anaerobic treatment of effluents with low flow rates, for example effluents of agro-food industries with low seasonal flow rates and more particularly to domestic or community effluents.

Il est connu depuis longtemps en assainissement autonome de traiter les effluents dans des fosses septiques ou des fosses "toutes eaux" avec évacuation dans le sol où se poursuit l'épuration, les fosses septiques n'étant pas suffisamment performantes pour autoriser un rejet direct de la liqueur traitée dans les exutoires naturels, rivières, fossés, etc... et en particulier ne réduisant pas de façon correcte la fraction soluble de la pollution. It has long been known in autonomous sanitation to treat effluents in septic tanks or pits "all waters" with evacuation in the soil where the purification continues, septic tanks not being sufficiently powerful to allow a direct rejection of liquor treated in natural outlets, rivers, ditches, etc ... and in particular does not properly reduce the soluble fraction of pollution.

Pour améliorer l'efficacité des fosses septiques ou des fosses toutes eaux, il a déjà été proposé de leur adjoindre un appareil de traitement complémentaire, fosse aérobie, lit bactérien, disques biologiques aérobies ou filtre immergé anaérobie. To improve the efficiency of septic tanks or all-water pits, it has already been proposed to add a complementary treatment apparatus, aerobic pit, bacterial bed, aerobic biological disks or anaerobic immersed filter.

Cependant, ces différents appareils présentent comme principal inconvénient, particulièrement contraignant en assainissement autonome, de nécessiter des interventions humaines fréquentes : purge des excès de boues produites dans le cas des procédés comportant une zone aérobie ; nettoyage mécanique ou hydraulique du filtre bactérien dont le colmatage est inéluctable dans le cas des procédés mixtes ou anaérobies comportant un tel filtre. However, these various devices have the main disadvantage, particularly constraining in autonomous sanitation, to require frequent human interventions: purging excess sludge produced in the case of processes comprising an aerobic zone; mechanical or hydraulic cleaning of the bacterial filter whose clogging is unavoidable in the case of mixed or anaerobic processes comprising such a filter.

L'appareil suivant l'invention, relié à une ou plusieurs fosses septiques, ou toutes eaux, permet de pallier cet inconvénient en éliminant tout risque de colmatage et en minimisant la production de boues tout en atteignant des rendements d'épuration importants. Il est particulièrement adapté à l'assainissement semi-collectif où il peut être relié à un ensemble de fosses septiques individuelles. The apparatus of the invention, connected to one or more septic tanks, or all waters, overcomes this disadvantage by eliminating any risk of clogging and minimizing the production of sludge while achieving significant purification yields. It is particularly suited to semi-collective sanitation where it can be connected to a set of individual septic tanks.

L'appareil suivant l'invention, pour le traitement d'eaux résiduaires par des micro-organismes anaérobies fixés sur des supports, qui consiste en une enceinte verticale fermée comportant un axe central tournant, munie à sa base de moyens pour l'entrée de l'eau résiduaire à traiter, à sa partie supérieure de moyens pour la sortie de l'eau traitée et l'évacuation du gaz de fermentation produit est caractérisé en ce que l'enceinte comporte une superposition de supports des micro-organismes anaérobies, les uns animés d'un mouvement de rotation, les autres fixes. The apparatus according to the invention, for the treatment of waste water by anaerobic microorganisms fixed on supports, which consists of a closed vertical enclosure comprising a rotating central axis, provided at its base with means for the entry of the waste water to be treated, at its upper part means for the outlet of the treated water and the evacuation of the produced fermentation gas is characterized in that the enclosure comprises a superposition of supports of the anaerobic microorganisms, the some animated with a movement of rotation, the others fixed.

Avantageusement ces supports sont disposés alternativement, un support animé d'un mouvement de rotation étant superposé à un support fixe. Advantageously, these supports are alternately arranged, a support animated with a rotational movement being superimposed on a fixed support.

Conformément à l'invention, les supports, fixes ou animés d'un mouvement de rotation, présentent une surface à concavité dirigée, de préférence, vers la partie inférieure de l'appareil. According to the invention, the supports, fixed or animated with a rotational movement, have a concavity surface directed, preferably towards the lower part of the apparatus.

Suivant une forme de réalisation de l'invention, les supports fixes ou animés d'un mouvement de rotation se présentent sous la forme de troncs de cône ou de pyramide, ouverts, de préférence vers la partie basse de l'appareil. According to one embodiment of the invention, the fixed or rotated supports are in the form of truncated cones or pyramids, open, preferably to the lower part of the apparatus.

Les valeurs optimales de l'angle à la base des troncs de cône ou de pyramide sont comprises avantageusement entre 100 et 450.  The optimum values of the angle at the base of the truncated cones or pyramids are advantageously between 100 and 450.

Suivant l'invention, les supports animés d'un mouvement de rotation sont solidaires de l'axe central tournant,mis en rotation à l'aide d'un moteur disposé au-dessus de l'appareil. According to the invention, the supports animated with a rotational movement are integral with the rotating central axis, rotated with the aid of a motor disposed above the apparatus.

Egalement suivant l'invention et conformément à l'une de ses caractéristiques, les diamètres des supports sont choisis de façon à créer des chicanes pour la circulation de l'eau résiduaire à traiter. Also according to the invention and in accordance with one of its characteristics, the diameters of the supports are chosen so as to create baffles for the circulation of the wastewater to be treated.

Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une de ses formes possible de réalisation. Il est bien précisé qu'il s'agit uniquement d'un exemple et que toutes autres dispositions pourraient être adoptées sans sortir du cadre de l'invention. The various features and advantages of the invention will emerge from the description which follows of one of its possible embodiments. It is clear that this is only an example and that all other provisions could be adopted without departing from the scope of the invention.

Au cours de cette description on se réfère au dessin cijoint sur lequel la Fig. 1 est une vue verticale en coupe de l'appareil suivant l'in
vention, les Fig. 2 et 2a sont respectivement une vue de dessus et une vue en coupe
d'un support animé d'un mouvement de rotation, les Fig. 3 et 3a sont des vues respectivement de dessus et en coupe d'un
support fixe.
In this description reference is made to the accompanying drawings in which FIG. 1 is a vertical sectional view of the apparatus according to the
vention, Figs. 2 and 2a are respectively a top view and a sectional view
a support animated with a rotational movement, FIGS. 3 and 3a are views respectively from above and in section of a
fixed support.

Comme on le voit sur la Fig. 1 l'appareil suivant l'invention est constitué par une enceinte verticale fermée de forme cylindrique.  As seen in FIG. 1 the apparatus according to the invention is constituted by a closed vertical enclosure of cylindrical shape.

L'eau résiduaire à traiter est amenée à la base de l'appareil par la canalisation 1 et circule de bas en haut en passant sur des supports superposés pour les micro-organismes anaérobies. The waste water to be treated is fed to the base of the apparatus through line 1 and flows upwardly over superimposed supports for anaerobic microorganisms.

Conformément à l'invention, ces supports sont de deux sortes - des supports 2, animés d'un mouvement de rotation, - des supports 3, fixes. According to the invention, these supports are of two kinds - supports 2, driven by a rotational movement, - supports 3, fixed.

L'eau, une fois traitée, sort par la canalisation 4, les gaz de fermentation produits sont évacués par l'orifice de sortie 5. The water, once treated, exits via line 4, the fermentation gases produced are discharged through the outlet orifice 5.

Conformément à l'invention les différents supports présentent une surface à concavité dirigée, dans l'exemple de réalisation, vers le bas de l'appareil. According to the invention the different supports have a concavity-directed surface, in the exemplary embodiment, towards the bottom of the apparatus.

Dans cet exemple, les différents supports affectent la forme de troncs de cône, à ouverture dirigée vers le bas de l'appareil. In this example, the various supports affect the shape of frustums of cone, opening directed towards the bottom of the apparatus.

Egalement conformément à l'invention, la superposition des supports est alternée, un support animé d'un mouvement de rotation 2 alternant avec un support fixe 3. Also according to the invention, the superposition of the supports is alternated, a support animated by a rotational movement 2 alternating with a fixed support 3.

Les supports 2 sont solidaires de l'axe central 6 mû en rotation par un moteur (non représenté) disposé au-dessus de l'appareil et tournant dans des paliers 7 avec joints d'étanchéité. The supports 2 are integral with the central axis 6 rotated by a motor (not shown) disposed above the apparatus and rotating in bearings 7 with seals.

Les supports fixes 3 sont maintenus, par leur bord, au moyens de tiges verticales 8 dont les extrémités inférieures sont reçues dans le socle 9 de l'appareil et les extrémités supérieures introduites dans des brides 10 solidaires du couvercle 11 de l'appareil. The fixed supports 3 are held, by their edge, by means of vertical rods 8 whose lower ends are received in the base 9 of the apparatus and the upper ends inserted into flanges 10 integral with the cover 11 of the apparatus.

Ainsi qu'on le voit sur les Fig. 2, 2a, les supports 2, animés d'un mouvement de rotation comportent un orifice central 12 permettant le passage de l'axe central d'entrainement 6 dont ils sont rendus solidaires. Un orifice 13 assure l'évacuation des gaz de fermentation vers l'orifice général 5 de sortie des gaz de l'appareil, la forme concave de ces supports favorisant la remontée des gaz. As can be seen in Figs. 2, 2a, the supports 2, driven by a rotational movement comprise a central orifice 12 allowing the passage of the central drive shaft 6 which they are secured. An orifice 13 ensures the evacuation of the fermentation gases to the general outlet 5 of the gas outlet of the apparatus, the concave shape of these supports favoring the rise of the gases.

L'angle à la base du tronc de cône constituant les supports est, dans l'exemple traité de 200.  The angle at the base of the truncated cone constituting the supports is, in the treated example of 200.

Le diamètre des supports 2 est inférieur au diamètre intérieur de l'enceinte, de manière à créer contre la paroi des chicanes obligeant l'eau à traiter à passer à travers tout le garnissage, les supports fixes étant fixés à la paroi.  The diameter of the supports 2 is smaller than the inside diameter of the enclosure, so as to create against the wall baffles forcing the water to be treated to pass through all the lining, the fixed supports being fixed to the wall.

Comme le montrent les Fig. 3, 3a, les supports fixes 3 présentent des perçages 14 servant à leur fixation sur les tiges verticales 8 et un orifice central 15 suffisamment important pour permettre le passage de l'axe central 6, de l'eau à traiter et des gaz de fermentation. Ils comportent en outre, à leur périphérie, des échancrures 16 destinées à assurer le passage des boues excédentaires se décrochant des différents supports et décantant dans l'appareil. Le nombre et le diamètre de ces échancrures 16 sont fonction de la section de l'enceinte constituant l'appareil. Les risques de passage de l'eau à traiter à travers ces échancrures sont évités grâce aux conditions de fonctionnement de l'appareil, notamment par la vitesse de rotation appliquée aux supports 2. As shown in Figs. 3, 3a, the fixed supports 3 have holes 14 for their attachment to the vertical rods 8 and a central orifice 15 large enough to allow the passage of the central axis 6, the water to be treated and the fermentation gases . They further comprise, at their periphery, notches 16 intended to ensure the passage of excess sludge unhooking different supports and decanting in the apparatus. The number and the diameter of these notches 16 are a function of the section of the enclosure constituting the device. The risks of passage of the water to be treated through these indentations are avoided thanks to the operating conditions of the apparatus, in particular by the rotational speed applied to the supports 2.

L'angle à la base du tronc de cône, forme sous laquelle se présentent les supports fixes est, dans l'exemple choisi, de 200.  The angle at the base of the truncated cone, in which form the fixed supports are, in the example chosen, 200.

La configuration interne de l'appareil et en particulier les chicanes permet de réaliser l'écoulement de l'eau résiduaire à traiter avec une bonne répartition : on obtient ainsi un écoulement du type piston. The internal configuration of the apparatus and in particular the baffles makes it possible to carry out the flow of the waste water to be treated with a good distribution: a piston-type flow is thus obtained.

La superposition des supports permet d'effectuer une décantation du type lamellaire des boues en excès, décantation encore favorisée par la forme concave donnée aux supports. En outre, l'épaisseur du biofilm formé est limitée par effet de cisaillement mécanique. The superposition of the supports makes it possible to carry out a settling of the lamellar type of sludge in excess, decantation further favored by the concave shape given to the supports. In addition, the thickness of the formed biofilm is limited by mechanical shearing effect.

La vitesse de rotation de l'axe central est choisie en fonction des caractéristiques de l'eau résiduaire à traiter : température, surcharges hydrauliques ou organiques, etc... et du diamètre des supports animés d'un mouvement de rotation ; elle est fixée de façon à obtenir une vitesse tangentielle optimale de l'eau à traiter. The rotational speed of the central axis is chosen according to the characteristics of the waste water to be treated: temperature, hydraulic or organic overloads, etc ... and the diameter of the supports animated with a rotational movement; it is fixed so as to obtain an optimal tangential speed of the water to be treated.

La distance entre les deux types de supports est déterminée en fonction de la tenue mécanique des supports et de l'épaisseur du biofilm anaérobie formé, ce qui permet d'obtenir une surface d'échange maximale tout en conservant un coefficient de vide important. The distance between the two types of support is determined as a function of the mechanical strength of the supports and the thickness of the anaerobic biofilm formed, which allows to obtain a maximum exchange surface while maintaining a significant vacuum coefficient.

Les avantages de l'invention ressortiront de l'exemple que l'on va maintenant décrire
On a utilisé un appareil suivant l'invention pour traiter les effluents d'une maison individuelle déjà dotée d'une fosse toutes eaux classique dont les effluents contenaient 450 mg DCO/litre soit 45 glDC0/hab.
The advantages of the invention will emerge from the example which will now be described
An apparatus according to the invention was used to treat the effluents of a single-family house already equipped with a conventional all-water tank whose effluents contained 450 mg of COD / liter, ie 45 gDg / inhabitant.

jour. Cette fose jouant le rôle d'un décanteur-liquéfacteur des matières organiques, l'appareil suivant l'invention lui a été adjoint et a pu assurer une dépollution supplémentaire de 75 %. day. This fose playing the role of a decanter-liquefier of organic materials, the apparatus according to the invention was added to it and was able to provide an additional depollution of 75%.

L'appareil, de lm,40 de hauteur, de 0,520 m de diamètre, contenait 72 supports fixes tronconiques de 0,515 m de diamètre et 72 supports animés d'un mouvement de rotation, également en forme de tronc de cône, de 0,475 m de diamètre, représentant une surface totale de 61 m2 pour une charge à appliquer de 3,7 g DCO/m2.J.  The apparatus, 1 meter 40 in height, 0.520 m in diameter, contained 72 frustoconical fixed supports 0.515 m in diameter and 72 supports animated with a rotational movement, also in the form of a truncated cone, of 0.475 m in diameter. diameter, representing a total area of 61 m2 for a load to apply of 3.7 g COD / m2.J.

La surface spécifique était de 205 m2/m3, le coefficient de vide de 0,79 ; le temps de séjour hydraulique de 11,5 h. The surface area was 205 m2 / m3, the void coefficient 0.79; the hydraulic residence time of 11.5 h.

Le tableau ci-après établit une comparaison entre la qualité de l'effluent obtenu en sortie d'une fosse toutes eaux et en sortie de l'appareil suivant l'invention disposé à la suite d'une telle fosse.

Figure img00050001
The following table compares the quality of the effluent obtained at the outlet of an all-water tank and at the outlet of the apparatus according to the invention disposed following such a pit.
Figure img00050001

<tb><Tb>

<SEP> QUALITE <SEP> DE <SEP> L'EFFLUENT <SEP> EN <SEP> SORTIE
<tb> <SEP> Fosse <SEP> toutes <SEP> eaux <SEP> Fosse <SEP> toutes <SEP> eaux <SEP> + <SEP> Appareil
<tb> <SEP> suivant <SEP> l'invention
<tb> Température <SEP> 18 <SEP> à <SEP> 400 <SEP> C <SEP> 160C <SEP> <SEP> 29 C <SEP>
<tb> Temps <SEP> de <SEP> séjour <SEP> 0 <SEP> <SEP> 4 <SEP> jours <SEP> 12 <SEP> h <SEP> 24 <SEP> h <SEP> 12 <SEP> h <SEP> 24 <SEP> h
<tb> DCO <SEP> totale <SEP> mg/l <SEP> <SEP> <SEP> 430 <SEP> 200 <SEP> 165 <SEP> 166 <SEP> 110
<tb> <SEP> I
<tb> DCO <SEP> soluble <SEP> mg/l <SEP> 285 <SEP> 160 <SEP> 132 <SEP> 133 <SEP> 81
<tb> DBO5 <SEP> totale <SEP> igil <SEP> <SEP> 180 <SEP> 60 <SEP> 43 <SEP> <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb> DBO5 <SEP> soluble <SEP> mg/l <SEP> - <SEP> 46 <SEP> 38 <SEP> <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb> COT <SEP> total <SEP> mg/l <SEP> <SEP> 50 <SEP> 37 <SEP> 32 <SEP> 24
<tb> COT <SEP> soluble <SEP> mg/l <SEP> 70 <SEP> 41 <SEP> 32 <SEP> 27 <SEP> 19
<tb> MES <SEP> mg/l <SEP> 80 <SEP> 21 <SEP> 14 <SEP> 11 <SEP> 10
<tb>
<SEP> QUALITY <SEP> FROM <SEP> EFFLUENT <SEP> IN <SEP> OUTPUT
<tb><SEP> Pit <SEP> all <SEP> waters <SEP> Pit <SEP> all <SEP> waters <SEP> + <SEP> Device
<tb><SEP> next <SEP> the invention
<tb> Temperature <SEP> 18 <SEP> to <SEP> 400 <SEP> C <SEP> 160C <SEP><SEP> 29 C <SEP>
<tb> Time <SEP> of <SEP> stay <SEP> 0 <SEP><SEP> 4 <SEP> days <SEP> 12 <SEP> h <SEP> 24 <SEP> h <SEP> 12 <SEP> h <SEP> 24 <SEP> h
<tb> COD <SEP> total <SEP> mg / l <SEP><SEP><SEP> 430 <SEP> 200 <SEQ> 165 <SEW> 166 <SEQ> 110
<tb><SEP> I
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<tb> DBO5 <SEP> soluble <SEP> mg / l <SEP> - <SEP> 46 <SEP> 38 <SEP><SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb> TOC <SEP> total <SEP> mg / l <SEP><SEP> 50 <SEP> 37 <SEP> 32 <SEP> 24
<tb> COT <SEP> soluble <SEP> mg / l <SEP> 70 <SEP> 41 <SEP> 32 <SEP> 27 <SEP> 19
<tb> MES <SEP> mg / l <SEP> 80 <SEP> 21 <SEP> 14 <SEP> 11 <SEP> 10
<Tb>

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Appareil pour le traitement d'eaux résiduaires par des micro-organismes anaérobies fixés sur des supports, consistant en une enceinte verticale fermée comportant un axe central tournant, munie à sa base de moyens pour l'entrée de l'eau résiduaire à traiter, à sa partie supérieure de moyens pour la sortie de l'eau traitée et l'évacuation des gaz de fermentation produits, caractérisé en ce que l'enceinte comporte une superposition de supports des micro-organismes anaérobies, les uns (2) animés d'un mouvement de rotation, les autres (3) fixes. 1. Apparatus for the treatment of wastewater by anaerobic microorganisms fixed on supports, consisting of a closed vertical enclosure having a rotating central axis, provided at its base with means for the entry of the wastewater to be treated at its upper end means for the outlet of the treated water and the evacuation of the produced fermentation gases, characterized in that the enclosure comprises a superposition of supports of the anaerobic microorganisms, some (2) animated by one rotation movement, the other (3) fixed. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par une superposition alternée des supports, un support animé d'un mouvement de rotation étant superposé à un support fixe. 2. Apparatus according to claim 1, characterized by an alternate superposition of the supports, a support animated with a rotational movement being superimposed on a fixed support. 3. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les supports, fixes ou animés d'un mouvement de rotation, présentent une surface à concavité dirigée, de préférence, vers la partie inférieure de l'appareil. 3. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the supports, fixed or rotated, have a concavity surface directed, preferably towards the lower part of the apparatus. 4. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les supports fixes (3) se présentent sous la forme de tronc de cône ou de pyramide, ouverts de préférence vers la partie basse de l'appareil. 4. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the fixed supports (3) are in the form of truncated cone or pyramid, preferably open towards the lower part of the apparatus. 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les supports (2) animés d'un mouvement de rotation se présentent sous la forme de tronc de cône ou de pyramide, ouverts de préférence vers la partie basse de l'appareil. 5. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the supports (2) animated by a rotational movement are in the form of truncated cone or pyramid, open preferably towards the lower part of the device. 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les valeurs optimales de l'angle à la base des troncs de cône ou de pyramide constituant les supports sont comprises entre 10 et 450 et s'établissent avantageusement aux environs de 200  6. Apparatus according to any one of claims 4 and 5, characterized in that the optimum values of the angle at the base of the truncated cone or pyramid constituting the supports are between 10 and 450 and are established advantageously to around 200 7. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les supports (2) animés d'un mouvement de rotation sont rendus solidaires de l'axe rotatif central (6) de l'appareil et comportent au moins un orifice (13) pour l'évacuation des gaz de fermentation vers le collecteur (5) de sortie de ces gaz. 7. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the supports (2) driven by a rotational movement are secured to the central rotational axis (6) of the apparatus and comprise at least one orifice (13) for evacuation of the fermentation gases to the outlet manifold (5) of these gases. 8. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les supports fixes (3) comportent à leur périphérie des échancrures (16) assurant le passage des boues excédentaires se décrochant des supports et décantant dans l'appareil. 8. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the fixed supports (3) have at their periphery notches (16) ensuring the passage of excess sludge unhooking supports and decanting in the apparatus. 9. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différent supports sont de dimensions telles qu'elles permettent la circulation de l'eau à traiter par des chicanes alternativement latérales et centrales.  9. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the different supports are of such size that they allow the circulation of the water to be treated by baffles alternately lateral and central.
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Citations (5)

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FR2585696B1 (en) 1990-07-27

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