FR2606769A1 - Procede et installation pour la denitrification d'eaux polluees - Google Patents

Abstract

SELON L'INVENTION, LE PROCEDE CONSISTE A ALIMENTER AVEC UN VOLUME D'EAU DETERMINE, EN PRESENCE D'AIR, AU MOINS UN BASSIN D'INFILTRATION DONT LES PAROIS LATERALES SONT RENDUES ETANCHES ET DONT LE FOND COMPORTE UNE COUCHE D'UN MATERIAU PERMEABLE, IMPREGNE OU DANS LEQUEL EST DISPERSEE UNE FLORE MICROBIENNE EPURATRICE CONVENABLE, AGISSANT AU COURS D'UNE PERCOLATION CONTROLEE DES EAUX POLLUEES SUR LES COMPOSES AZOTES CONTENUS DANS CES EAUX AFIN DE LES AMENER DE LEURS FORMES LES MOINS OXYDEES A LEURS FORMES LES PLUS OXYDEES CORRESPONDANT A LA PRESENCE DE NITRATES, A ENNOYER ENSUITE LE BASSIN AVEC UN VOLUME D'EAU EN VUE DE REALISER, EN MILIEU ANOXIQUE, UNE REDUCTION DES NITRATES AU MOYEN D'UN APPORT CONTROLE D'UN EXCES DE MATIERES ORGANIQUES CARBONEES SOLUBLES ET GRACE A L'ACTIVITE METABOLIQUE DE LA FLORE MICROBIENNE DANS LA COUCHE PERMEABLE, A LAISSER REPOSER LE BASSIN, A SOUTIRER L'EAU EPUREE DANS LA COUCHE PERMEABLE EN FOND DE BASSIN ET ENFIN A DECOLMATER CELUI-CI AVANT DE RENOUVELER LE CYCLE POUR L'EPURATION D'UN NOUVEAU VOLUME D'EAU POLLUEE.

Description

"Procédé et installation pour la dénitrification
d'eaux polluées"
La présente invention est relative à un procédé d'épuration des eaux polluées, par infiltraton contrôlée en bassins, incluant une dénitrification de ces eaux, pour éliminer les composés azotés qu'elles contiennent, en vue de leur utilisation ultérieure, notamment pour la recharge artificielle de nappes d'eau souterraine ou pour un usage direct ou indirect comme eau potable.

On connait déjà de nombreux procédés ayant pour but d'éliminer les matières organiques polluantes que peuvent contenir les effluents et les eaux résiduaires d'origine industrielle ou autre, aussi bien que les eaux de rivière, de source ou de nappe souterraine. Or, les procédés classiques d'épuration biologique, tels que les "boues activées", le "lagunage", les "filtres bactériens", se sont révélés peu efficaces pour l'élimination de la pollution azotée, et les tentatives pour améliorer leurs performances se sont révélées économiquement décevantes.

De ce fait et Jusqu'à une période récente, l'élimination des composés azotés contenus dans de telles eaux était plus ou moins négligée, bien que ces composés puissent se révéler nocifs pour certains usages envisagés, en particulier lorsque l'eau épurée doit servir la recharge artificielle d'une nappe d'eau souterraine et plus encore quand cette nappe est captée en vue d'une distribution d'eau potable.

On sait par ailleurs que la pollution azotée se rencontre très habituellement dans les effluents ou les eaux résiduaires sous forme de composés peu oxydés, plutôt instables, et qu'elle se rencontre, plutôt, dans les eaux naturelles, sous des formes plus oxydées mais particu lièrement stables. Ainsi, peut on rencontrer dans de telles eaux polluées des formes d'azote organique et/ou des formes d'azote minéral. Parmi les formes liées à la présence de matières organiques en suspension ou en dilution dans les eaux, les plus fréquentes sont les protéines et l'urée. Parmi les formes minérales de l'azote, selon que l'on passe des formes les moins oxydées aux formes les plus oxydées, on constate d'abord la présence d'ammoniaque, notamment comme résidu d'oxydation des matières organiques précédentes.Ensuite peuvent exister des formes nitreuses, relativement fugaces, qui découlent de ltoxyda- tion microbienne autotrophe de la forme précédente, c'està-dire résultant d'une oxydation microbienne aux dépens du gaz carbonique de l'air en lieu et place d'une source de carbone organique, et enfin des composés sous forme nitrique, très stables en solution, et pour lesquels les produits de l'oxydation microbienne se présentent sous l'aspect de nitrates solubles.De façon générale, ces diverses formes de composants à base d'azote, dans des conditions favorables d'aération des eaux polluées en présence d'une flore microbienne épuratrice convenable, contenant par exemple des germes du genre Achromobacter,
Aeromonas, Micrococcus, Neurospora, Pseudomonas,
Spirillum..., évoluent de la moins oxydée à la plus oxydée et sont susceptibles de s'accumuler dans les eaux résiduaires au cours de leur épuration. L'eau ainsi épurée, mais chargée d'une pollution azotée résiduelle, est généralement impropre à certains usages, notamment en cas de recharge artificielle d'une nappe d'eau souterraine, en vue de la production d'eau potable.

On connait enfin des procédés plus récents de dénitrification biologique, dans lesquels l'élimination plus ou moins poussée des nitrates s'effectue sur filtres biologiques immergés. La biomasse épuratrice y est fixée sur un substrat granulaire inerte que l'eau percole selon le principe du "lit fixé ou encore selon le principe du "lit fluidisé". D'autres procédés mettent en oeuvre un milieu complexe, incorporant un substrat carboné ; dans tous ces dispositifs, la dénitrification biologique hétérotrophe, c'est-à-dire en présence de carbone organique, est continue. Selon certains procédés, elle peut se dérouler à l'intérieur de tours, de réacteur, ou méme encore à l'intérieur de puits creusés dans le soussol d'un site d'infiltration.Dans ce dernier cas, la microflore naturelle du sous-sol a tendance à ensemencer le milieu complexe où s'effectue la dénitrification au contact d'un substrat carboné généralement constitué par un déchet solide organique fermentescible.

Les eaux dénitrifiées en réacteur sur filtres biologiques immergés contiennent une notable pollution résiduelle carbonée et doivent subir une épuration complémentaire de finition ; dans le cas d'une dénitrification en puits, celle-ci peut éventuellement être assurée au sein d'un sous-sol granulaire non saturé, de telle manière que l'eau infiltrée jusqu'à la nappe soit totalement épurée lorsqu'elle atteint un forage de captage en vue de son utilisation ultérieure.

Or ces procédés, s'ils apportent un avantage certain vis-à-vis de l'élimination des nitrates, exigent, pour leur mise en oeuvre, une infrastructure importante, l'emploi de réactifs souvent coûteux et la maîtrise d'une technologie généralement élaborée. Jusqu'à présent les essais de simplification de ces procédés ont amené à concevoir des dispositifs rustiques de faible efficience dont l'exploitation est obérée par les opérations de maintenance, telles le décolmatage du filtre et le renouvellement du substrat.

La présente invention concerne un procédé de dénitrification des eaux polluées par des composés azotés, qui permet l'obtention de résultats très sensiblement améliorés vis-à-vis de ceux qui découlent de la mise en oeuvre des techniques actuellement connues en utilisant en particulier les procédés d'épuration par bassins d'infiltration contrôlée, en eux-mêmes connus, dont les installations, simples à concevoir et peu onéreuses à réaliser, conviennent sans investissements supplémentaires importants et dont l'efficacité est désormais établie pour l'épuration des eaux.

Les buts de l'invention sont notamment atteints grâce à une gestion adaptée de ces bassins dans leurs différentes phases d'utilisation, réalisée le cas échéant en une succession de bassins combinés, impliquant ou non la recharge artificielle d'une nappe d'eau souterraine selon la nature du sous-sol situé sous les bassins d'infiltration, et/ou l'utilisation envisagée pour les eaux ainsi épurées.

A cet effet, le procédé de dénitrifîcation considéré se caractérise en ce qu'il consiste à alimenter avec un volume d'eau déterminé, en présence d'air, au moins un bassin d'infiltration dont les parois latérales sont rendues étanches et dont le fond comporte une couche filtrante non saturée constituée d'un matériau perméable, capable de fixer une microflore épuratrice convenable agissant, au cours d'une percolation contrôlée des eaux polluées, notamment sur les composés azotés contenus dans ces eaux afin de les amener de leurs formes les moins oxydées à leurs formes les plus oxydées correspondant au nitrate, à ennoyer ensuite le bassin avec un volume contrôlé d'eau en vue de réaliser, en milieu anoxique, une réduction des nitrates gracie à un apport contrôlé d'un excès de matières organiques carbonées solubles exaltant l'activité métabolique d'une fraction de la microflore épuratrice fixée sur le matériau perméable, à laisser reposer le bassin, à soutirer l'eau épurée dans la couche perméable en fond de bassin et enfin à dé colmater celui-ci avant de renouveler le cycle pour l'épuration d'un nouveau volume d'eau polluée.

Avantageusement, le domaine des infiltrations d'eau polluée à traiter va de 0,1 mètre à 2 mètres de lame d'eau par jour et de préférence de 0,2 mètre à 0,5 mètre.

En d'autres termes, le procédé de dénitrification selon l'invention consiste à réaliser la dénitrification biologique hétérotrophe des composés azotés contenus dans un volume d'eau polluée en réalisant la transformation en nitrate de ces composés puis la réduction de ce nitrate en azote gazeux, non polluant, éliminé par dégazage naturel grâce à l'activité métabolique d'une microflore épuratrice convenable et à l'apport d'un excès de matières organiques carbonées solubles provenant éventuellement d'une source auxiliaire, selon des phases successives d'oxydation en présence d'air et de réduction en milieu anoxique consécutivement à l'ennoyage du bassin.

Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'excès de matières organiques carbonées solubles est réalisé par un apport- additionnel d'eau polluée, dans la mesure où celle-ci est suffisamment concentrée en carbone, ou bien par un appoint complémentaire de produits propres à enrichir les eaux à percoler avec du carbone organique soluble. Notamment et sans que l'énumération ciaprès ait un quelconque caractère limitatif, l'enrichisse- ment de l'eau en produits carbonés peut être réalisé au moyen de sous-produits de très faible valeur et localement abondants, tel les résidus de pressurage, de fermentation, d'extraction biochimique, de distillation, de cristallisation ou de lavage de certaines industries agroalimentaires ou connexes...

Dans un mode opératoire préféré de l'invention, le bassin d'infiltration, muni de sa couche granulaire perméable disposée à sa partie inférieure et dont les parois ont préalablement été rendues étanches, est dans une pre mière phase et en présence de l'air ambiant, mis méthodiquement, selon une technique en elle-même connue, en eau pour réaliser l'épuration par infiltration, poussée jusqu'au stade ou les composés azotés sont transformés dans leur forme nitrique la plus oxydée.

Dans la phase suivante, le bassin est noyas et laissé au repos de manière à amener la couche filtrante à l'abri de l'air, en même temps que l'eau polluée à épurer, chargée d'un excès de matière organique carbonée, soit présent dans cette eau elle-même, soit par apport d'une source extérieure, réalise la dénitrification de l'eau qui, débarrassée de ses composés azotés peut être alors soutirée du bassin, directement ou indirectement, le bassin une fois vidangé étant décolmaté par simple ratissage ou autre méthode, de manière à rendre au matériau perméable, support de la microflore épuratrice, ses caractéristiques initiales nécessaires à la mise en oeuvre d'un nouveau cycle.

Selon le cas, l'eau ainsi dénitrifiée est drainée puis percolée dans un bassin complémentaire pour éliminer l'éventuelle pollution carbonée subsidiaire, ou directement envoyée vers un réseau d'utilisation. Le cas échéant, l'eau percolant le second bassin traverse un sous-sol perméable sur lequel repose ce bassin en vue de la recharge artificielle d'une nappe d'eau souterraine. En variante, l'eau percolant le second bassin est soutirée par drainage hors du second bassin et envoyée vers le réseau d'utilisation.

L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un premier bassin d'infiltration muni d'un organe de distribution de l'eau polluée, ledit bassin comportant une paroi étanche et un fond tapissé d'une couche filtrante non saturée constituée d'un matériau perméable capable de fixer une microflore épuratrice convenable des moyens pour fournir au bassin un apport réglable d'un excès de matières organiques carbonées solubles, des moyens de réglage des volumes de l'eau polluée et du carbone organique introduits dans le bassin, des moyens pour ennoyer le bassin avec l'eau polluée et des moyens pour soutirer l'eau ayant percolé la couche perméable.

Selon une caractéristique particulière de l'installation, la paroi du bassin est constituée par un enduit étanche ou une membrane imperméable.

Dans un premier mode de réalisation, le bassin comporte dans la couche perméable un réseau de drains ou un tapis drainant en vue de soutirer l'eau filtrée ayant percolé ladite couche, ce réseau distribuant à un autre bassin d'infiltration voisin du premier. Selon une variante, la couche perméable est en communication avec le sous-sol de manière à filtrer de façon complémentaire l'eau ayant percolé cette couche perméable tout en assurant directement la recharge artificielle d'une nappe d'eau souterraine.

Dans une autre variante de réalisation, la couche perméable du second bassin repose sur un fond étanche et comporte au moins un drain de soutirage pour la distribution directe de l'eau à un réseau d'utilisation.

D'autres caractéristiques du procédé de dénitrification d'eaux polluées selon l'invention et des installations pour la mise en oeuvre de ce procédé, apparattront encore à travers la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation, donnés ci-après à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels
- La Figure l illustre une vue schématique en coupe transversale d'une installation pour la dénitrification d'eaux polluées, selon un premier mode de réalisation.

- Les Figures 2 et 3 sont des vues, également schématiques, de deux autres variantes de l'installation considérée.

On a repris sur ces diverses figures des chiffres de référence identiques pour désigner de l'une à l'autre des organes semblables.

Dans l'exemple illustré sur la Figure 1, la référence l désigne un bassin d'infiltration d'un type en lui-même connu dans la technique. Notamment, ce bassin comporte un bord extérieur 2 délimitant une cavité interne 3, ouverte vers l'extérieur à l'air libre, la paroi latérale du bassin sur le pourtour du bord 2 étant recouverte d'une membrane étanche 4. En variante, cette membrane 4 peut être substituée par une couche analogue d'un enduit imperméable approprié. La membrane étanche ou la couche d'enduit imperméable se prolongent dans l'exemple considéré, pour s'étendre sur le fond 5 du bassin.

Selon une disposition en elle-même connue, le bassin l contient dans sa partie inférieure une couche perméable non saturée 6, constituée de préférence d'un matériau perméable susceptible d'être percolé par l'eau à infiltrer. Notamment, la couche 6 est constituée de particules ménageant entre elles des chemins capillaires de percolation pour l'eau polluée à épurer, qui la traverse avec un débit fonction de la nature du matériau choisi et de la porosité apparente qu'il présente. A titre indicatif, un tel milieu est réalisé avec des matériaux calibrés d'origine diverse, tels granulats naturels, roches concassées, déchêts inertes disponibles en abondance à faible coût.

En outre, ce milieu, soit par lui-même, soit par ensemencements contient et fixe une microflore épuratrice appropriée propre à agir sur les impuretés de l'eau polluée au fur et à mesure de la percolation de la couche par celle-ci.

En variante, au milieu granulaire de la couche 6 peut se mélanger ou se substituer, en partie ou en totalité, un substrat lamellaire, du genre copeaux de bois, ou encore fibreux, du genre textile ou encore non tissé, en vue d'accroitre la fixation de la biomasse épuratrice et/ou l'aération du milieu perméable.

Au-dessus de sa partie ouverte, le bassin d'infiltration 1 comporte au moins une rampe de distribution 7, de préférence plusieurs rampes, munie chacune de trous 8 dirigés vers le bassin et permettant de répartir convenablement dans celui-ci le débit d'eau polluée à épurer, notamment pour réaliser selon l'invention leur dénitrification. Le débit d'eau dans la canalisation 7 est réglé par une vanne de commande 9 en amont de laquelle est raccordée une canalisation 10 elle-même munie d'une vanne 11. Cette canalisation 10 est notamment prévue pour assurer, à travers la canalisation 7, l'admission dans le bassin d'une eau polluée comportant une forte proportion de matières organiques carbonées solubles contenue dans un autre milieu liquide ou autre.

Dans le fond 5 du bassin 1 au voisinage de la membrane étanche sur laquelle repose la couche perméable 6 est monté un réseau de drains 12 parallèles au fond 5 et permettant de soutirer l'eau partiellement épurée ayant lentement percolé la couche 6. Ce réseau de drains 12 débite, dans l'exemple de réalisation représenté, dans un second bassin d'infiltration 13, qui est de préférence situé à un niveau légèrement inférieur à celui du premier bassin 1, afin d'assurer l'écoulement de l'eau d'un bassin à l'autre en utilisant la gravité et sans apport d'énergie extérieure du genre d'une pompe ou analogue.

Le second bassin 13 comporte également au voisinage de son fond, une couche perméable 14, d'un matériau filtrant notamment granulaire dont la perméabilité naturelle réalise sur l'eau provenant des bassins 1 et 13 une ultime infiltration, permettant notamment de débarrasser l'eau des résidus de pollution carbonée qu'elle peut encore comporter ; il communique ici directement avec le sous-sol perméable 15, que l'eau percole, avant d'alimenter une couche aquifère souterraine 16 qui recueille une eau dénitrifiée et totalement épurée. Sur le réseau de drains 12 est enfin prévue une vanne de commande 17 et, en parallèle sur cette dernière, un col de cygne 18, nécessaire à la mise en oeuvre des étapes du procédé considéré.

Le fonctionnement de l'installation est en effet le suivant : Dans un premier temps, on alimente la canalisation de distribution 7, en commandant la vanne 9, selon un rythme de mise en eau et de chômage en lui-même connu, par expérience par un volume convenable d'eau polluée à épurer dans le premier bassin 1, avec un débit tel que cette eau percole progressivement et régulièrement la couche perméable 6 et la microflore épuratrice qu'elle contient. A la traversée de cette couche, s'établissent successivement une réaction hétérotrophe d'épuration du carbone, puis une réaction autotrophe de nitrification de l'azote qui ne laisse subsister dans la couche perméable que du nitrate. Au cours de cette première opération, en elle-même connue, la vanne 17 du réseau de drains initialement ouverte, est fermée dès l'apparition de nitrate à la sortie du drain 12.

Dans les conditions ci-dessus, dès que l'on alimente à nouveau le bassin 1, le niveau de l'eau s'y élève au fur et à mesure jusqu'à une hauteur commandée par le col de cygne 18, établi de manière à placer la couche perméable 6 en condition anoxique, à l'abri de l'oxygène de l'air. Ce bassin est alors mis en chômage pour une durée déterminée par expérience, de façon à permettre la réduction biochimique du nitrate en azote atmosphérique dans la couche 6.Notamment, en agissant de façon coordon née sur les vannes 9 et 11, on peut ainsi gérer la position du niveau du liquide dans le bassin 1 de telle sorte que la réaction précédente puisse être à tout moment contrôlée, en jouant en particulier sur l'excès de matière carbonée fournie simultanément au bassin par la canalisation 10, à moins que l'eau polluée ne comporte déjà par elle-même une activité carbonée suffisante à l'entretien convenable de ladite réaction.

Lorsque la réduction des composés azotés est suffisante pour que l'eau soit considérée convenablement débarrassée du nitrate qu'elle contient, on agit sur le niveau de l'eau dans le bassin 1 par la vanne 17, de manière à permettre son évacuation par le réseau de drains au fond de la couche 6. Cette eau qui, le cas échéant, contient encore un résidu de pollution carbonée s'écoule ainsi dans le second bassin 13 où elle percole la couche perméable 14 de celui-ci, et continue son épuration avant de percoler le sous-sol 15 où elle achève de perdre sa pollution résiduelle, préalablement à sa reprise finale dans la nappe souterraine 16 qu'elle réalimente en s'y diluant. Les bassins sont ensuite s'il y a lieu décolmatés avant de subir un nouveau cycle d'opérations.

Dans la variante illustrée sur la Figure 2, l'installation nécessite une gestion des niveaux et du temps dans le premier bassin d'infiltration 1, qui est identique à celle envisagée dans l'exemple précédent.

Seule est ici modifiée la structure du second bassin d'infiltration 13a, recueillant les eaux épurées venant du premier bassin, le bassin 13a comportant à nouveau une couche perméable non saturée 14a mais dans ce cas, un fond étanche 19. Un réseau de drains 20 permet alors de soutirer l'eau ayant percolé la couche 14a et de la distribuer le cas échéant directement vers un réseau d'utilisation (non représenté).

Dans l'exemple illustré sur la Figure 3, 1' instal- lation ne comporte qu'un seul bassin d'infiltration la, agencé à nouveau d'une façon identique aux bassins 1 des
Figures 1 et 2. Ici cependant, la couche perméable non saturée 6a est directement en contact avec le sous-sol 21 qui achève la filtration de l'eau épurée avant que celleci ne rejoigne la nappe souterraine 22. dans cette variante la gestion des débits du temps de réaction de l'eau polluée et de l'apport éventuel d'un excès de matière organique carbonée, avec succession de phases aérobie et anoxique pour produire la dénitrification du nitrate en ambiance anoxique, est mise en oeuvre de manière analogue.

On donne ci-après un exemple pratique d'application du procédé décrit ci-dessus
Dans cet exemple, les conditions régnant dans le milieu perméable tapissant le fond d'un bassin d'infiltration ont été reproduites en laboratoire dans une colonne de 1,5 m de hauteur et 0,15 m de section, remplie sur une épaisseur de 1 m avec un sable de rivière de calibre 0-5 mm, et de diamètre efficace 0,2 mm. Après avoir ensemencé la colonne avec des eaux résiduaires décantées, on percole la colonne avec un effluent contenant du carbone organique à 15 mg/l et de l'azote sous forme organique à 1 mg/l et ammoniacale à 25 mg/l. La dose journalière d'infiltration est de 20 à 40 cm de lame d'eau. Le cycle appliqué à la colonne est uniformément de 9 jours de percolation continue, sous une couche liquide d'effluent épaisse de 5 cm, suivie d'une période de chômage de 5 jours, avec mise en contact de la plage d'infiltration avec l'atmosphère. Au début de chaque cycle, le libre drainage de la colonne est modifié par un tuyau souple, récoltant le percolat à la base de la colonne, dont l'extrémité est remontée jusqu'au voisinage de la côte de la plage d'infiltration, de manière à favoriser la saturation du massif de sable en régime de libre écoulement ; ensuite la percolation non saturée es-t rétablie pendant le reste du cycle.

On répète les cycles de percolation avec l'effluent tel quel, puis en lui ajoutant, sous forme de sucre, du carbone à des doses successives de 100, puis 200 mg/l ; à chacun des cycles, les eaux percolées sont recueillies et analysées.

On effectue le dosage de l'azote résiduel dans chacun des percolats recueillis pendant chacun des cycles et on calcule le rendement d'épuration. Chaque cycle est répété deux fois, chaque série avec ajout de glucose étant suivi par une série sans ajout de glucose.

Le tableau ci-dessous présente les résultats obtenus en effectuant la moyenne des déterminations réalisées sur chacun des cycles.

TABLEAU : Influence de la dose d'infiltration et de l'apport de carbone organique sur le taux de dénitrification au sein d'une colonne de sable périodiquement saturée et non saturée soumise à un cycle de 9 jours d'infiltration et 5 jours de chômage au contact de l'air.

<tb> CHARGE <SEP> CHARGE <SEP> APPLIQUEE <SEP> AZOTE <SEP> TAUX <SEP> DE <SEP> I
<tb> <SEP> I <SEP> mg/cycle <SEP> > <SEP> I <SEP> I
<tb> 1 <SEP> <SEP> NATURE <SEP> DES <SEP> CYCLES <SEP> CARBONE <SEP> AZOTE <SEP> N <SEP> EXTRAIT <SEP> DENITRIFICATION
<tb> <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> <SEP> mg/cycle <SEP> I
<tb> <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> -- <SEP>
<tb> Effluent <SEP> 20cm/jour <SEP> 560 <SEP> 1 <SEP> <SEP> 855 <SEP> 385 <SEP> 55 <SEP> % <SEP> I
<tb> I <SEP> I <SEP> 1 <SEP> 10,6 <SEP> I
<tb> seul <SEP> seul <SEP> 40cm/j <SEP> 1 <SEP> 1150 <SEP> 1 <SEP> 1720 <SEP> 1462 <SEP> 1462 <SEP> I <SEP> 15 <SEP> % <SEP> I
<tb> <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> I### <SEP> I <SEP> I <SEP> I
<tb> Effluent <SEP> I <SEP> 20cm/j <SEP> 3195 <SEP> 855 <SEP> 240 <SEP> 855 <SEP> 72 <SEP> 72 <SEP> % <SEP>
<tb> I <SEP> I <SEP> I <SEP> 13,7 <SEP> <SEP> 3,7 <SEP> I
<tb> + <SEP> 100mg/PCJ <SEP> 40cm/j <SEP> J <SEP> 6390 <SEP> I <SEP> i720 <SEP> 860 <SEP> 1720 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> % <SEP>
<tb> <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> J
<tb> Effluent <SEP> J <SEP> 20cm/j <SEP> 6390 <SEP> 855 <SEP> 60 <SEP> 1 <SEP> 93 <SEP> % <SEP> t
<tb> 17,5 <SEP> t <SEP>
<tb> |+ <SEP> 200mg/PCJ <SEP> 40cm/j <SEP> 1 <SEP> 12790 <SEP> j <SEP> 1720 <SEP> 258 <SEP> 258 <SEP> J <SEP> 85 <SEP> %
<tb> <SEP> J <SEP> <SEP> J <SEP> <SEP> I <SEP> J <SEP> <SEP> J <SEP> <SEP> J <SEP>
<tb>

De l'exemple ci-dessus, on déduit que la dénitrification est d'autant plus active que les ajouts de carbone sont élevés, d'où l'importance du ratio du carbone sur l'azote C/N ; les rendements de dénitrification constatés en sortie de colonne dépendent aussi de la dose journalière d'infiltration, exprimée en lame d'eau, appliquée à la colonne pendant la période de mise en eau d'un cycle complet.

On réalise ainsi une dépollution efficace et économique des eaux résiduaires ou effluents traités, visà-vis des composés de l'azote et tout spécialement de ceux qui se présentent dès l'origine ou consécutivement aux phases préliminaires du procédé, sous la forme de nitrates stables et solubles. L'eau épurée et dénitrifiée recueillie peut être utilisée directement dans un réseau d'alimentation en eau potable ou encore assurer la recharge artificielle d'une nappe d'eau souterraine, le choix de l'installation à mettre en oeuvre et de l'aménagement des bassins qu'elle comporte, dépendant à chaque fois des conditions d'utilisation envisagées et de la nature des pollutions à éliminer. Dans tous les cas, le procédé, qui consiste comme vu ci-dessus, dans une succession d'alternances appropriées de percolation, ennnoyage, chomage et décolmatage final du ou des bassins utilisés, permet d'obtenir des résultats particulièrement avantageux, en ramenant la pollution finale résiduelle à une valeur parfaitement négligeable.

Bien entendu et comme il ressort déjà de ce qui précède, il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seuls exemples de mise en oeuvre plus spécialement décrits et représentés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour la dénitrification d'eaux polluées, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter avec un volume d'eau déterminé, en présence d'air, au moins un bassin de filtration dont les parois latérales sont rendues étanches et dont le fond comporte une couche d'un matériau granulaire perméable, imprégné ou dans lequel est dispersée une flore microbienne épuratrice convenable, agissant au cours d'une percolation contrôlée des eaux polluées sur les composés azotés contenus dans ces eaux afin de les amener de leurs formes les moins oxydées à leurs formes les plus oxydées correspondant à la présence de nitrates, à ennoyer ensuite le bassin avec un volume d'eau en vue de réaliser, en milieu anoxique, une réduction des nitrates grâce à un apport contrôlé d'un excès de matières organiques carbonées solubles et à l'activité métabolique de la flore microbienne dans la couche perméable; à laisser reposer le bassin, à soutirer l'eau épurée dans la couche perméable en fond de bassin et enfin à dé colmater celui-ci avant de renouveler le cycle pour l'épuration d'un nouveau volume d'eau polluée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'excès de matières organiques carbonées solubles est réalisé par un apport additionnel d'eau polluée.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'excès de matières organiques carbonées solubles est réalisé par un appoint complémentaire de produits propres à enrichir les eaux à percoler, tels que des résidus ou des sous-produits de pressurage, de fermentation, d'extraction biochimique, de distillation ou de cristallisation ou de lavage d'industries agroalimenaires ou connexes.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bassin d'infiltration, muni de sa couche perméable disposée à sa partie inférieure et dont les parois ont préalablement été rendues étanches, est dans une première phase mis méthodiquement en eau de manière à réaliser l'infiltration sans saturer la couche, qui reste imprégnée de l'air ambiant, de manière à y transformer progressivement en nitrates, forme la plus oxydée, les composés azotés initialement contenus dans l'eau polluée.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bassin est noyé et laissé au repos de manière à amener la couche filtrante à l'abri de l'air, en même temps que l'eau polluée à épurer, chargée d'un excès de matière organique carbonée permet la dénitrification des nitrates ainsi présents dans la couche perméable.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'eau dénitrifiée est soutirée du bassin, dans la couche perméable, directement ou indirectement, le bassin étant une fois vidangé dé colmaté pour rendre à la couche inférieure la perméabilité nécessaire à la mise en oeuvre d'un nouveau cycle.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'eau dénitrifiée est drainée puis percolée dans un bassin complémentaire pour éliminer l'éventuelle pollution carbonée subsidiaire, ou directement envoyée vers un réseau d'utilisation.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'eau percolant le second bassin traverse un sous-sol perméable sur lequel repose ce bassin en vue de la recharge artificielle d'une nappe d'eau souterraine.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'eau percolant le second bassin est soutirée par drainage hors du second bassin et envoyée vers le réseau d'utilisation.

10. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconqu#e des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un premier bassin d'infiltration (1) muni d'un organe de distribution (7) de l'eau polluée, ledit bassin comportant une paroi étanche (4) et un fond (5) tapissé d'une couche perméable (6) non saturée laquelle est imprégnée ou contient une flore microbienne épuratrice convenable, des moyens (10) pour fournir au bassin un apport réglable d'un excès de matières organiques carbonées solubles, des moyens de réglage (9-11) des volumes de l'eau polluée et du carbone organique introduits dans le bassin, des moyens (17-18) pour ennoyer le bassin avec l'eau polluée et de smoyens (12) pour soutirer l'eau ayant percolé la couche perméable.

11. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 10, caractérisée en ce que la paroi du bassin est constituée par un enduit étanche ou une membrane imîperméable.

12. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que le bassin (1) comporte dans la couche perméable (6) un réseau de drains (12) ou un tapis drainant en vue de soutirer l'eau filtrée ayant percolé ladite couche, ce réseau distribuant à un autre bassin d'infiltration (13) voisin du premier.

13. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que la couche perméable (6) est en communication avec le sous-col (21) de manière à filtrer de façon complémentaire l'eau ayant percolé la couche perméable (6) et d'alimenter artificiellement une couche aquifère s-outer- raine (22).

14. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que la couche perméable (14) du second bassin (13) repose sur un fond étanche (19) et comporte au moins un drain de soutirage (20) pour la distribution directe de l'eau à un réseau d'utilisation.