FR2689494A1 - Procédé et dispositif pour la purification d'eaux résiduaires par voie biologique. - Google Patents
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Abstract
Le procédé et son dispositif de mise en œuvre sont tels que l'eau à traiter et un gaz oxygéné servant au traitement sont amenés et mélangés dans une chambre inférieure (5) délimitée par le plancher-support (2) sur lequel repose un lit fixe de matériau granulaire (3) ensemencé en micro-organismes bactériens, et le fond (4) d'une enceinte (1), et ce par l'intermédiaire de moyens d'injection (6, 7, 8, 9, 15, 19) débouchant dans cette chambre inférieure (5) et disposés intégralement en dessous dudit plancher-support (2), conduisant ainsi à l'obtention d'une eau oxygénée qui, en courant ascendant, trouve d'abord le plancher-support (2) puis traverse le lit de matériau granulaire (3) sur toute sa hauteur, l'eau traitée étant finalement recueillie au-dessus dudit lit (3).
Description
La présente invention est relative à l'épuration par voie biologique d'eaux résiduaires telles que notamment les eaux urbaines et les eaux industrielles, et s'applique de manière préférentielle au traitement d'eaux résiduaires préalablement dégrillées, déshuilées et désablées.
Plus particulièrement, 1 invention concerne un procédé et un dispositif du type selon lequel l'eau à traiter et un gaz oxygéné sont amenés à traverser, en courant ascendant, un lit fixe de matériau granulaire ensemencé en micro-organismes bactériens et disposé sur un plancher-support situé à un niveau intermédiaire d'une enceinte.
On connaît depuis longtemps des procédés pour épurer des eaux chargées de pollution organique au moyen de microorganismes fixés sur un lit immergé de matériau granulaire, disposé dans un réacteur biologique et reposant sur un plancher-support, les micro-organismes étant de nature à biodégrader cette pollution organique. La biodégradation ne peut cependant se faire que si les micro-organismes reçoivent un apport suffisant à leurs besoins énergétiques, leur reproduction et leur respiration endogène ; cet apport est réalisé par l'insufflation d'un gaz oxygéné comme par exemple de l'air atmosphérique, de l'oxygénée pur ou de l'air enrichi en oxygène. Le réacteur biologique joue ainsi un rôle de filtration pour les boues en excès provenant du développement de la masse bactérienne à l'intérieur même du réacteur, ainsi que pour les matières en suspension apportees par l'eau à traiter, conduisant ainsi à un colmatage progressif du matériau granulaire ; il est par conséquent nécessaire d'effectuer des lavages périodiques à l'air et à l'eau afin de débarrasser ce dernier de ces matières en suspension et boues en excès.
La difficulté principale de mise en oeuvre de ces procédés dans un réacteur fonctionnant en courant ascendant consiste à répartir de façon homogène, dans toute la masse du matériau granulaire, l'eau à traiter et le gaz oxygène nécessaire au déroulement du procédé. Cette distribution homogène des deux fluides au sein du matériau granulaire est indispensable pour le bon fonctionnement du procédé, une mauvaise répartition de l'eau à traiter entraînant une utilisation défectueuse de la totalité du volume du lit fixe et par voie de conséquence une dégradation des rendements d'épuration, une mauvaise répartition de l'air conduisant à la création de zones anaérobies et donc également à une baisse d'efficacité du réacteur.
Pour assurer cette répartition, diverses solutions ont été jusqu'à présent proposees.
Une première solution consiste à injecter le gaz oxygéné de traitement directement dans le matériau granulaire, et ce par l'intermédiaire d'un système d'injection constitué par un tuyau perforé ou un réseau de tuyauteries perforées, cette solution présentant alors les inconvénients suivants
- lorsque le débit de gaz oxygéné est faible ou
lorsque l'installation est à l'arrêt, le tuyau ou
réseau de tuyauteries se remplit d'eau brute, c'est
à-dire d'eau à traiter, ce qui entraîne
l'obstruction à plus ou moins longue échéance des
orifices de passage du gaz oxygéné, par suite du
développement bactérien qui s'y produit
- ce système d'injection, de par sa présence au sein
même du matériau granulaire en perturbe le
fonctionnement car il constitue une gêne pour
l'écoulement des fluides, et ce aussi bien en phase
de traitement qu'en phase de lavage, l'efficacité de
ces opérations s'en trouvant ainsi réduite
- toute opération de maintenance sur ce système
d'injection nécessite la dépose du matériau
granulaire, préalablement à toute intervention.
- lorsque le débit de gaz oxygéné est faible ou
lorsque l'installation est à l'arrêt, le tuyau ou
réseau de tuyauteries se remplit d'eau brute, c'est
à-dire d'eau à traiter, ce qui entraîne
l'obstruction à plus ou moins longue échéance des
orifices de passage du gaz oxygéné, par suite du
développement bactérien qui s'y produit
- ce système d'injection, de par sa présence au sein
même du matériau granulaire en perturbe le
fonctionnement car il constitue une gêne pour
l'écoulement des fluides, et ce aussi bien en phase
de traitement qu'en phase de lavage, l'efficacité de
ces opérations s'en trouvant ainsi réduite
- toute opération de maintenance sur ce système
d'injection nécessite la dépose du matériau
granulaire, préalablement à toute intervention.
Une seconde solution consiste à introduire l'eau à traiter directement dans le matériau granulaire, et ce par l'intermédiaire d'un système de distribution constitué par un tuyau muni d'orifices de passage d'eau ou par un réseau de tuyauteries perforées. Lâ encore on retrouve les mêmes inconvénients que ceux cités à l'encontre de la solution précédente.
Une troisième solution enfin consiste à amener l'eau à traiter ainsi que l'air de traitement dans une chambre située en-dessous du plancher-support du lit de matériau granulaire, l'eau à la partie inférieure et l'air à la partie supérieure où se forme un matelas d'air, puis à injecter ces deux fluides dans le matériau granulaire et ce par l'intermédiaire de buselures disposées dans le plancher-support, chaque buselure comportant de façon connue une tête perforée émergeant au-dessus du plancher dans le remplissage de matériau granulaire, et une tige creuse plongeant dans la chambre située en-dessous du plancher support, l'extrémité supérieure de la tige comportant au moins un orifice de passage, en contact avec le matelas d'air de manière à permettre l'injection d'air dans la tige, alors que l'extrémité inférieure est noyée dans l'eau à traiter, permettant ainsi à cette dernière de traverser les buselures.
Cette solution présente cependant les inconvénients suivants
- l'eau brute transporte des impuretés susceptibles
d'obstruer partiellement ou totalement les orifices
supérieurs d'admission d'air des tiges et, de ce
fait, un certain nombre de buselures ne remplissent
plus leur fonction d'aération du lit de matériau
granulaire dont l'efficacité s'en trouve par
conséquent diminuée
- de par leur présence au sein du matériau granulaire,
les orifices des têtes de buselures peuvent être
obturés par des particules de matériau granulaire
mal calibrées mais sont également sujets, au cours
du temps, à un colmatage par des graisses issues de
l'eau à traiter ou par de la biomasse en excès ; il
en résulte alors une mauvaise répartition de l'eau
oxygénée, et donc de l'air, dans le matériau
granulaire, ce qui conduit à former localement,
notamment dans la masse de matériau granulaire
disposée entre les têtes de buselures et à un niveau
compris approximativement entre le sommet desdites
têtes et le plancher-support, des zones anaérobies
qui sont préjudiciables à la vie des bactéries, et
donc à la qualité du traitement de purification, et
ce d'autant plus que la croissance bactérienne étant
arrêtée dans ces zones, celles-ci constituent des
sites de moindre colmatage où l'eau à traiter a
tendance à s'écouler préférentiellement ; de plus,
en phase de lavage du matériau granulaire, ces zones
anaérobies se révèlent difficiles à nettoyer
- toute opération de maintenance, et notamment de
nettoyage des têtes de buselures nécessite la dépose
du matériau granulaire pour pouvoir accéder à ces
têtes.
- l'eau brute transporte des impuretés susceptibles
d'obstruer partiellement ou totalement les orifices
supérieurs d'admission d'air des tiges et, de ce
fait, un certain nombre de buselures ne remplissent
plus leur fonction d'aération du lit de matériau
granulaire dont l'efficacité s'en trouve par
conséquent diminuée
- de par leur présence au sein du matériau granulaire,
les orifices des têtes de buselures peuvent être
obturés par des particules de matériau granulaire
mal calibrées mais sont également sujets, au cours
du temps, à un colmatage par des graisses issues de
l'eau à traiter ou par de la biomasse en excès ; il
en résulte alors une mauvaise répartition de l'eau
oxygénée, et donc de l'air, dans le matériau
granulaire, ce qui conduit à former localement,
notamment dans la masse de matériau granulaire
disposée entre les têtes de buselures et à un niveau
compris approximativement entre le sommet desdites
têtes et le plancher-support, des zones anaérobies
qui sont préjudiciables à la vie des bactéries, et
donc à la qualité du traitement de purification, et
ce d'autant plus que la croissance bactérienne étant
arrêtée dans ces zones, celles-ci constituent des
sites de moindre colmatage où l'eau à traiter a
tendance à s'écouler préférentiellement ; de plus,
en phase de lavage du matériau granulaire, ces zones
anaérobies se révèlent difficiles à nettoyer
- toute opération de maintenance, et notamment de
nettoyage des têtes de buselures nécessite la dépose
du matériau granulaire pour pouvoir accéder à ces
têtes.
La présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients que présentent les solutions proposées jusqu'à présent.
A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé pour la purification, par voie biologique, d'eaux résiduaires selon lequel l'eau à traiter et un gaz oxygéné servant au traitement de celle-ci sont amenés à circuler de bas en haut dans une enceinte munie, à un niveau intermédiaire, d'un plancher-support sur lequel repose un lit fixe de matériau granulaire ensemencé en micro-organismes bactériens, ledit procédé étant tel que l'eau à traiter et le gaz oxygéné sont amenés et mélangés dans une chambre inférieure délimitée par le plancher-support et le fond de l'enceinte, et ce par l'intermédiaire de moyens d'injection débouchant dans cette chambre inférieure et disposés intégralement en-dessous dudit plancher-support, conduisant ainsi à l'obtention d'une eau oxygénée qui, en courant ascendant, traverse d'abord le plancher-support, ce dernier présentant une structure apte à laisser ruisseler l'eau, puis traverse le lit de matériau granulaire sur toute sa hauteur, l'eau traitée étant finalement recueillie au-dessus dudit lit de matériau granulaire.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention
- l'eau traitée est évacuée par surverse au-dessus du
lit de matériau granulaire
- le lit de matériau granulaire est lavé
périodiquement par l'intermédiaire d'un courant
ascendant d'eau de lavage et de gaz oxygéné de
lavage qui sont amenés et mélangés dans la chambre
inférieure de l'enceinte et dont les moyens
d'injection sont disposés intégralement en-dessous
du plancher-support dudit lit.
- l'eau traitée est évacuée par surverse au-dessus du
lit de matériau granulaire
- le lit de matériau granulaire est lavé
périodiquement par l'intermédiaire d'un courant
ascendant d'eau de lavage et de gaz oxygéné de
lavage qui sont amenés et mélangés dans la chambre
inférieure de l'enceinte et dont les moyens
d'injection sont disposés intégralement en-dessous
du plancher-support dudit lit.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci-dessus, du type comportant une enceinte munie, à un niveau intermédiaire, d'un plancher-support sur lequel repose un lit fixe de matériau granulaire ensemencé en micro-organismes bactériens, et munie de moyens d'injection destinés à amener et à mélanger l'eau à traiter et un gaz oxygéné à la base de l'enceinte, un moyen de récupération de l'eau traitée étant disposé au-dessus du lit de matériau granulaire, ledit dispositif étant tel que les moyens d'injection de l'eau à traiter et du gaz oxygéné débouchent dans une chambre inférieure délimitée par le plancher-support et le fond de l'enceinte et sont intégralement disposés en-dessous dudit plancher-support, ce dernier présentant une structure apte à laisser ruisseler l'eau.
Ainsi conformément à la présente invention, le procédé de purification s'effectuant dans une enceinte unique, l'eau à traiter et un gaz oxygéné de traitement, comme par exemple de l'air atmosphérique, de l'oxygène pur ou de l'air enrichi en oxygène, sont introduits dans une chambre inférieure de l'enceinte, située en-dessous du plancher-support du lit de matériau granulaire, et ce par l'intermédiaire de moyens d'injection appropriés, tels que par exemple des tuyauteries perforées ou des éléments de distribution du type buselures ou analogue, lesdits moyens d'injection étant situés intégralement en-dessous dudit plancher-support, c'est-à-dire sans contact aucun avec le matériau granulaire dont ils ne perturbent par conséquent pas le fonctionnement. Cette disposition particulière des moyens d'injection permet ainsi de réaliser un mélange homogène de l'eau à traiter et du gaz oxygéné en-dessous du lit de matériau granulaire, conduisant ainsi à l'obtention d'une eau oxygénée qui, en courant ascendant, traverse le plancher support sur toute sa surface, ce dernier présentant une structure apte au passage de l'eau, telle que par exemple une structure type grille ou analogue, puis traverse le lit de matériau granulaire sur toute sa hauteur, l'eau traitée étant récupérée, par surverse notamment, au-dessus du lit de matériau granulaire
De manière avantageuse, le plancher-support est un caillebotis en matériau rigide tel que par exemple un caillebotis en matière plastique rigide, offrant ainsi une grande surface de passage, difficile à colmater par comparaison avec un plancher à buselures, et permettant de surcroît de maîtriser les pertes de charge du système.
De manière avantageuse, le plancher-support est un caillebotis en matériau rigide tel que par exemple un caillebotis en matière plastique rigide, offrant ainsi une grande surface de passage, difficile à colmater par comparaison avec un plancher à buselures, et permettant de surcroît de maîtriser les pertes de charge du système.
On obtient ainsi une répartition homogène de l'eau oxygénée dans toute la masse de matériau granulaire dont on utilise de manière optimale la totalité du volume pour dégrader les pollutions organiques contenues dans l'eau à traiter, ainsi que pour filtrer la biomasse produite et les matières en suspension apportées par l'eau à traiter, ce qui conduit à des rendements d'épuration élevés.
De manière préférentielle, le lit de matériau granulaire est constitué de plusieurs couches de particules dont les granulométries sont décroissantes du bas vers le haut. Les matériaux filtrants sont caractérisés par un certain nombre de paramètres dont les principaux sont la taille effective, le coefficient d'uniformité et la forme des grains , on peut ainsi modifier l'un de ces paramètres sur l'une des couches afin d'optimiser la filtration ou l'épuration.
Dans une disposition particulièrement avantageuse, la couche inférieure du matériau granulaire, c'est-à-dire celle qui se trouve en contact direct avec le plancher-support, est constituée de billes de verre de granulométrie uniforme, favorisant ainsi une répartition hydraulique homogène à travers la masse de matériau granulaire ; en plus de cette première couche de billes de verre, le lit de matériau granulaire peut alors par exemple présenter, du bas vers le haut, une seconde couche de graviers et une troisième couche de pouzzolanes ou tout matériau de même nature.
D'autre part, étant donné que les moyens d'injection d'eau et de gaz oxygéné sont disposés intégralement endessous du plancher-support, il est possible d'y accéder facilement ; pour cela, il suffit de ménager au moins un trou d'homme dans la paroi de la chambre inférieure de l'enceinte, permettant de ce fait des opérations de maintenance sur le plancher-support ainsi que sur les moyens d'injection d'eau et de gaz oxygéné, et cela sans avoir à déposer le matériau granulaire.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, relative à des exemples non limitatifs de réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Au cours de cette description on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un
dispositif de mise en oeuvre du procédé selon
l'invention
- la Fig. 2 est une vue analogue d'un autre mode de
réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre du
procédé selon l'invention.
- la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un
dispositif de mise en oeuvre du procédé selon
l'invention
- la Fig. 2 est une vue analogue d'un autre mode de
réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre du
procédé selon l'invention.
Le dispositif de purification biologique, tel que représenté à la Fig. 1, comporte une enceinte 1 ouverte à sa partie supérieure et munie, à un niveau intermédiaire, d'un plancher-support 2, du type caillebotis, sur lequel repose un lit fixe de matériau granulaire 3 support des microorganismes bactériens.
Ce lit 3 est constitué successivement, de bas en haut, par une première couche A de billes de verre, une deuxième couche B de graviers et une troisième couche C de pouzzolanes, les granulométries de ces trois couches étant décroissantes du bas vers le haut et étant choisies de manière à obtenir les meilleures performances.
Le plancher-support 2 délimite avec le fond 4 de l'enceinte 1 une chambre inférieure 5 dans laquelle on amène l'eau à traiter, à savoir une eau résiduaire préalablement dégrillée, déshuilée et désablée, ainsi que le gaz oxygéné, ici de l'air.
Le moyen d'injection du gaz oxygéné servant au traitement est constitué par un plancher 6 équipé de buselures 7 et situé dans la chambre inférieure 5, à proximité du fond 4 de l'enceinte 1, ledit gaz oxygéné étant amené dans cette chambre inférieure 5 par l'intermédiaire d'une tubulure 8 située en-dessous dudit plancher 6, le moyen d'injection de l'eau à traiter étant constitué par une canalisation 9 percée d'orifices et qui traverse la chambre inférieure 5 à un niveau compris entre le plancher 6 à buselures et le plancher-support 2 du lit de matériau granulaire 3.
Les buselures 7 sont des buselures classiques, de forme connue, chacune comportant une tête débouchant audessus du plancher 6 et munie d'une série d'orifices avantageusement réalisés sous forme de fentes, ainsi qu'une tige creuse traversant ledit plancher 6 et débouchant endessous de celui-ci, chaque tige présentant un orifice supérieur d'admission d'air situé en-dessous du plancher 6 et, à la partie inférieure, une fente servant au passage de l'eau de lavage du matériau granulaire.
Ainsi, pendant le processus de purification, l'oxygène nécessaire au traitement est transféré dans l'enceinte 1 par insufflation directe d'air à travers la tubulure 8. I1 se forme alors, sous le plancher 6, un matelas d'air d'une épaisseur telle que les orifices supérieurs des tiges de buselure s'y trouvent noyés, permettant ainsi, par l'intermédiaire des têtes fendues desdites buselures 7, une répartition uniforme de l'air de traitement dans l'eau à traiter arrivant par la canalisation 9.
Le mélange homogène d'eau à traiter et d'air qui s'effectue dans la chambre inférieure 5, entre le planchersupport 2 et le plancher 6 à buselures 7, conduit ainsi à l'obtention d'une eau oxygénée qui, en courant ascendant, traverse le caillebotis 2, puis traverse la totalité du volume du matériau granulaire 3 où se produit simultanément la biodégradation des pollutions dissoutes contenues dans l'eau à traiter ainsi que la filtration des boues produites et des matières en suspension véhiculées par l'eau à traiter.
L'eau traitée est finalement recueillie au-dessus dudit lit 3, dans une zone supérieure 10 où, par surverse, l'eau traitée s'écoule dans une goulotte 11 pour être ensuite évacuée hors de l'enceinte 1 par un conduit d'évacuation 12.
Etant donné le colmatage progressif du lit de matériau granulaire 3 au cours du traitement de purification, il s'avère nécessaire de procéder à des lavages périodiques du filtre afin d'en évacuer les matières responsables du colmatage, à savoir notamment les matières en suspension apportées par l'eau et les boues produites en cours de purification, ces lavages étant pratiqués à l'aide de cocourants ascendants d'eau de lavage et de gaz oxygéné de lavage.
A cet effet, pendant la phase de lavage du lit de matériau granulaire 3, l'eau de lavage qui est ici de l'eau traitée recueillie à l'issue du processus de purification, est introduite dans la chambre inférieure 5 de l'enceinte 1 par l'intermédiaire d'un conduit 13 situé en-dessous de la tubulure 8 d'apport de gaz oxygéné qui, au cours de cette opération, sert à insuffler le gaz oxygéné nécessaire au lavage, ce dernier étant de l'air dans le cas présent.
De manière générale, le processus de lavage comprend les étapes successives suivantes
- une première phase qui consiste à insuffler de l'air
à débit élevé à travers la tubulure 8, l'épaisseur
du matelas d'air qui se crée sous le plancher 6
étant alors telle que les orifices supérieurs ainsi
qu'une fraction ou la totalité des fentes des tiges
des buselures 7 sont en contact avec ce matelas
d'air, permettant ainsi à une quantité importante
d'air de traverser ces buselures 7 pour venir
décolmater la masse de matériau granulaire.
- une première phase qui consiste à insuffler de l'air
à débit élevé à travers la tubulure 8, l'épaisseur
du matelas d'air qui se crée sous le plancher 6
étant alors telle que les orifices supérieurs ainsi
qu'une fraction ou la totalité des fentes des tiges
des buselures 7 sont en contact avec ce matelas
d'air, permettant ainsi à une quantité importante
d'air de traverser ces buselures 7 pour venir
décolmater la masse de matériau granulaire.
- Une seconde phase au cours de laquelle on maintient
l'insufflation d'air en y ajoutant cependant un
faible débit d'eau traitée que l'on introduit sous
le plancher 6 par l'intermédiaire du conduit 13
compte-tenu de l'importance du débit d'air, la perte
de charge créée par les buselures 7 prend une valeur
telle que les orifices supérieurs ainsi qu'une
fraction des fentes des tiges de ces buselures sont
en contact avec le matelas d'air formé sous le
plancher 6, permettant ainsi le passage au travers
desdites buselures 7 de l'air de lavage qui se
mélange ainsi à l'eau de lavage, c'est-à-dire l'eau
traitée, qui pénètre dans ces buselures 7 par
l'orifice inférieur de leur tige ; pendant cette
opération, les matières responsables du colmatage du
filtre de matériau granulaire ainsi que l'eau de
lavage sont dirigées vers le haut de l'enceinte 1,
puis évacuées par la goulotte il et le conduit
d'évacuation 12 pour être finalement collectées dans
un bassin de décantation (non représenté).
l'insufflation d'air en y ajoutant cependant un
faible débit d'eau traitée que l'on introduit sous
le plancher 6 par l'intermédiaire du conduit 13
compte-tenu de l'importance du débit d'air, la perte
de charge créée par les buselures 7 prend une valeur
telle que les orifices supérieurs ainsi qu'une
fraction des fentes des tiges de ces buselures sont
en contact avec le matelas d'air formé sous le
plancher 6, permettant ainsi le passage au travers
desdites buselures 7 de l'air de lavage qui se
mélange ainsi à l'eau de lavage, c'est-à-dire l'eau
traitée, qui pénètre dans ces buselures 7 par
l'orifice inférieur de leur tige ; pendant cette
opération, les matières responsables du colmatage du
filtre de matériau granulaire ainsi que l'eau de
lavage sont dirigées vers le haut de l'enceinte 1,
puis évacuées par la goulotte il et le conduit
d'évacuation 12 pour être finalement collectées dans
un bassin de décantation (non représenté).
- Et enfin une dernière phase de rinçage à l'eau
traitée seule, à débit élevé, où l'eau, introduite
par le conduit 13 sous le plancher 6, passe à
travers les buselures 7 pour venir débarrasser le
matériau granulaire 3 des matières de colmatage
résiduelles.
traitée seule, à débit élevé, où l'eau, introduite
par le conduit 13 sous le plancher 6, passe à
travers les buselures 7 pour venir débarrasser le
matériau granulaire 3 des matières de colmatage
résiduelles.
Il est à noter que, au cours de ces différentes opérations, les buselures 7 ne risquent pas de se boucher puisque l'eau de lavage utilisée est de l'eau traitée, c'est à-dire de l'eau propre.
Il en va de même au cours du traitement de purification où l'eau à traiter ne traverse pas ces buselures 7.
D'autre part, afin de permettre des opérations de maintenance, notamment de nettoyage ou de réparation, sur le plancher-support 2, sur le plancher 6 à buselures 7 ainsi que sur la canalisation 9 de distribution d'eau à traiter, on a équipé la paroi de la chambre inférieure 5 de l'enceinte 1 d'un trou d'homme 14 ; ainsi, de par la localisation des moyens d'injection d'air et d'eau de traitement ou de lavage en-dessous du plancher-support 2, toute intervention d'entretien sur ceux-ci s'avère aisée et présente l'avantage de ne pas nécessiter la dépose du matériau granulaire.
La variante de réalisation illustrée à la Fig. 2 ne diffère du dispositif représenté à la Fig. 1 que par la nature et le positionnement des moyens d'injection d'eau et de gaz oxygéné pour le traitement de purification. Ainsi, pour le dispositif de purification biologique tel que représenté à la Fig 2, le moyen d'injection du gaz oxygéné pour le traitement est constitué par un réseau de distribution de gaz oxygéné 15 qui s'étend intégralement dans la chambre inférieure 5 de l'enceinte 1, en-dessous du plancher-support 2 du lit de matériau granulaire 3, ledit réseau comprenant un faisceau de tubulures 16 munies d'organes de distribution du gaz oxygéné 17 et reliées à une nourrice principale 18 d'alimentation en gaz oxygéné, le moyen d'injection d'eau à traiter étant constitué par un réseau de distribution d'eau 19 qui s'étend également dans la chambre inférieure 5, et ce à un niveau plus bas que celui du réseau de distribution du gaz oxygéné 15, ledit réseau d'eau 19 comprenant un faisceau de canalisations 20 percées d'orifices de passage et reliées à un conduit principal 21 d'alimentation en eau à traiter.
Les organes 17 de distribution du gaz oxygéné, de l'air ici, sont montés de manière amovible sur les tubulures 16 et sont destinés à distribuer de fines ou moyennes bulles d'air, mais ne peuvent être en aucun cas traversés par de l'eau ; de manière connue, ces organes 17 peuvent être du type buselures, membranes ou analogue.
Le principe du traitement de purification utilisant ce dispositif est analogue à celui décrit pour le mode de réalisation représenté à la Fig. 1, et conduit à des avantages de même nature, notamment en ce qui concerne l'obtention, dans la chambre inférieure 5, d'une eau uniformément oxygénée qui, en courant ascendant, traverse le caillebotis 2, puis traverse la totalité du volume du matériau granulaire 3, le transfert d'air nécessaire aux réactions biologiques s'effectuant correctement en chaque point du lit 3.
En ce qui concerne le lavage du matériau granulaire 3, on procède de manière identique à ce qui a été décrit précédemment pour le mode de réalisation de la Fig. 1, à la différence cependant que, pendant cette phase de lavage, l'eau de lavage et le gaz oxygéné nécessaire à cette opération de lavage sont introduits dans la chambre inférieure 5 de l'enceinte 1 par l'intermédiaire respectivement du réseau de distribution d'eau 19 et du réseau de distribution de gaz oxygéné 15, de l'air ici
Un autre avantage de ce mode de réalisation par rapport à celui décrit à la Fig. 1 est le fait que ce lavage peut s'effectuer indifféremment à l'eau traitée ou à l'eau à traiter, permettant dans ce dernier cas de réaliser des économies de coûts d'installation et d'exploitation d'un tel procédé.
Un autre avantage de ce mode de réalisation par rapport à celui décrit à la Fig. 1 est le fait que ce lavage peut s'effectuer indifféremment à l'eau traitée ou à l'eau à traiter, permettant dans ce dernier cas de réaliser des économies de coûts d'installation et d'exploitation d'un tel procédé.
Le procédé selon l'invention et son dispositif de mise en oeuvre s'appliquant plus particulièrement au traitement de la pollution carbonée, mais peuvent également être utilisés pour réaliser un traitement de nitrification.
Claims (12)
1.- Procédé pour la purification, par voie biologique, d'eaux résiduaires selon lequel l'eau à traiter et un gaz oxygéné servant au traitement de celle-ci sont amenés à circuler de bas en haut dans une enceinte (1) munie, à un niveau intermédiaire, d'un plancher-support (2) sur lequel repose un lit fixe de matériau granulaire (3) ensemencé en micro-organismes bactériens, procédé caractérisé en ce que l'eau à traiter et le gaz oxygéné sont amenés et mélangés dans une chambre inférieure (5) délimitée par le planchersupport (2) et le fond (4) de l'enceinte (1), et ce par l'intermédiaire de moyens d'injection (6, 7, 8, 9, 15, 19) débouchant dans cette chambre inférieure (5) et disposés intégralement en-dessous dudit plancher-support (2), conduisant ainsi à l'obtention d'une eau oxygénée qui, en courant ascendant, traverse d'abord le plancher-support (2), ce dernier présentant une structure apte à laisser ruisseler l'eau, puis traverse le lit de matériau granulaire (3) sur toute sa hauteur, l'eau traitée étant finalement recueillie au-dessus du lit de matériau granulaire (3).
2.- Procédé suivant le revendication 1, caractérisé en ce que l'eau traitée est évacuée par surverse (11, 12) audessus du lit de matériau granulaire (3).
3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le lit de matériau granulaire (3) est lavé périodiquement par l'intermédiaire d'un courant ascendant d'eau de lavage et de gaz oxygéné de lavage qui sont amenés et mélangés dans la chambre inférieure (5) de l'enceinte (1) et dont les moyens d'injection (6, 7, 8, 13, 15, 19) sont disposés intégralement en-dessous du planchersupport (2) dudit lit (3).
4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant une enceinte (1) munie, à un niveau intermédiaire, d'un planchersupport (2) sur lequel repose un lit fixe de matériau granulaire (3) ensemencé en micro-organismes bactériens, et munie de moyens d'injection destinés à amener et à mélanger l'eau à traiter et un gaz oxygéné à la base de l'enceinte (1), un moyen de récupération de l'eau traitée étant disposé au-dessus du lit de matériau granulaire (3), dispositif caractérisé en ce que les moyens d'injection de l'eau à traiter et du gaz oxygéné (6, 7, 8, 9, 15, 19) débouchent dans une chambre inférieure (5) délimitée par le plancher-support (2) et le fond (4) de l'enceinte (1) et sont intégralement disposés en-dessous dudit plancher-support (2), ce dernier présentant une structure apte à laisser ruisseler l'eau.
5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le plancher-support (2) est un caillebotis en matériau rigide.
6.- Dispositif suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le lit de matériau granulaire (3) est constitué de plusieurs couches de particules (A, B, C) dont les granulométries sont décroissantes du bas vers le haut.
7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la couche inférieure (A) du lit de matériau granulaire (3) c'est-à-dire la couche qui se trouve en contact avec le plancher-support (2) dudit lit (3), est constituée de billes de verre.
8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que au moins un trou d'homme (14) est ménagé dans la paroi de la chambre inférieure (5) de l'enceinte (1), de manière à permettre des opérations de maintenance sur le plancher-support (2) ainsi que sur les moyens d'injection d'eau et de gaz oxygéné (6, 7, 9, 15, 19).
9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le moyen d'injection du gaz oxygéné servant au traitement est constitué par un plancher (6) équipé de buselures (7) et situé dans la chambre inférieure (5), à proximité du fond (4) de l'enceinte (1), ledit gaz oxygéné étant amené dans ladite chambre inférieure (5) par l'intermédiaire d'une tubulure (8) située en-dessous dudit plancher (6) à buselures, le moyen d'injection de l'eau à traiter étant constitué par une canalisation (9) percée d'orifices qui traverse la chambre inférieure (5), et ce à un niveau compris entre le plancher (6) à buselures et le plancher-support (2) du lit de matériau granulaire (3).
10.- Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que pendant la phase de lavage du lit de matériau granulaire (3), l'eau de lavage est introduite dans le chambre inférieure (5) de l'enceinte (1) par l'intermédiaire d'un conduit (13) situé en-dessous de la tubulure (8) d'apport de gaz oxygéné qui, au cours de cette opération, sert à insuffler le gaz oxygéné nécessaire au lavage.
11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le moyen d'injection du gaz oxygéné pour lue traitement est constitué par un réseau de distribution de gaz oxygéné (15) qui s'étend intégralement dans la chambre inférieure (5) de l'enceinte (1), en-dessous du plancher-support (2) du lit de matériau granulaire (3), ledit réseau (15) comprenant un faisceau de tubulures (16) munies d'organes (17) de distribution du gaz oxygéné et reliées à une nourrice principale (18) d'alimentation en gaz oxygéné, le moyen d'injection d'eau à traiter étant constitué par un réseau de distribution d'eau (19) qui s'étend également dans la chambre inférieure (5), et ce à un niveau plus bas que celui du réseau de distribution de gaz oxygéné (15), ledit réseau d'eau (19) comprenant un faisceau de canalisations (20) percées d'orifices de passage et reliées à un conduit principal (21) d'alimentation en eau à traiter.
12.- Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que pendant la phase de lavage du lit de matériau granulaire (3), l'eau de lavage et le gaz oxygéné nécessaire à cette opération de lavage sont introduits dans la chambre inférieure (5) de l'enceinte (1) par l'intermédiaire respectivement du réseau de distribution d'eau (19) et du réseau de distribution du gaz oxygéné (15).
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