FR2690683A1 - Procédé et installation d'épuration d'eaux résiduaires, et en particulier d'élimination de la pollution azotée, par voie biologique. - Google Patents
Procédé et installation d'épuration d'eaux résiduaires, et en particulier d'élimination de la pollution azotée, par voie biologique. Download PDFInfo
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Abstract
- Le procédé selon l'invention consiste à faire migrer les eaux à épurer au travers d'un premier réacteur (R1 ) éliminant la pollution organique non azotée et transformant la pollution organique azotée en métabolites intermédiaires, de premier et de second ordre, à fixer ceux-ci dans (R1 ), à traiter l'éluat de (R1 ) dans un deuxième réacteur (R2 ) apte à éliminer les métabolites azotés de deuxième ordre, à prévoir une phase de repos de (R1 ), au cours de laquelle les métabolites fixés de premier ordre sont transformés en métabolites de deuxième ordre, et à reproduire cycliquement ces étapes. - L'invention concerne, également, une installation permettant la mise en œuvre en continu du procédé. - Application aux eaux usées domestiques ou industrielles.
Description
PROCEDE ET INSTALLATION D'EPURATION D'EAUX RESIDUAIRES, ET EN
PARTICULIER D'ELIMINATION DE LA POLLUTION AZOTEE, PAR VOIE
BIOLOGIQUE
Le domaine de la présente invention est celui du traitement des eaux usées, notamment domestiques ou industrielles, par mise en oeuvre de micro-organismes métabolisant les matières organiques poLLuantes en sous produits inoffensifs pour l'environnement.
PARTICULIER D'ELIMINATION DE LA POLLUTION AZOTEE, PAR VOIE
BIOLOGIQUE
Le domaine de la présente invention est celui du traitement des eaux usées, notamment domestiques ou industrielles, par mise en oeuvre de micro-organismes métabolisant les matières organiques poLLuantes en sous produits inoffensifs pour l'environnement.
La présente invention concerne ainsi un procédé biologique d'épuration d'eaux résiduaires, et en particulier, d'élimination de la pollution azotée par fermentation bactérienne, mettant en oeuvre des réacteurs constitués par des bassins d'infiltration dans lesquels sont plantés des végétaux supportant au moins une partie de la biomasse fermentaire utile.
La présente invention est, également, relative à une installation susceptible de permettre la mise en oeuvre d'un tel procédé.
On connaît déjà de nombreux procédés permettant l'élimination, par oxydation biologique, des matières organiques poLLuantes que peuvent contenir les eaux résiduaires d'origine domestique, industrielle ou autre.
Ces procédés appartiennent à deux grandes familles de techniques, que sont les techniques à culture libre et les techniques à culture fixée.
Les procédés mettant en oeuvre la culture libre sont ceux dans Lesquels la biomasse fermentaire active est à l'étant libre, disséminée dans la suspension réactionnelle. Ces procédés trouvent leur application, par exemple, dans le lagunage ou dans les stations d'épuration traditionnelles à boues activées.
Les inconvénients essentiels de ce type de procédé à culture libre résident dans la nécessité de surveillance, de contrôle et de maintenance qu'elles imposent. Par ailleurs, les boues activées récupérées après décantation de la suspension traitée, constituent des rejets dont on maîtrise encore difficilement le traitement, la valorisation ou la destruction.
Ces inconvénients ne les empêchent pas d'être Largement repandus, à l'heure actuelle, dans les centre de traitement des eaux domestiques ou industrielles, en raison du fait qu'elles donnent à peu près satisfaction quant à leurs performances de dépollution.
Il n'en reste pas moins que l'on ne saurait se contenter de cette situation, dans la mesure où on ne propose ici qu'une conversion de la charge polluante des eaux en rejets boueux, dont l'accumulation ne sera pas sans poser de problèmes à plus ou moins longue échéance.
S'agissant de la famille de procédés à culture fixée, elle englobe toutes les techniques dans lesquelles la biomasse fermentaire active est fixée sur un support qui peut être, par exemple, de nature minérale, végétale ou les deux.
On connaît ainsi des procédés mettant en oeuvre des dispositifs appelés "lits bactériens" dans lesquels les eaux polluées percolent sur un support grossier formé par exemple de gravier, de pouzzolane ou de plastique.
Un autre procédé à culture fixée fait intervenir des bassins contenant du sable, alimentés en alternance, et au travers desquels les eaux polluées sont susceptibles de percoler.
Un dernier exemple de procédé de traitement des eaux résiduaires, que l'on peut citer, se rapporte à l'utilisation de
Lits drainés, plantés de végétaux, notamment d'hélophytes, tels que le roseau (Phragmites communis). Suivant ce procédé, on fait migrer les eaux résiduaires au travers de ces lits, soit par percolation verticale en alternance ou en continu, soit par translation horizontale en continu. L'élimination des matières polluantes est ici le fait d'une flore bactérienne aérobie et anaérobie, fixée sur les matériaux contenus dans les bassins et sur les racines et rhizomes des végétaux.
Lits drainés, plantés de végétaux, notamment d'hélophytes, tels que le roseau (Phragmites communis). Suivant ce procédé, on fait migrer les eaux résiduaires au travers de ces lits, soit par percolation verticale en alternance ou en continu, soit par translation horizontale en continu. L'élimination des matières polluantes est ici le fait d'une flore bactérienne aérobie et anaérobie, fixée sur les matériaux contenus dans les bassins et sur les racines et rhizomes des végétaux.
Le propre de ces techniques de traitement à culture fixée, qui sont reconnues comme étant d'utilisation beaucoup plus souple et aisée que les techniques à culture libre, est de ne pas apporter, jusqu'alors, une solution technique satisfaisante en ce qui concerne la dépollution azotée des eaux résiduaires.
En effet, il est bien connu que La charge polluante organique dissoute, qui est celle visée par les traitements reposant sur la fermentation biologique, se décompose en une fraction organique carbonée et en une fraction organique non carbonée, notamment azotée.
La métabolisation biologique de la fraction organique carbonée en composés salubres donne généralement satisfaction, qu'il s'agisse de procédés à culture fixe ou à culture libre.
En revanche, les procédés biologiques à culture fixe conventionnels se sont révélés peu efficaces pour l'élimination de la pollution azotée Il s'ensuit que ce type de nuisance a toujours été plus ou moins négligé dans de tels procédés.
Or, on sait pourtant que les composés azotés contenus dans les eaux usées peuvent se révéler nocifs vis-å-vis de certains milieux récepteurs présents dans l'environnement.
La pollution azotée se rencontre habituellement dans les eaux résiduaires sous forme d'azote organique, d'azote ammoniacal et d'azote nitrique (nitrate-nitrite).
La pollution azotée organique, liée à la matière organique en suspension ou solubilisée, est constituée fréquemment par des protéines ou par l'urée ou ses dérivés. L'oxydation biologique de ces matières organiques azotées donne lieu à la formation de résidus comprenant de l'azote minéral sous forme ammoniacale. Il s'agit en fait d'ions ammonium sous forme dissoute.
Cette oxydation biologique est réalisée à l'aide de bactéries hétérotrophes, c'est-à-dire de bactéries qui ont besoin de matières organiques carbonées à titre de substrats de croissance.
Un des procédés connus pour l'élimination de l'azote ammoniacal polluant est la nitrification. Cette fermentation biologique permet la transformation des formes d'azote minéral les moins oxydées vers les formes les plus oxydées. Les micro-organismes utilisés pour cette nitrification sont des bactéries autotrophes qui requièrent du gaz carbonique comme substrat de croissance.
On sait, par ailleurs, que la nitrification est liée, d'une part, à L'absence de concentration importante en matières organiques polluantes, les bactéries autotrophes ne pouvant en effet se développer au sein de population importante de bactéries hétérotrophes et, d'autre part, à la présence des quantités d'oxygène moléculaire suffisantes.
La seule nitrification de l'azote ammoniacal ne suffit pas à assurer une dépollution correcte, car elle engendre la troisième forme de pollution azotée, qui est celle comprenant les ions nitrate et nitrite. Ces ions polluants peuvent d'ailleurs être également d'origine exogène.
Pour traiter une telle pollution par voie biologique, il convient de mettre en oeuvre des procédés de dénitrification conduisant à la transformation de l'azote sous forme nitrique en azote sous forme gazeuse. Les bactéries mises en oeuvre dans la dénitrification appartiennent à certaines classes de bactéries hétérotrophes, capables d'utiliser, en absence d'oxygène moléculaire, l'oxygène des molécules de nitrates-nitrites pour l'oxydation d'un substrat carboné. Cette flore bactérienne nécessite la présence d'une source de carbone organique. Elle prolifère en présence d' oxygène moléculaire mais ne développe son action dénitrifiante qu'en l'absence de ce corps chimique.
Il apparaît que la flore hétérotrophe, apte à transformer les nitrates/nitrites en azote gazeux, présente des conditions de fermentation antagonistes à celles de la flore autotrophe, apte à transformer l'azote ammoniacal en nitrite/nitrate.
En particulier, la flore hétérotrophe requiert des résidus carbonés pour être efficace, alors que ceux-ci sont des facteurs limitants de la flore autotrophe.
Par ailleurs, la flore hétérotrophe nécessite un milieu anoxique pour la fermentation azotée, alors que la flore autotrophe, de même que la flore métabolisant la pollution organique non azotée, ont besoin d'oxygène moléculaire pour la fermentation.
La dénitrification biologique est actuellement maîtrisée par utilisation de réacteurs immergés. L'inconvénient de ces techniques est qu'elles imposent le recours à des quantités non négligeables de carbone organique, qui se retrouvent dans les eaux dénitrifiées. Celles-ci doivent donc subir un traitement complémentaire de finition pour être débarrassées de cette notable pollution résiduelle carbonée.
Les procédés à culture fixe, du type lits bactériens ou bassins de sable, permettent une relative nitrification pour autant que certaines conditions plus ou moins contraignantes soient respectées (faible charge volumique...). Cependant, étant donné que par construction, les dispositifs pour la mise en oeuvre de tels procédés constituent des milieux oxygénés, ils ne permettent pas la dénitrification.
Concernant les procédés mettant en oeuvre des lits drainés plantés de végétaux, la nitrification n'est possible que lorsque les lits sont faiblement chargés en pollution organique, par rapport à leur volume. Il est donc nécessaire d'avoir recours à des surfaces de 4 à 10 m2, pour une profondeur variant entre 0,80 et 1,5 m, pour traiter la pollution équivalente à un habitant. Leur efficacité en nitrification reste donc des plus limitée.
Enfin, les lits drainés ne permettent qu'une dénitrification partielle dans la dépollution azotée.
Il ressort de ce qui précède que tes procédés à culture fixe connus n'ont pas surmonté les difficultés inhérentes aux contraintes antagonistes imposées par la biomasse fermentaire intervenant dans la dépollution azotée.
Dans ce contexte, L'invention se propose de remédier aux carences et aux imperfections de l'art antérieur et a, notamment, pour objet de fournir un procédé et une installation d'épuration biologique, et en particulier, de dépollution azotée, des eaux résiduaires mettant en oeuvre des cultures fixées dans des bassins d'infiltration plantés de végétaux, permettant d'assurer une très bonne dépollution azotée, sans affecter pour autant le traitement biologique des matières organiques carbonées.
Un autre objet de l'invention est d'offrir un procédé limitant les interventions humaines, susceptible de fonctionner en continu, sans nécessiter de contrôles permanents et contraignants et ce, sans retomber dans les travers propres aux procédés à cultures libres (accumulation de boues activées).
Ces buts sont atteints par le procédé selon l'invention, qui se caractérise en qu'il consiste, essentiellement
1 - à faire migrer, de préférence par vagues successives,
les eaux à épurer au travers d'au moins un premier
réacteur R1, dans lequel la charge polluante
organique non azotée et la charge polluante
organique azotée subissent une fermentation
conduisant, d'une part, à L'élimination au moins
partielle de la charge polluante organique non
azotée et, d'autre part, à une production du
métabolites azotés intermédiaires polluants, de
premier et de second ordre ;
2 - à fixer dans le réacteur R1 les métabolites azotés
intermédiaires de premier ordre ;
3 - à recueillir en sortie de R1 un éluat constitué
d'eau au moins en partie exempte de charge polluante
organique non azotée et comprenant des métabolites
azotés de second ordre ;
4 - à faire migrer cet éluat au travers d'au moins un
deuxième réacteur R2 placé dans des conditions
telles qu'il comprenne, d'une part, au moins une
zone anoxique, dans laquelle les métabolites azotés
de second ordre sont au moins en partie éliminés par
transformation fermentaire en azote gazeux
s 1échappant librement et, d'autre part, au moins une
zone oxygénée dans laquelle la charge polluante
organique non azotée est éliminée par fermentation ;
5 - à mettre au repos le premier réacteur R1 en
interrompant la migration de l'eau à épurer pendant
une durée donnée, au cours de laquelle les
metabolites azotés de premier ordre sont transformés
par fermentation en métabolites azotés de second
ordre ;
6 - et à reproduire cycliquement les étapes 1 à 5, de
telle sorte que les métabolites azotés de second
ordre produits lors de l'étape 5, soient acheminés au
travers de R2 par L'éluat émanant de R1.
1 - à faire migrer, de préférence par vagues successives,
les eaux à épurer au travers d'au moins un premier
réacteur R1, dans lequel la charge polluante
organique non azotée et la charge polluante
organique azotée subissent une fermentation
conduisant, d'une part, à L'élimination au moins
partielle de la charge polluante organique non
azotée et, d'autre part, à une production du
métabolites azotés intermédiaires polluants, de
premier et de second ordre ;
2 - à fixer dans le réacteur R1 les métabolites azotés
intermédiaires de premier ordre ;
3 - à recueillir en sortie de R1 un éluat constitué
d'eau au moins en partie exempte de charge polluante
organique non azotée et comprenant des métabolites
azotés de second ordre ;
4 - à faire migrer cet éluat au travers d'au moins un
deuxième réacteur R2 placé dans des conditions
telles qu'il comprenne, d'une part, au moins une
zone anoxique, dans laquelle les métabolites azotés
de second ordre sont au moins en partie éliminés par
transformation fermentaire en azote gazeux
s 1échappant librement et, d'autre part, au moins une
zone oxygénée dans laquelle la charge polluante
organique non azotée est éliminée par fermentation ;
5 - à mettre au repos le premier réacteur R1 en
interrompant la migration de l'eau à épurer pendant
une durée donnée, au cours de laquelle les
metabolites azotés de premier ordre sont transformés
par fermentation en métabolites azotés de second
ordre ;
6 - et à reproduire cycliquement les étapes 1 à 5, de
telle sorte que les métabolites azotés de second
ordre produits lors de l'étape 5, soient acheminés au
travers de R2 par L'éluat émanant de R1.
IL s'agit là d'une version statique du procédé. Les dispositions originales prévues permettent de garantir une élimination optimale de la matière organique polluante à la fois carbonée et azotée.
De façon préférée, ce procédé est mis en oeuvre suivant un mode de fonctionnement continu, en prévoyant, d'une part, au moins un couple de réacteurs R1 (R11, R12) séparés et étanches l'un par rapport à L'autre et fonctionnant chacun alternativement dans le cadre des étapes 1 à 6 et, d'autre part, au moins un réacteur R2 associé au couple de réacteurs R1.
Pour parfaire l'optimisation, il est avantageux d'associer le ou les couples de réacteurs R1 à au moins un couple de deux réacteurs R2 (R21-R22) séparés et etanches L'un par rapport à l'autre et fonctionnant chacun en alternance pour la mise en oeuvre de l'étape 4. Les réacteurs R2 sont donc ainsi successivement au repos et en service.
Cette phase de repos permet la vidange du réacteur R2 considéré, ce qui permet d'assurer son oxygénation et de prévenir son colmatage.
Au sens de l'invention, les métabolites azotés intermédiaire de premier ordre sont constitués par de l'azote ammoniacal, notamment sous forme d'ions ammonium, et les métabolites azotés intermédiaires de second ordre par des composés du genre nitrate ou nitrite.
L'une des caractéristiques essentielles du procédé suivant L'invention réside dans la fixation, au sein du réacteur
R1, des métabolites azotés de premier ordre, c'est-à-dire de l'azote ammoniacal se présentant sous forme d'ions ammonium électropositifs.
R1, des métabolites azotés de premier ordre, c'est-à-dire de l'azote ammoniacal se présentant sous forme d'ions ammonium électropositifs.
Cette fixation est réalisée à l'ai de de matériaux propres à retenir lesdits métabolites azotés de premier ordre, comme, par exemple, des produits ayant des sites chargés électro négativement, tels que des argiles ou des complexes humiques.
L'étape 4 requiert la présence dans le ou les réacteurs
R2 d'une zone anoxique et d'une zone oxygénée. L'obtention de la zone anoxique est avantageusement réalisée par immersion au moins partielle du réacteur R2 considéré. La zone oxygénée est localisée au voisinage des racines des végétaux.
R2 d'une zone anoxique et d'une zone oxygénée. L'obtention de la zone anoxique est avantageusement réalisée par immersion au moins partielle du réacteur R2 considéré. La zone oxygénée est localisée au voisinage des racines des végétaux.
Conformément à une variante de mise en oeuvre, le ou les réacteurs R2 sont alimentés en charge organique carbonée, lors de l'étape 4. Cette charge organique carbonée est, de préférence, constituée par une partie des eaux à épurer, représentant préférentiellement 5 à 15 %, et plus préférentiellement encore, 10 à 12 %, du volume des eaux traitées.
Dans le cadre de l'étape 5, le réacteur R1 peut avantageusement être mis à sec, de manière à permettre sa réoxygènati on.
Le procédé suivant L'invention sera étudié plus à fond dans le cadre de la description des exemples de réalisation de
L'installation entrant elle aussi dans le champ de L'invention.
L'installation entrant elle aussi dans le champ de L'invention.
Cette installation, du genre comprenant des réacteurs constitues par des bassins d'infiltration dans lesquels sont plantés des végétaux supportant au moins une partie de la biomasse fermentaire utile, est caractérisée en ce qu'elle comporte
- un dispositif d'alimentation en eau à épurer
fonctionnant, de préférence, de façon discontinue ;
- au moins un premier réacteur au travers duquel l'eau
à épurer provenant du dispositif d'alimentation peut
percoler, et comprenant, d'une part, de la biomasse
fermentaire apte à métaboliser au moins partiellement
la charge organique polluante non azotée en produits
non polluants, ainsi que la charge polluante organique
azotée en métabolites azotés intermédiaires polluants
de premier et de second ordre et, d'autre part, des
moyens de fixation des métabolites azotés de premier
ordre ;
- et au moins un deuxième réacteur R2 associé au
réacteur R1 apte à recevoir ltéluat recueilli en
sortie du réacteur R1 et au travers duquel ledit éluat
est susceptible de percoler, ce réacteur R2
comprenant
* de la biomasse fermentaire apte à transformer, dans
des conditions d'anoxie, les métabolites azotés de
second ordre en azote gazeux,
* de la biomasse fermentaire apte à métaboliser, en
présence d'oxygène, la charge organique polluante non
azotée en sous produits non polluants,
* au moins un conduit d'évacuation de l'eau épurée,
* et des moyens d'immersion permettant de placer ledit
réacteur R2 dans des conditions telles qu'il présente
au moins une zone d'anoxie et au moins une zone
oxygénée.
- un dispositif d'alimentation en eau à épurer
fonctionnant, de préférence, de façon discontinue ;
- au moins un premier réacteur au travers duquel l'eau
à épurer provenant du dispositif d'alimentation peut
percoler, et comprenant, d'une part, de la biomasse
fermentaire apte à métaboliser au moins partiellement
la charge organique polluante non azotée en produits
non polluants, ainsi que la charge polluante organique
azotée en métabolites azotés intermédiaires polluants
de premier et de second ordre et, d'autre part, des
moyens de fixation des métabolites azotés de premier
ordre ;
- et au moins un deuxième réacteur R2 associé au
réacteur R1 apte à recevoir ltéluat recueilli en
sortie du réacteur R1 et au travers duquel ledit éluat
est susceptible de percoler, ce réacteur R2
comprenant
* de la biomasse fermentaire apte à transformer, dans
des conditions d'anoxie, les métabolites azotés de
second ordre en azote gazeux,
* de la biomasse fermentaire apte à métaboliser, en
présence d'oxygène, la charge organique polluante non
azotée en sous produits non polluants,
* au moins un conduit d'évacuation de l'eau épurée,
* et des moyens d'immersion permettant de placer ledit
réacteur R2 dans des conditions telles qu'il présente
au moins une zone d'anoxie et au moins une zone
oxygénée.
Suivant un aspect de l'invention dans lequel
L'installation permet la mise en oeuvre du procédé biologique d'épuration en mode continu, il est prévu au moins un couple de deux réacteurs R1 séparés et étanches l'un par rapport à L'autre et, par ailleurs, au moins un réacteur R2, de préférence au moins un couple de deux réacteurs R2 associés au couple de réacteurs R1.
L'installation permet la mise en oeuvre du procédé biologique d'épuration en mode continu, il est prévu au moins un couple de deux réacteurs R1 séparés et étanches l'un par rapport à L'autre et, par ailleurs, au moins un réacteur R2, de préférence au moins un couple de deux réacteurs R2 associés au couple de réacteurs R1.
Dans une forme préférée de réalisation de l'installation conforme à L'invention, un couple de réacteurs R1 est associé à un réacteur R2 et un autre couple de réacteurs R1 est associé à un autre réacteur R2.
Il est judicieux d'exploiter la gravité pour assurer le transfert des liquides traités au sein de l'installation. Cela donne accès à une certaine autonomie et réduit notablement son coût de revient, dans la mesure où il n'est pas nécessaire d'avoir recours à des systèmes auxiliaires de transfert, tels que des pompes, qui sont consommatrices d'énergie.
On prévoit ainsi de disposer les (le) réacteurs R1 et les (le) réacteurs R2 en étages ou en terrasses.
Cet agencement comprend un premier étage regroupant les (le) réacteurs R1 et situé à une altitude supérieure à celle d'un deuxième étage comprenant les (le) réacteurs R2.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
La Fig. 1 est une vue schématique de dessus de
L'installation d'épuration biologique conforme à l'invention.
L'installation d'épuration biologique conforme à l'invention.
La Fig. 2 est une vue schématique en coupe verticale, selon la ligne II-II de la Fig. 1.
La Fig. 3 est une vue schématique en coupe verticale, selon la ligne III-III de la Fig 1 montrant un réacteur R1 du premier étage de L'installation suivant L'invention.
La Fig. 4 est une vue schématique en coupe verticale, selon la ligne IV-IV de la Fig. 1, montrant un réacteur R2 du deuxième étage de L'installation suivant l'invention.
La Fig. 5 est une vue schématique en coupe verticale d'un mode préféré de réalisation du système de siphon auto-amorçant appartenant au dispositif d'alimentation en eau à épurer de l'installation conforme à L'invention.
La Fig. 6 est une vue schématique en coupe selon un plan vertical d'une variante de réalisation du système de siphon auto-amorçant.
La Fig. 7 est une vue schématique partielle du dessus de la Fig. 6.
Dans l'exemple de réalisation montré aux Fig. 1 et 2, l'installation conforme à L'invention comprend un dispositif d'alimentation 1 en eaux à épurer, en relation avec quatre réacteurs R1, désignés par les références R11 à R14, ainsi qu'avec deux réacteurs R2, désignés par les références R21 et R22 et à la sortie desquels L'eau épurée est évacuée.
Comme cela ressort de la Fig 2, l'installation est agencée en terrasses ou en étages, de manière à exploiter la gravité pour la circulation des fluides. De l'altitude la plus haute àl'altitude la plus basse, on trouve successivement le dispositif d'alimentation 1, les quatre réacteurs R1 et les deux réacteurs R2.
A la sortie des deux réacteurs R2 (R21-R22), il est prévu des moyens 2 permettant de placer lesdits réacteurs R2 en état d'immersion lors du fonctionnement de l'installation.
Les réacteurs R1 (R11 à R14) et R2 (R21-R22) sont conçus comme des bassins d'infiltration multicouches dans lesquels sont plantés des végétaux 3, en L'occurrence des roseaux dénommés
Phragmites communis, et qui sont destinés à servir de support à au moins une partie des micro-organismes intervenant dans le processus d'épuration biologique par oxydation conforme à l'invention. Une autre partie de la biomasse fermentaire mise en oeuvre est supportée par les matériaux emplissant les réacteurs et servant de milieux de culture aux végétaux 3.
Phragmites communis, et qui sont destinés à servir de support à au moins une partie des micro-organismes intervenant dans le processus d'épuration biologique par oxydation conforme à l'invention. Une autre partie de la biomasse fermentaire mise en oeuvre est supportée par les matériaux emplissant les réacteurs et servant de milieux de culture aux végétaux 3.
Chaque réacteur R1, R2 est constitué par un bac étanche réalisé, par exemple, en fibro-ciment ou en résine thermoplastique, de préférence de forme évasée.
Le dimensionnement de chaque réacteur R1, R2 est établi en fonction, notamment, des quantités d'eau à traiter, de l'importance de leur charge polluante, et du nombre de réacteurs mis en oeuvre dans-l'installation. En pratique, et dans l'exemple considéré, la hauteur de chaque réacteur est comprise entre 0,60 et 1 mètre, de préférence de l'ordre de 0,80 mètre. Leur surface supérieure, exprimée par rapport à la pollution équivalente à un habitant, est comprise entre 0,10 et 1 m2, de préférence de l'ordre de 0,25 m2 pour chaque réacteur R1 et de l'ordre de 0,5 m2 pour chaque réacteur R2.
Dans le présent exemple, les bacs formant les réacteurs sont ensevelis dans le terrain du site de l'installation. Les réacteurs R1 formant le premier étage de l'installation sont connexes et sur un même niveau. il en va de même à un niveau inférieur pour les réacteurs R2 formant le deuxième étage.
Chaque réacteur R1 présente, à titre de matériaux de remplissage, quatre, éventuellement cinq, couches superposées, à savoir de haut en bas, une couche 4 de graviers fins falcutative ayant une granulométrie comprise entre 2 et 6 mm, et d'épaisseur comprise entre 5 et 10 cm, une couche 5 de sable ou analogue, les végétaux étant plantés dans la couche 4 et/ou la couche 5 selon le cas, une couche 4' de graviers fins, du type de celui utilisé pour la couche supérieure 4, une couche 6 de graviers ayant une granulométrie comprise entre 15 et 25 mm, et une couche 7 drainante à base de galets d'une taille comprise entre 30 et 80 mm. Les couches 4, 5, 4', 6, 7 représentent respectivement environ 10, 60, 10, 10 et 10 % en volume des matériaux de remplissage du réacteur
R1.
R1.
Comme le montrent les Fig. 1 à 3, chaque réacteur R1 comprend, également, un drain 8, disposé au sein de la couche drainante 7 et comportant une extremité terminale 8a débouchant à l'extérieur du réacteur R1. Ce drain 8 est avantageusement constitué par un tube en matériau thermoplastique, présentant une pluralité d'orifices sur sa paroi et s'étendant diagonalement au fond du réacteur R1.
Facultativement, le réacteur R1 est pourvu d'un conduit ouvert 9 d'oxygénation et d'aération, présentant une partie inférieure dont la paroi est percée d'une pluralité d'ouvertures d'aération et qui est enterrée dans les couches de remplissage de
R1, ainsi qu'une partie supérieure débouchant à l'air libre.
R1, ainsi qu'une partie supérieure débouchant à l'air libre.
En ce qui concerne les réacteurs R2, chacun d'eux contient une couche supérieure 10 de sable dans laquelle sont plantés les végétaux 3, une première couche intermédiaire 11 constituée de graviers fins du même type que ceux des couches 4 et 4' du réacteur 1, une deuxième couche intermédiaire 11' constituée de graviers fins de même type que ceux de la couche 6 de R1 et une couche inferieure drainante 12 à base de galets d'une taille comprise entre 3 et 8 cm. Ces couches représentent, respectivement, environ 70, 10, 10, 10 et 10 % en volume.
Chaque réacteur R2 comprend, en outre, un drain 13 disposé au sein de la couche drainante 12, analogue au drain 7 de
R1, et dont L'extrémité 13a permet l'acheminement des eaux hors du reacteur R2, en direction des moyens d'immersion 2.
R1, et dont L'extrémité 13a permet l'acheminement des eaux hors du reacteur R2, en direction des moyens d'immersion 2.
En ce qui concerne la biomasse active mise en oeuvre, chaque réacteur R1 comprend des bactéries aérobie hétérotrophes, aptes à métaboliser au moins partiellement la charge polluante organique non azotée de L'eau à épurer en produits non polluantes, ainsi que sa charge polluante organique azotée, en métabolites azotés intermédiaires polluants de premier et de second ordre. En fait, cette flore aérobie hétérotrophe oxyde les composés azotés essentiellement jusqu' au stade ammoniacal (ions ammonium NH4+).
Cette forme ammoniacale, constituant les métabolites azotés intermédiaires de premier ordre, représente la forme la moins oxydée de l'azote minéral.
La biomasse fermentaire de R1 comporte, également, une flore aérobie autotrophe, essentiellement du genre Nitrobacter et
Nitrosomonas, apte à transformer une partie seulement de ces métabolites azotés intermédiaires de premier ordre ou azote ammoniacal, en des métabolites azotés intermédiaires de second ordre, qui sont en fait des composés du type nitrite et du type nitrate, caractéristiques d'un stade d'oxydation plus avancé.
Nitrosomonas, apte à transformer une partie seulement de ces métabolites azotés intermédiaires de premier ordre ou azote ammoniacal, en des métabolites azotés intermédiaires de second ordre, qui sont en fait des composés du type nitrite et du type nitrate, caractéristiques d'un stade d'oxydation plus avancé.
Cette flore aérobie autotrophe se trouve à proximité des racines des végétaux, ainsi que dans le fond du réacteur.
Conformément à L'une des dispositions essentielles de la présente invention, le réacteur R1 contient des moyens de fixation des métabolites azotés de premier ordre (azote ammoniacal) disséminés au sein des couches 4 à 6.
En l'espèce, ces moyens de fixation sont constitués par des sites chargés électronégativement permettant de retenir L'azote ammoniacal sous forme d'ions ammonium. On choisit, de préférence, certaines argiles ou des complexes argilo-humiques.
La biomasse fermentaire fixée dans chaque réacteur R2 regroupe une flore de bactéries hétérotrophes.
Une partie de cette flore hétérotrophe est apte à transformer, dans des conditions d'anoxie, les métabolites azotés polluants de second ordre, c'est-à-dire les nitrites et les nitrates, en azote gazeux.
En présence d'oxygène moléculaire, donc dans La zone située au voisinage des racines des végétaux, une autre partie de
La flore hétérotrophe permet la métabolisation de composés organiques polluants non azotés en sous produits non polluants.
La flore hétérotrophe permet la métabolisation de composés organiques polluants non azotés en sous produits non polluants.
Comme montré à la Fig. 1, il est prévu deux couples de réacteurs R1, à savoir R11-R12 et R13-R14. Chacun de ces couples est associé à un réacteur R2, R21 ou R22. Le drain 8 de R11 et le drain 8 de R12 convergent vers un collecteur 14 se prolongeant par un conduit de liai son 15, destiné à acheminer les éluats de R11 et de R12 vers le réacteur R21. De la même façon, le drain 8 de R13 et le drain 8 de R14 sont reliés au réacteur R22 par L'intermédiaire d'un collecteur 14 et d'un conduit de liaison 15.
Par souci de clarté, les Fig. 2 et 3 des dessins ne représentent pas les collecteurs 14.
Le dispositif 1 d'alimentation en eau a épurer de l'installation comprend un réservoir d'alimentation 16, un module de distribution de L'eau à épurer 17, une tuyauterie de distribution 18 vers les réacteurs R1 et une tuyauterie de distribution 19 vers les réacteurs R2.
Suivant une variante préférée de mise en oeuvre de
L'invention, le réservoir d'alimentation 16 est précédé d'un ouvrage de dégrillage 20 par lequel les eaux à épurer parviennent dans L'installation. Un tel ouvrage de dégrillage, connu en soi, permet la séparation par filtrage grossier des particules contenues dans L'eau å épurer. Le réservoir d'alimentation 16 est un récipient dans lequel transitent temporairement les eaux à épurer et dans lequel elles subissent une décantation.
L'invention, le réservoir d'alimentation 16 est précédé d'un ouvrage de dégrillage 20 par lequel les eaux à épurer parviennent dans L'installation. Un tel ouvrage de dégrillage, connu en soi, permet la séparation par filtrage grossier des particules contenues dans L'eau å épurer. Le réservoir d'alimentation 16 est un récipient dans lequel transitent temporairement les eaux à épurer et dans lequel elles subissent une décantation.
De préférence, l'alimentation des réacteurs R1 et R2 est assurée de façon discontinue. Pour ce faire, le dispositif 1 d'alimentation 16 est équipé de moyens 21 d'approvisionnement discontinu en eau à épurer.
Dès lors que le système de circulation d'eau dans l'installation repose sur l'utilisation de la gravité, comme c'est
Le cas dans Le présent exemple, ces moyens 21 peuvent, par exempLe, être constitués par un système de siphon auto-amorçant, du type de celui décrit -dans la demande de brevet français divisionnaire émanant de la présente demande et, permettant
L'alimentation des réacteurs R1 en eau à épurer par vagues successives. Ce système sera décrit en détail ci-après.
Le cas dans Le présent exemple, ces moyens 21 peuvent, par exempLe, être constitués par un système de siphon auto-amorçant, du type de celui décrit -dans la demande de brevet français divisionnaire émanant de la présente demande et, permettant
L'alimentation des réacteurs R1 en eau à épurer par vagues successives. Ce système sera décrit en détail ci-après.
Suivant une alternative, l'eau à épurer peut être acheminée vers les réacteurs R1 et R2 à l'ai de de pompes de relèvement.
Le module de distribution 17 est pourvu d'un ensemble de vannes non représenté sur les dessins. Ces vannes sont manoeuvrables manuellement ou par L'intermédiaire d'une unité de commande programmable, permettant de couper ou d'ouvrir l'alimentation en eau dans les différents éléments composant les tuyauteries de distribution 18 et 19.
Conformément à une autre disposition avantageuse de l'invention prévue dans cet exemple, le module de distribution 17 est relié à une tuyauterie de distribution 19 permettant d'alimenter en eau à épurer les réacteurs R2. Le module de distribution 17 et la tuyauterie 19 sont conçus de telle sorte que le ratio volumique de distribution des réacteurs R1 par rapport aux réacteurs R2 soit compris entre 85/15 et 95/5, et de préférence entre 88/12 et 90/10.
Cet approvisionnement puits 22, le conduit 13a se divise en deux éléments 23, 24.
L'élément 23 est un conduit de vidange du réacteur R2, commandé par une vanne 25 et situé dans le prolongement du conduit 13a. L'élément 24 est conçu comme une cheminée s'étendant verticalement du fond du puits 22 vers sa partie supérieure, au niveau de Laquelle il est coudé en angle droit, de sorte que sa partie terminale 26 se trouve dans un plan horizontal. Cette partie terminale 26 est située à une hauteur telle qu'en position fermée de la vanne 25, au cours de l'alimentation en eau du réacteur R2 associé, le niveau de L'eau dans le puits 22 détermine l'immersion pratiquement totale du réacteur R2. Le niveau de l'eau dans le réacteur R2 est situé, de préférence, en deçà de la surface de la couche 10.
Le surplus d'eau épurée est naturellement évacué dans l'environnement extérieur par Itintermédiaire d'une canalisation 27.
Suivant un autre de ces aspects, l'invention concerne un système siphon auto-amorçant représenté aux Fig. 5 à 7, et pouvant être utilisé à titre de moyens 21 d'approvisionnement discontinu dans l'installation décrite ci-dessus.
La Fig. 5 montre une première forme de réalisation d'un système de siphon auto-amorçant 30 adaptable à un conteneur de liquide 31, par exemple de forme cylindrique creuse, ouvert à son extrémité supérieure et présentant une paroi 32 et un fond 33.
Ce conteneur est susceptible d'être alimenté en liquide par l'intermédiaire d'une canalisation d'amenée non représentée sur les dessins.
Le système de siphon auto-amorçant 30 est apte à vidanger, au moins partiellement, ledit conteneur de façon automatique.
Ce système 30 est monté sur le fond 33 du conteneur 31 et comprend au moins un conduit principal 34. Dans l'exemple représenté à la Fig. 5, le système de siphon 30 ne comprend qu'un seul conduit principal 34. Ce dernier traverse la paroi 32 du conteneur 31. Il est ouvert à ses deux extrémités, respectivement interne 35 et externe 36 par rapport au conteneur 31. L'extrémité externe 36 est disposée à un niveau inférieur à celui de l'extrémité interne 35.
Le conduit principal 34 comporte un bras 37 articulé par rapport à la zone de passage du conduit principal 34 au travers de la paroi 32 du conteneur 31, L'extrémité libre de ce bras articulé 37 correspondant à L'extrémité interne 35 du conduit principal. Cette extrémité libre est solidaire d'au moins un flotteur submersible 38, en l'espèce un. Celui-ci est conçu comme un corps creux à l'intérieur duquel débouche L'extrémité libre 35 du bras articulé 37.
Le flotteur 38 comporte une ouverture 39 ménagée dans sa partie supérieure et peut évoluer, sous l'effet du liquide, entre une position basse et une position haute, déterminées respectivement par au moins une butée inférieure 40 et au moins une butée supérieure 41.
Dans le présent exemple, le système 30 comporte une seule butée 40 et une seule butée 41, de préférence de hauteur réglable.
Le flotteur 38 est conçu de telle sorte qu'après avoir flotté sur le liquide emplissant le conteneur 31 à un débit d'entrée
De, à partir de la position basse jusqu' à la position haute, il se remplisse de liquide, puis coule jusqu'à atteindre à nouveau la position basse, comme cela est représenté à la Fig. 5.
De, à partir de la position basse jusqu' à la position haute, il se remplisse de liquide, puis coule jusqu'à atteindre à nouveau la position basse, comme cela est représenté à la Fig. 5.
Ceci a pour effet d'amorcer automatiquement la vidange du liquide par le conduit principal 34, selon un débit de sortie Ds, jusqu a ce que le niveau de liquide se stabilise au niveau de l'ouverture de L'extrémité interne 35 du conduit principal 34.
Le système de siphon auto-amorçant 30 est conformé de telle sorte que le débit de sortie Ds soit supérieur au débit d'entrée De, afin de permettre une évacuation discontinue du liquide hors du conteneur 31.
Conformément à une variante de réalisation du système de siphon auto-amorçant, représentée aux Fig. 6 et 7, il est prévu au moins un conduit annexe 44 asservi à au moins un conduit principal 34. En L'espèce, le système de siphons 30 comprend deux conduits annexes 44 et deux conduits principaux 34.
Ces conduits annexes 44 sont parallèles aux conduits principaux 34 et traversent la paroi 32 du conteneur 31 au voisinage du fond 33. Chaque conduit annexe 44 est ouvert à ses deux extrémités, respectivement interne 45 et externe 46, par rapport au conteneur 31. Chaque extrémité externe 46 est disposée à un niveau inférieur à celui de L'extrémité interne 45 correspondante.
Chaque conduit annexe 44 comporte un bras 47 articulé par rapport à la zone de passage dudit conduit annexe 44 au travers de la paroi 32.
Chaque bras articulé 47 est mobile avec le flotteur 38 et les bras articulés 37 des conduits principaux 34. L'extrémité libre 45 du bras articulé 47 de chaque conduit annexe 44 est décalée vers le bas par rapport aux extrémités internes 35 des conduits principaux 34.
Cette disposition permet la vidange du liquide hors du conteneur 31 jusqu'à un niveau inférieur à celui rendu possible par les conduits principaux 34, ce niveau correspondant sensiblement au fond 33 du conteneur, qui joue le rôle de butée inférieure 40 dans le présent mode de réalisation.
La Fig 6 représente le système de siphon autoamorçant 30 au cours du remplissage du conteneur 31, remplissage qui provoque le déplacement du flotteur 38, vide, de sa position basse vers sa position haute, déterminée par la butée 41.
Le fonctionnement de l'installation d'épuration conforme à l'invention est décrit en détail ci-après.
Dans un premier temps, les eaux souillées à épurer provenant d'un réseau de collecte de rejets domestiques ou industriels transitent par l'ouvrage de dégrillage 20, de manière à être débarrassées des particules en suspension les plus volumineuses, pour être ensuite recueillies, temporairement, dans le réservoir d'alimentation 16 qui, outre La fonction de stockage, peut, notamment, avoir pour fonction d'assurer la séparation des particules en suspension les plus fines par décantation.
Dans le présent exemple, l'alimentation du réservoir 16 est effectuée en continu, tandis que sa vidange s'opère de façon discontinue, par vagues successives, à l'aide du système de siphon auto-amorçant 30.
Ce dernier est réglé de telle sorte que les vagues successives d'eau à épurer alimentent seulement le réacteur R11 et le réacteur R21, respectivement par L'intermédiaire de l'un des éléments de la tuyauterie de distribution 18 et de l'un des éléments de la tuyauterie de distribution 19.
Les eaux à épurer percolent ainsi au travers du réacteur R11, dans lequel la charge polluante organique azotée et la charge polluante organique non azotée subissent une fermentation conduisant, notamment, d'une part, à l'élimination au moins partielle de la charge polluante organique non azotée et, d'autre part, à une production d'azote ammoniacal et d'azote sous forme nitrite/nitrate. L'azote ammoniacal formé est retenu par les moyens de fixation du réacteur R11 prévus à cet effet, à savoir des argiles ou des complexes argilo-humiques, tandis que l'éluat recueilli en sortie de R11 par le drain 8 et le collecteur 14 est amené par la canalisation 15 dans le réacteur R21.
Cet éluat est au moins en partie exempt de charge polluante organique non azotée et comprend de L'azote sous forme nitrite/nitrate.
La migration dudit éluat au travers du réacteur R21 conduit à une élimination par fermentation réductrice de l'azote sous forme nitrite/nitrate en azote gazeux qui s'échappe librement.
Cette fermentation réalisée par les bactéries hétérotrophes se déroule, de préférence, en présence de charges organiques carbonées, provenant des eaux à épurer et amenées au réacteur R21 par L'intermédiaire de l'un des éléments de la tuyauterie de distribution 19.
L'éluat de R21 est recueilli par le drain 13 et le conduit d'évacuation 13a pour être ensuite amené aux moyens d immersion 2.
Au cours de cette étape, le réacteur R21 est maintenu dans des conditions d'immersion grâce aux moyens 2 permettant la stabilisation du niveau de l'eau à quelques centimètres au dessous de la surface de la couche 10 du réacteur R21. Une telle immersion crée Les conditions d'anoxie nécessaires à l'activité dénitrifiante de la flore hétérotrophe présente dans le réacteur R21.
En dépit de L'immersion 2 du réacteur R21, il reste des zones oxygénées situées au voisinage des racines des végétaux, dans lesquelles la flore hétérotrophe présente, métabolise l'excès de charge organique non azotée amenée dans le réacteur R21 par la tuyauterie de distribution 19.
Au terme d'une durée aisément déterminable par l'homme du métier en fonction de la capacité de fixation en azote ammoniacal du réacteur R11, de l'importance de la charge polluante des eaux à épurer, et du volume du réacteur R11, cette durée pouvant par exemple être comprise entre 2 à 5 jours, on coupe l'alimentation en eu à épurer du réacteur R11 en agissant sur le module de distribution 17, pour la transférer sur le réacteur R12.
De cette façon, le réacteur R11 est mis à sec et, pendant une durée Dr de mise au repos, la flore autotrophe nitrifiante transforme l'azote ammoniacal fixé en métabolites azotés se présentant sous forme nitrite/nitrate.
Une fois formés, les nitrites/nitrates ne sont pas retenus par les moyens de fixation et seront entraînés par L'éluat qui circulera au travers du réacteur R11 lors de sa prochaine mise en service.
Dans le présent exemple, la durée Dr de mise au repos du réacteur R11 équivaut à la somme totale des durées de mise en service successives des réacteurs R12, R13 et R14.
En effet, à l'expiration de L'étape de percolation des eaux à épurer au travers de R14, le réacteur R11 sera à nouveau alimenté en eau à épurer.
Concernant les réacteurs R2, il faut signaler que le réacteur R21 est associé aux réacteurs R11 et R12 et le réacteur R22 aux réacteurs R13 et R14.
il s'ensuit que les réacteurs R21 et R22 fonctionnent alternance, ce qui permet la vidange et L'oxygénation de l'un dieux, tandis que l'autre est en service en association avec l'un des réacteurs R1 appartenant au couple correspondant.
Cette procédure de vidange et d'oxygénation permet d'éviter Le colmatage des réacteurs R2
Le procédé et L'installation suivant l'invention permettent ainsi un traitement en continu des eaux usées, conduisant notamment à l'élimination d'une fraction importante de la polLution azotée, sans pour autant porter préjudice à l'efficacité de la dépollution non azotée.
Le procédé et L'installation suivant l'invention permettent ainsi un traitement en continu des eaux usées, conduisant notamment à l'élimination d'une fraction importante de la polLution azotée, sans pour autant porter préjudice à l'efficacité de la dépollution non azotée.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
Claims (18)
1 - à faire migrer, de préférence par vagues successives,
les eaux à épurer au travers d'au moins un premier
réacteur (R1), dans lequel la charge polluante
organique non azotée et la charge polluante
organique azotée subissent une fermentation
conduisant, d'une part, à l'élimination au moins
partielle de la charge polluante organique non
azotée et, d'autre part, à une production de
métabolites azotés intermédiaires polluants, de
premier et de second ordre ;
intermédiaires de premier ordre ;
2 - à fixer dans le réacteur (R1) les métabolites azotés
azotés de second ordre ;
organique non azotée et comprenant des métabolites
d'eau au moins en partie exempte de charge polluante
3 - à recueillir en sortie de (R1) un éluat constitué
organique non azotée est éliminée par fermentation ;
zone oxygénée dans laquelle la charge polluante
s'échappant librement et, d'autre part, au moins une
transformation fermentaire en azote gazeux
de second ordre sont au moins en partie éliminés par
zone anoxique, dans laquelle les métabolites azotés
telles qu'il comprenne, d'une part, au moins une
deuxième réacteur (R2) placé dans des conditions
4 - à faire migrer cet éluat au travers d'au moins un
ordre ;
par fermentation en métabolites azotés de second
metabolites azotés de premier ordre sont transformés
pendant un durée (Dr) au cours de laquelle les
La migration de l'eau à épurer au travers de (R1)
5 - à mettre au repos le réacteur (R1) en interrompant
acheminés au travers de (R2) par l'éluat émanant de (R1).
ordre produits dans (R1), lors de l'étape 5, soient
telle sorte que les métabolites azotés de second
6 - et à reproduire cycliquement les étapes 1 à 5, de
2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre suivant un mode de fonctionnement continu et en ce qu'il est prévu, d'une part, au moins un couple de deux réacteurs (R1 : R11, R12) séparés et étanches l'un par rapport à
L'autre et fonctionnant chacun alternativement dans le cadre des étapes 1 à 6 et, d'autre part, au moins un réacteur (R2) associé au couple de réacteurs (R11-R12).
3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre en continu et en ce qu'il est prévu, d'une part, au moins un couple de réacteurs (R11-R12) séparés et étanches l'un par rapport à L'autre et fonctionnant chacun alternativement dans le cadre des étapes 1 à 6 et, d'autre part, au moins un couple de deux réacteurs (R2 : R21-Rz2) séparés et étanches l'un par rapport à L'autre et fonctionnant chacun en alternance pour la mise en oeuvre de l'étape 4, chaque réacteur (R1) étant successivement associé à l'un et à l'autre des réacteurs (R2).
4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'un des réacteurs (R2 : R21, R22) est vidangé, tandis que l'autre est en fonctionnement dans le cadre de l'étape 4, de façon à assurer son oxygénation et à prévenir son colmatage.
5 - Procédé selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les métabolites azotés intermédiaires de premier ordre sont constitués par de l'azote ammoniacal, notamment sous forme d'ions ammonium, et les métabolites azotés intermédiaires de second ordre par des composés du genre nitrate ou nitrite.
6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la fixation prévue à L'étape 2 est réalisée à l'aide de matériaux propres à retenir les métabolites azotés intermédiaires du premier ordre, dont notamment les ions ammonium.
7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la zone anoxique nécessaire à La mise en oeuvre de l'étape 4 est obtenue par immersion au moins partielle du (des) réacteur(s) (R21, R22), et en ce que la zone oxygénée de chacun desdits réacteurs (R21, R22) est localisée au voisinage des racines des végétaux.
8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, lors de l'étape 4, le (les) réacteur(s) (R2 : R21-R22) est alimenté en charge organique carbonée constituée, de préférence, par une partie des eaux à épurer, représentant préférentiellement 5 à 15 % du volume des eaux traitées et, plus préférentiellement, encore 10 à 12 %.
9 - Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 8, caractérisé en ce que, lors de l'étape 5, de mise au repos, le (les) réacteur(s) (R1) est mis à sec de telle façon qu'il soit oxygéné.
10 - Installation pour L'épuration biologique d'eaux résiduaires, et en particulier pour l'élimination de la pollution azotée, par fermentation bactérienne, comprenant des réacteurs constitués par des bassins d'infiltration, dans lesquels sont plantés des végétaux supportant au moins une partie de la biomasse fermentaire utile, caractérisée en ce qu'elle comporte
- un dispositif d'alimentation (1) en eau à épurer
fonctionnant, de préférence, de façon discontinue,
- au moins un premier réacteur (R1) au travers duquel
l'eau à épurer provenant du dispositif
d'alimentation (1) peut percoler, et comprenant, d'une
part, de la biomasse fermentaire apte à métaboliser au
moins partiellement la charge organique polluante non
azotée en produits non polluants, ainsi que la charge
polluante organique azotée en métabolites azotés
intermédiaires polluants de premier et de second ordre
et, d'autre part, des moyens de fixation des
métabolites azotés de premier ordre ;
- et au moins un deuxième réacteur (R2) associé au
réacteur (R1), apte à recevoir l'éluat recueilli en
sortie du réacteur (R2) et au travers duquel ledit
éluat est susceptible de percoler, ce réacteur (R2)
comprenant :
* de la biomasse fermentaire apte à transformer, dans
des conditions d'anoxie, les métabolites azotés de
second ordre en azote gazeux,
* de la biomasse fermentaire apte à métaboliser, en
présence d'oxygène, la charge organique polluante non
azotée en sous produits non polluants,
* au moins un conduit d'évacuation (13a) de l'eau
épurée,
* et des moyens d'immersion (2) permettant de placer
ledit réacteur (R2) dans des conditions telles qu'il
présente au moins une zone d'anoxie et au moins une
zone oxygénée.
11 - Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend, d'une part, au moins un couple de deux réacteurs (R1 : R11-R12) séparés et étanches l'un par rapport à
L'autre et, d'autre part, au moins un réacteur (R2) associé au couple de réacteurs (R1 : R11-R12).
L'autre et, d'autre part, au moins un couple de deux réacteurs (R2 R21-R22) séparés et étanches Itun par rapport à l'autre.
12 - Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend, d'une part, au moins un couple de deux réacteurs (R1 : R11-R12) séparés et étanches l'un par rapport à
13 - Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend deux couples de réacteurs (R1 : R11-R12) et (R13-R14) et deux réacteurs (R21-R22), le couple (R11-R12) étant associé au réacteur (R21) et le couple (R13-R14) au réacteur (R22).
14 - Installation selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisée en ce que les réacteurs (R1) et le (les) réacteur(s) (R2) sont disposés en étages, les (le) réacteur(s) (R1) occupant un premier étage sítué à un niveau supérieur à celui d'un deuxième étage comprenant les (le) réacteur(s) (R2), de manière à utiliser la gravité pour les transferts de liquides.
15 - Installation selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisée en ce que le réacteur (R2) est raccordé au dispositif d'alimentation (1) en eau à épurer.
16 -Installation selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation en eau à épurer comporte :
- au moins un réservoir d'alimentation (16) destiné à
contenir temporairement l'eau à épurer,
- et au moins un module de distribution (17) de l'eau
à épurer relié à une tuyauterie de distribution (18)
vers les (le) réacteur(s) (R1).
17 - Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le module de distribution (17) est relié à une tuyauterie de distribution (19) vers les (le) réacteur(s) (R2), ledit module de distribution (17) étant conçu de manière à permettre l'alimentation successive et en alternance des réacteurs (R1) et des réacteurs (R2) en eau à épurer, avec un ratio volumique de distribution réacteur (R1)/réacteur (R2) compris entre 85/15 et 95/5, et de préférence entre 88/12 et 90/10.
18 - Installation selon la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation est équipé de moyens (21) d'approvisionnement discontinu en eau à épurer.
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