FR2715743A1 - Analysis and treatment of waste waters - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne toutes les techniques liées à l'assainissement et à la fabrication industrielle, et a plus particulièrement pour but la gestion par le potentiel d'oxydoréduction, des traitements chimiques et/ou hydrauliques de fluides non stériles ou d'eaux résiduaires, des dépôts, des hétérogénéités de phases, et de l'agitation, dans les réseaux d'assainissement, les cuves, les réacteurs et les fermenteurs ainsi que les conduites de transport quelconque. The present invention relates to all techniques related to sanitation and industrial manufacturing, and more particularly aims at the management by the oxidation-reduction potential, of chemical and / or hydraulic treatments of non-sterile fluids or waste water, deposits, phase heterogeneities, and agitation, in sewerage networks, tanks, reactors and fermenters as well as any transport lines.
Appliqué aux techniques de l'assainissement, la présente invention concerne tout spécialement le traitement d'un flux liquide à base d'eaux résiduaires tel que celui des effluents urbains, et a plus particulièrement pour objets un procédé et un dispositif de traitement que l'on peut faire spécialement à l'aide d'une substance oxydante d'un flux liquide à base d'eaux usées contenant des composés réducteurs notamment des soufrés qui circulent dans une canalisation d'évacuation, des cuves, des fermenteurs et des réacteurs ou dans des conduites quelconques. Applied to sanitation techniques, the present invention relates especially to the treatment of a liquid flow based on waste water such as that of urban effluents, and more particularly relates to a method and a treatment device that the it is possible, especially with the aid of an oxidizing substance, to make a liquid stream based on waste water containing reducing compounds, in particular sulfur compounds which circulate in an evacuation pipe, tanks, fermenters and reactors or in any conduct.
Appliquée aux techniques de l'assainissement aux cuves, réacteurs, fermenteurs et conduites quelconques, la présente invention concerne la gestion des dépôts, de l'homogénéité des phases, à l'aide d'un asservissement du flux (vitesse-débit) et/ou de l'agitation, au potentiel d'oxydoréduction mesuré en différents endroits du flux. Applied to sanitation techniques in tanks, reactors, fermenters and any lines, the present invention relates to the management of deposits, of phase homogeneity, using a flow control (speed-flow) and / or agitation, at the redox potential measured at different points in the flow.
Comme on le sait, les flux liquides tels que les effluents urbains d'eaux usées avec ou sans eaux pluviales de ruissellement et superficielles qui circulent dans des canalisations d'évacuation, tels que des égouts, contiennent habituellement des composés soufrés, susceptibles de générer des sulfures, qui sont la source de nombreux problèmes. Parmi ces problèmes figurent notamment ceux liés à leur toxicité, leur odeur et la corrosiveté induite qui créent des désordres par attaque des bétons et des métaux des conduites et des équipements en aval (par exemple la station d'épuration), notamment par la formation d'acide sulfurique. As is known, liquid flows such as urban effluents of wastewater with or without surface and surface rainwater which circulate in drainage pipes, such as sewers, usually contain sulfur compounds, capable of generating sulfides, which are the source of many problems. Among these problems are in particular those related to their toxicity, their odor and the corrosiveness induced which create disorders by attack of the concretes and metals of the downstream pipes and equipment (for example the treatment plant), in particular by the formation of 'sulfuric acid.
Comme on le sait l'une des sources principales de production de sulfures, est la dégradation anaérobie des protéines et/ou la réaction de réduction des sulfates présents dans les effluents par des bactéries sulfato-réductrices anaérobies par exemple Desulfovibrio et Desulfatomaculum, qui produisent de 1 'hydrogène sulfuré (H2S). As is known, one of the main sources of sulphide production is the anaerobic degradation of proteins and / or the reduction reaction of sulphates present in the effluents by anaerobic sulphate-reducing bacteria for example Desulfovibrio and Desulfatomaculum, which produce 1 hydrogen sulfide (H2S).
Les inconvénients inhérents à la présence de composés soufrés se manifestent en particulier à la sortie des conduites de refoulement et en entrée de station d'épuration. The drawbacks inherent in the presence of sulfur compounds are manifested in particular at the outlet of the discharge pipes and at the inlet of the treatment plant.
Sur les parois immergées des cuves, fermenteurs et des conduites d'évacuation ou de transport quelconque voire de refoulement notamment des eaux usées, se développe une couche de quelques millimètres d'épaisseur constituant un biofilm à base de biomasse et de matériaux divers. Ce biofilm est le siège principal de la réaction de reduction des sulfates en sulfures qui, produits dans la couche de biofilm, diffusent ensuite dans les effluents en produisant un dégagement d'hydrogène sulfuré particulièrement malodorant pour l'atmosphère des conduites et à l'extérieur. Une quantité de sulfures relativement négligeable comparée à celle produite par la couche de biofilm, peut être générée au sein même des effluents et des dépôts si ceux-ci ne contiennent pratiquement pas d'oxygène. On the immersed walls of the tanks, fermenters and any evacuation or transport pipes, or even discharge pipes, in particular of waste water, a layer a few millimeters thick develops, constituting a biofilm based on biomass and various materials. This biofilm is the main seat of the reaction to reduce sulfates to sulfides which, produced in the biofilm layer, then diffuse in the effluents, producing a release of hydrogen sulfide which is particularly smelly for the atmosphere in the pipes and outside. . A relatively negligible quantity of sulphides compared to that produced by the biofilm layer, can be generated within the effluents and deposits if they contain practically no oxygen.
Des techniques ont déjà été proposées pour traiter ce type d'effluents urbains pour prévenir ou détruire la formation d'hydrogène sulfuré, et éventuelle ment, la formation ultérieure d'acide sulfurique en utilisant du peroxyde d'hydrogène ou eau oxygénée (H202) à différentes doses stoechiométriques relativement aux sulfures et à l'hydrogène sulfuré. Techniques have already been proposed for treating this type of urban effluent to prevent or destroy the formation of hydrogen sulphide, and possibly the subsequent formation of sulfuric acid using hydrogen peroxide or hydrogen peroxide (H202) to different stoichiometric doses relative to sulfides and hydrogen sulfide.
Une solution est par exemple exposée dans le document FR 2 126 199. Si la solution décrite par ce document est relativement satisfaisante, elle n'a, essentiellement, qu'un effet curatif et exige des quantités de substances oxydantes importantes, car elle se fonde sur des analyses statistiques des effluents qui circulent, aussi bien quant à leur composition qu'à leur rythme d'écoulement dans les conduites. A solution is for example exposed in the document FR 2 126 199. If the solution described by this document is relatively satisfactory, it has, essentially, only a curative effect and requires significant quantities of oxidizing substances, because it is based on statistical analyzes of the effluents that circulate, both in terms of their composition and their rate of flow in the pipes.
Le but de l'invention est de remédier à ce type d'inconvénients en tirant parti de la présence du biofilm présent sur les parois intérieures des canalisations d'évacuation ou des cuves et des réacteurs ou autres enceintes analogues et, en particulier, du potentiel d'oxydoréduction de celui-ci et du fluide qui y transite. The object of the invention is to remedy this type of drawback by taking advantage of the presence of the biofilm present on the internal walls of the evacuation pipes or of the tanks and of the reactors or other similar enclosures and, in particular, of the potential of oxidation-reduction of this one and the fluid which passes there.
L'invention a pour objet un procédé de suivi d'homogénéité de phase à base de fluide notamment d'eaux usées ou de boues à l'aide d'un dispositif de mesure de potentiel d'oxydo-réduction. I1 est caractérisé en ce qu'on mesure ce potentiel du fluide en différents endroits d'une enceinte à l'aide de capteurs aptes à générer un signal de mesure en des points de l'enceinte. The subject of the invention is a process for monitoring phase homogeneity based on a fluid, in particular waste water or sludge using a device for measuring redox potential. I1 is characterized in that this potential of the fluid is measured at different locations in an enclosure using sensors capable of generating a measurement signal at points in the enclosure.
On envoie le signal de mesure des capteurs à un calculateur de pilotage apte à générer un signal de commande fonction de signaux de mesure reçus et on homogénéise par agitation en fonction des signaux le fluide à l'intérieur de l'enceinte.The measurement signal from the sensors is sent to a control computer capable of generating a control signal which is a function of received measurement signals and the fluid inside the enclosure is homogenized by agitation according to the signals.
L'invention a pour objet un procédé de traitement à l'aide d'une substance oxydante d'un flux liquide contenant des composés réducteurs soufrés et circulants dans une enceinte telle une canalisation d'évacuation ou de transport quelconque ou dans une cuve ou réacteur, avec une paroi intérieure au moins partiellement immergée sur laquelle est formée une couche d'un biofilm à base de bactéries anaérobies. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on mesure le potentiel d'oxydoréduction notamment de la couche de biofilm et/ou celui du fluide à l'aide d'au moins un capteur apte à générer un signal de mesure en un point de l'enceinte; on envoie le signal de mesure du capteur à un calculateur de pilotage apte à générer un signal de commande fonction d'au moins un signal de mesure reçu, et on injecte, en fonction de ce signal de commande, la substance oxydante dans le flux liquide en un autre point de l'enceinte situé en amont du point de mesure du capteur, repéré par rapport au sens d'écoulement du flux liquide. The subject of the invention is a method of treatment, using an oxidizing substance, of a liquid stream containing sulfur-reducing and circulating compounds in an enclosure such as any evacuation or transport pipe or in a tank or reactor. , with an interior wall at least partially immersed on which is formed a layer of a biofilm based on anaerobic bacteria. This process is characterized in that the redox potential is measured, in particular of the biofilm layer and / or that of the fluid using at least one sensor capable of generating a measurement signal at a point on the pregnant; the measurement signal from the sensor is sent to a control computer capable of generating a control signal which is a function of at least one measurement signal received, and the oxidizing substance is injected into the liquid flow as a function of this control signal at another point in the enclosure located upstream of the sensor measurement point, identified with respect to the direction of flow of the liquid flow.
L'invention a aussi pour objet un dispositif pour le traitement à l'aide d'une substance oxydante d'un flux liquide contenant des composés réducteurs soufrés et circulant dans une enceinte telle une cuve, un réacteur ou dans une canalisation d'évacuation ou de transport quelconque avec une paroi intérieure au moins partiellement immergée sur laquelle est formée une couche d'un biofilm à base de bactéries anaérobies, notamment pour la mise en oeuvre du procédé précédent. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend une prise amont et une prise aval placées sur l'enceinte et repérées par rapport au sens d'écoulement du flux liquide, au moins un capteur pour mesurer notamment le potentiel d'oxydoréduction de la couche de biofilm et/ou du fluide apte à générer un signal de mesure et placé au niveau de la prise aval, un calculateur de pilotage apte à générer un signal de commande en fonction d'au moins un signal de mesure reçu et connecté à ce capteur, et une unité de traitement connectée au calculateur de pilotage pour injecter de la substance oxydante dans le flux liquide au niveau de la prise amont en fonction du signal de commande. The invention also relates to a device for the treatment using an oxidizing substance of a liquid stream containing sulfur reducing compounds and circulating in an enclosure such as a tank, a reactor or in an evacuation pipe or any transport with an inner wall at least partially immersed on which is formed a layer of a biofilm based on anaerobic bacteria, in particular for the implementation of the above method. This device is characterized in that it comprises an upstream outlet and a downstream outlet placed on the enclosure and identified with respect to the direction of flow of the liquid flow, at least one sensor for measuring in particular the redox potential of the layer of biofilm and / or of the fluid capable of generating a measurement signal and placed at the level of the downstream outlet, a control computer capable of generating a control signal as a function of at least one measurement signal received and connected to this sensor , and a processing unit connected to the control computer for injecting oxidizing substance into the liquid flow at the upstream outlet as a function of the control signal.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de suivi de l'homogénéité de phases d'un flux liquide circulant dans une enceinte telle une cuve, un réacteur, un fermenteur ou dans une conduite de transport quelconque. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un capteur susceptible d'être placé en différents endroits de l'enceinte pour mesurer le potentiel d'oxydoréduction des phases du fluide, apte à générer un signal de mesure; un calculateur de pilotage apte à générer un signal de commande en fonction d'au moins un signal de mesure reçu et connecté à ce capteur, et une unité d'homogénéisation connectée au calculateur de pilotage pour commander par exemple un agitateur mécanique ou un système d'introduction air au niveau de l'enceinte. The invention also relates to a device for monitoring the phase homogeneity of a liquid flow circulating in an enclosure such as a tank, a reactor, a fermenter or in any transport pipe. This device is characterized in that it comprises a sensor capable of being placed in different locations of the enclosure to measure the redox potential of the phases of the fluid, capable of generating a measurement signal; a control computer able to generate a control signal as a function of at least one measurement signal received and connected to this sensor, and a homogenization unit connected to the control computer for controlling for example a mechanical agitator or a system of 'air introduction at the enclosure level.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la lecture de la description et des revendications qui suivent ainsi que de l'examen du dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple, où
- la Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un mode d'application de la technique selon l'invention aux conduites de refoulement des réseaux d'assainissement;
- la Figure 2 est une vue analogue à celle de la Figure 1 d'une autre variante d'application;
- la Figure 3 est une section schématique transversale de la canalisation, sans respect des échelles relatives;
- la Figure 4 est vue de détail, partielle, schématique d'un constituant d'un dispositif de traitement selon l'invention; et
- la Figure 5 est une vue schématique en coupe d'un mode d'application de la technique selon l'invention aux cuves, fermenteurs, réacteurs et condui tes.Other characteristics of the invention will emerge from reading the description and the claims which follow, as well as from examining the appended drawing, given only by way of example, where
- Figure 1 is a schematic sectional view of a mode of application of the technique according to the invention to the discharge pipes of sanitation networks;
- Figure 2 is a view similar to that of Figure 1 of another alternative application;
- Figure 3 is a schematic cross section of the pipeline, without respecting the relative scales;
- Figure 4 is a detailed, partial, schematic view of a component of a treatment device according to the invention; and
- Figure 5 is a schematic sectional view of a mode of application of the technique according to the invention to tanks, fermenters, reactors and pipes.
Les techniques de traitement des flux liquides contenant notamment des effluents urbains étant bien connues, on ne décrira dans ce qui suit que ce qui concerne directement ou indirectement l'invention. Pour le surplus, l'Homme du Métier de la technique considérée puisera dans les solutions classiques courantes à sa disposition pour faire face aux problèmes particuliers auxquels il est confronté. Since the techniques for treating liquid flows containing in particular urban effluents are well known, the following will only describe what relates directly or indirectly to the invention. For the rest, the skilled person in the technique considered will draw on the current conventional solutions at his disposal to deal with the particular problems with which he is confronted.
Dans ce qui suit, on utilise toujours un même numéro de référence pour identifier un élément homologue, quel que soit le mode de réalisation ou sa variante d'exécution. In what follows, the same reference number is always used to identify a homologous element, whatever the embodiment or its variant of execution.
Pour la commodité de l'exposé, on décrira successivement chacun des constituants d'un dispositif selon l'invention avant d'en exposer au besoin sa construction, et son procédé de fonctionnement. For the convenience of the description, each of the components of a device according to the invention will be described successively before explaining its construction and its operating method if necessary.
Une enceinte telle une canalisation 10 d'évacuation de tout type classique ou de conduite de transport quelconque, par exemple en fonte ou en PVC, comprend une paroi 100 intérieure au moins en partie immergée. An enclosure such as an evacuation pipe 10 of any conventional type or any transport pipe, for example made of cast iron or PVC, comprises an interior wall 100 at least partially submerged.
La canalisation 10 est équipée d'une prise amont 11 et d'une prise aval 12, repérées par rapport au sens d'écoulement, indiqué par une flèche, d'un flux liquide Fl à base d'eaux usées, tels que des effluents urbains, contenant des composés réducteurs soufrés notamment des sulfures. Line 10 is equipped with an upstream outlet 11 and a downstream outlet 12, identified with respect to the direction of flow, indicated by an arrow, of a liquid stream F1 based on wastewater, such as effluents urban, containing sulfur reducing compounds including sulfides.
Une couche d'un biofilm Bf à base de bactéries anaérobies telles que sulfato-réductrices, est formée sur la paroi intérieure 100 de la canalisation d'évacuation 10. A layer of a biofilm Bf based on anaerobic bacteria such as sulfato-reducers, is formed on the inner wall 100 of the evacuation pipe 10.
La canalisation d'évacuation 10, par exemple une conduite de refoulement en charge, est reliée à un poste de refoulement 13 d'où part un refoulement 14 ou bien est reliée à un regard d'arrivée de refoulement 13 d'où part un gravitaire 14. Ceci est illustré par la
Figure 2.The discharge pipe 10, for example a discharge pipe under load, is connected to a discharge station 13 from which a discharge 14 leaves or is connected to a discharge inlet manhole 13 from which a gravity starts 14. This is illustrated by the
Figure 2.
Le dispositif de traitement 20 comprend des systèmes de mesures 21 tels des capteurs, un calculateur de pilotage 22 et une unité de traitement 23. The processing device 20 comprises measurement systems 21 such as sensors, a control computer 22 and a processing unit 23.
Les capteurs 21 sont destinés à la prise de mesures physico-chimiques tel que le potentiel d'oxydoréduction de la couche de biofilm Bf et/ou de l'effluent
Fl par exemple dans sa veine médiane. De préférence, chaque capteur 21 comprend un couple d'électrodes dont l'une 211 qui sert d'électrode de travail est faite de préférence en métal noble par exemple en platine et l'autre 212 qui sert d'électrode de référence est faite par exemple à base d'argent et est du type par exemple
Ag/AgCl. Comme on le voit, l'électrode de travail destinée à mesurer le potentiel d'oxydo-réduction du biofilm est implantée dans la couche de ce dernier. Comme illustré sur la Figure 3, l'électrode de travail peut être placée pratiquement à la verticale de l'électrode de référence et/ou pratiquement à l'équerre de cette dernière.The sensors 21 are intended for taking physico-chemical measurements such as the redox potential of the biofilm layer Bf and / or the effluent
Fl for example in its median vein. Preferably, each sensor 21 comprises a pair of electrodes, one of which 211 which serves as a working electrode is preferably made of noble metal, for example platinum and the other 212 which serves as a reference electrode is made by example based on silver and is of the type for example
Ag / AgCl. As can be seen, the working electrode intended to measure the redox potential of the biofilm is implanted in the layer of the latter. As illustrated in FIG. 3, the working electrode can be placed practically vertical to the reference electrode and / or practically square with the latter.
L'utilisation d'un capteur dans la veine médiane et d'un autre capteur dans la couche limite près de la paroi, par exemple en écoulement turbulent permet de vérifier l'hétérogénéité d'un écoulement dans une enceinte quelconque. The use of a sensor in the middle vein and another sensor in the boundary layer near the wall, for example in turbulent flow makes it possible to check the heterogeneity of a flow in any enclosure.
S'il y a lieu, on utilise aussi une sonde 213 pour la prise de mesures physiques propres au flux liquide. Cette sonde 213 est utilisée, par exemple, pour évaluer la température, la vitesse et/ou le débit du flux liquide Fl et pour générer des signaux de mesure représentatifs des grandeurs de ces paramètres. If necessary, a probe 213 is also used for taking physical measurements specific to the liquid flow. This probe 213 is used, for example, to evaluate the temperature, the speed and / or the flow rate of the liquid flow F1 and to generate measurement signals representative of the magnitudes of these parameters.
Le calculateur de pilotage 22 est, par exemple un micro-ordinateur industriel approprié du commerce, correctement programmé, qui est connecté à ces capteurs 21 aptes à générer des signaux de mesure. Les connexions sont figurées de manière schématique. La manière de programmer un calculateur de pilotage est classique et ne fait pas partie de l'invention. The control computer 22 is, for example an industrial microcomputer suitable for the trade, correctly programmed, which is connected to these sensors 21 capable of generating measurement signals. The connections are shown schematically. The way of programming a control computer is conventional and does not form part of the invention.
L'unité de traitement 23 comprend une réserve 231 en substance oxydante SO tel que du peroxyde d'hydrogène, une pompe doseuse 232, un variateur de débit 233 et une canne ou tube d'injection 234 débouchant dans la canalisation 10. The processing unit 23 comprises a reserve 231 of oxidizing substance SO such as hydrogen peroxide, a metering pump 232, a flow variator 233 and a cane or injection tube 234 opening into the pipe 10.
L'unité de traitement 23 est reliée au calculateur de pilotage 22 de manière à en recevoir un signal de commande qui fixe les quantités et le rythme d'injection de la substance oxydante dans la canalisation, en fonction des mesures faites par les capteurs et sondes et des instructions et valeurs de consigne mises en mémoire dans le calculateur de pilotage. The processing unit 23 is connected to the control computer 22 so as to receive a control signal therefrom which fixes the quantities and the rate of injection of the oxidizing substance in the pipeline, according to the measurements made by the sensors and probes. and instructions and setpoints stored in the control computer.
Comme on le voit sur la Figure 1 lorsqu'on souhaite faire un traitement préventif des sulfures présents dans le flux liquide, la prise amont 11 où se fait l'injection de la substance oxydante est placée au poste de refoulement 13 dans lequel arrive un gravitaire ou un refoulement 14. As can be seen in FIG. 1 when it is desired to carry out a preventive treatment of the sulphides present in the liquid flow, the upstream intake 11 where the oxidizing substance is injected is placed at the delivery station 13 in which a gravity arrives or a refoulement 14.
Lorsqu'on souhaite faire un traitement à la fois curatif et préventif des sulfures présents dans le flux liquide d'une conduite de refoulement, on utilise la disposition illustrée sur la Figure 2 où la prise amont 11 où se fait l'injection de la substance oxydante et la prise aval 12, dans cet ordre, sont placées en amont du poste ou du regard d'arrivée du refoulement 13. When it is desired to make a treatment that is both curative and preventive of the sulphides present in the liquid flow of a delivery pipe, use is made of the arrangement illustrated in FIG. oxidant and the downstream outlet 12, in this order, are placed upstream of the station or of the delivery inlet manhole 13.
Une autre prise de donnée du potentiel d'oxydo-réduction peut être effectuée en fin de conduite d'évacuation, ou de transport quelconque, ici proche du poste ou du regard d'arrivée du refoulement 13. Another taking of data of the redox potential can be carried out at the end of the evacuation pipe, or any transport, here near the station or the manhole of arrival of the discharge 13.
Selon une autre variante, les points de mesure sont situés à proximité de la conduite de refoulement voire au niveau de cette arrivée. According to another variant, the measurement points are located near the discharge line or even at this inlet.
Selon une autre variante, le dispositif selon l'invention assure le suivi de l'homogénéité de phases fluides-dépôts d'un flux liquide circulant dans une enceinte tels des fermenteurs, cuves et réacteurs ou dans des conduites de transport quelconques. Comme illustré sur la Figure 5, ce dispositif comprend des prises hautes 15 et basses 16 sur le fermenteur, cuve ou réacteur 17, au moins un capteur 25 susceptible d'être placé en différents endroits de l'enceinte pour mesurer le potentiel d'oxydo-réduction du fluide et apte à générer un signal de mesure afin de contrôler l'homogénéité des deux phases fluides-dépôts, un calculateur de pilotage 22 apte à générer un signal de commande en fonction d'au moins un signal de mesure reçu et connecté à ce capteur, et une unité de contrôle d'homogénéisation 25 pour commander par exemple un agitateur mécanique 18 ou un système d'introduction d'air 19 au niveau de l'enceinte. According to another variant, the device according to the invention monitors the homogeneity of the fluid-deposit phases of a liquid flow circulating in an enclosure such as fermenters, tanks and reactors or in any transport lines. As illustrated in FIG. 5, this device comprises high 15 and low 16 intakes on the fermenter, tank or reactor 17, at least one sensor 25 capable of being placed in different places of the enclosure to measure the oxidation potential reduction of the fluid and capable of generating a measurement signal in order to control the homogeneity of the two fluid-deposit phases, a control computer 22 capable of generating a control signal as a function of at least one measurement signal received and connected to this sensor, and a homogenization control unit 25 for controlling, for example, a mechanical stirrer 18 or an air introduction system 19 at the level of the enclosure.
Comme on le voit, l'invention tire parti d'une différence notable des potentiels d'oxydo-réduction observés entre la couche de biofilm Bf et le flux de fluide Fl dans la canalisation d'évacuation. En effet, le potentiel d'oxydo-réduction "redox" pour la couche de biofilm Bf est de l'ordre de - 400 à - 550 mV (Ag/AgCl) alors que celui de l'effluent Fl est moindre et de l'ordre de - 100 à - 400 mV (Ag/AgCl). As can be seen, the invention takes advantage of a notable difference in the redox potentials observed between the biofilm layer Bf and the fluid flow F1 in the evacuation pipe. Indeed, the "redox" redox potential for the biofilm layer Bf is of the order of - 400 to - 550 mV (Ag / AgCl) while that of the effluent Fl is lower and range from - 100 to - 400 mV (Ag / AgCl).
Comme on le voit, selon l'invention, on maîtrise l'élimination des sulfures dissous présents dans les fluides notamment des eaux usées par l'injection de la substance oxydante SO à l'aide d'un asservissement prioritaire au potentiel d'oxydo-réduction de la couche de biofilm Bf et du fluide en question, et, en complément, à la vitesse instantanée du fluide Fl. As can be seen, according to the invention, the elimination of the dissolved sulphides present in the fluids, in particular from the waste water, is controlled by the injection of the oxidizing substance SO using a priority servo-control to the oxidative potential. reduction of the biofilm layer Bf and of the fluid in question, and, in addition, to the instantaneous speed of the fluid F1.
Dans le cas où l'on fait un traitement essentiellement curatif pour lequel l'injection de la substance oxydante est proche du regard d'arrivée de la conduite de refoulement, on utilise un double asservissement au potentiel doxydo-réduction de la couche de biofilm Bf qui génère des sulfures et au potentiel d'oxydo-réduction du flux liquide F1 qui contient déjà des sulfures. In the case where an essentially curative treatment is carried out for which the injection of the oxidizing substance is close to the arrival look of the delivery pipe, a double control is used to the doxydo-reduction potential of the biofilm layer Bf which generates sulfides and the redox potential of the liquid flow F1 which already contains sulfides.
Lorsque la technique selon l'invention est mise en oeuvre à titre préventif conformément à ce qui est illustré sur la Figure 1, on utilise un réactif chimique (par exemple NO-3...) qui agit préférentiellement sur la couche de biofilm et donc retarde la réduction des sulfates en sulfures pendant une durée déterminée, soit on augmente la vitesse instantanée de circulation du fluide dans la canalisation pour qu'elle soit supérieure à îm/s environ par exemple. Lorsqu'on utilise la solution qui consiste à faire appel à un réactif chimique, la mesure du potentiel d'oxydo-réduction de la couche de biofilm peut se faire en différents endroits de celle-ci de manière à maintenir un seuil de - 50 à 100 mV (Ag/AgCl) dans le fluide. Lorsqu'on utilise la seconde solution, la mesure du potentiel d'oxydo-réduction de la couche de biofilm sert de détecteur de décrochage de ce dernier. When the technique according to the invention is implemented as a preventive measure in accordance with what is illustrated in FIG. 1, a chemical reagent (for example NO-3, etc.) is used which acts preferentially on the biofilm layer and therefore delays the reduction of sulphates to sulphides for a determined period, or the instantaneous speed of circulation of the fluid in the pipeline is increased so that it is greater than about 1 m / s for example. When using the solution which consists in using a chemical reagent, the measurement of the redox potential of the biofilm layer can be done in different places of the latter so as to maintain a threshold of - 50 to 100 mV (Ag / AgCl) in the fluid. When the second solution is used, the measurement of the redox potential of the biofilm layer serves as a detachment detector for the latter.
Lorsque la technique selon l'invention est mise en oeuvre à titre préventif et curatif conformément à ce qui est illustré sur la Figure 2, on empêche la production de sulfures par la couche de biofilm et on élimine les sulfures déjà présents dans le flux liquide. When the technique according to the invention is implemented as a preventive and curative measure in accordance with what is illustrated in FIG. 2, the production of sulphides by the biofilm layer is prevented and the sulphides already present in the liquid stream are eliminated.
Dans un tel cas, la mesure du potentiel d'oxydo-réduction peut être faite en un point unique ou en plusieurs points proches du regard d'arrivée. Dans cette configuration, on maintient aussi un seuil de potentiel d'oxydo-réduction de - 50 à - 100 mV (Ag/AgCl) et on asservit l'injection de la substance oxydante à la vitesse du flux liquide en fixant un seuil de vitesse instantanée inférieur à la vitesse du fluide en question dans la conduite.In such a case, the measurement of the redox potential can be made at a single point or at several points close to the arrival manhole. In this configuration, a redox potential threshold of - 50 to - 100 mV (Ag / AgCl) is also maintained and the injection of the oxidizing substance is controlled at the speed of the liquid flow by setting a speed threshold instantaneous lower than the speed of the fluid in question in the pipe.
Dans le cas de l'utilisation d'un réactif SO tel que le peroxyde d'hydrogène, une durée de contact avoisinant les 30 mn sera au moins nécessaire; le point d'injection est choisi en conséquence. L'utilisation d'un autre réactif chimique conduit à redéterminer la durée de contact ainsi que le ou les points d'injection du réactif en question sur la conduite. In the case of the use of an SO reagent such as hydrogen peroxide, a contact time of around 30 min will be at least necessary; the injection site is chosen accordingly. The use of another chemical reagent leads to redetermining the duration of contact as well as the point or points of injection of the reagent in question on the pipe.
Grâce à l'invention, l'inexistence ou l'élimination des sulfures est pratiquement totale à la sortie de l'installation de traitement. Toutefois, en ajustant la valeur du seuil de potentiel d'oxydo-réduction choisi, il est possible de se fixer une concentration limite résiduelle en sulfures à ne pas dépasser. Thanks to the invention, the absence or elimination of the sulphides is practically total at the outlet of the treatment installation. However, by adjusting the value of the redox potential threshold chosen, it is possible to set a residual limit concentration of sulphides not to be exceeded.
Le calculateur de pilotage, de tout type approprié du commerce, est de préférence aussi programmé de manière à tenir compte de la durée de contact des composés et substances en présence pour mener à bien le traitement, de la durée de séjour du flux liquide dans la canalisation et au besoin de son rythme de circulation voire son agitation ainsi que de la localisation du ou des points où se fait l'injection de la substance oxydante. The control computer, of any suitable type on the market, is preferably also programmed so as to take into account the duration of contact of the compounds and substances present to carry out the treatment, the duration of stay of the liquid flow in the pipeline and, if necessary, its circulation rate or even its agitation as well as the location of the point or points where the oxidizing substance is injected.
L'invention peut être utilisée pour toute canalisation d'évacuation au sens large de cette expression, c'est-à-dire pour des enceintes ou analogues telles des conduites de transport, des cuves, des fermenteurs, des réacteurs, des décanteurs et similaires où se trouvent des fluides non stériles par exemple des biomasses, des bioproduits, des boues activées ou autres. The invention can be used for any discharge pipe in the broad sense of this expression, that is to say for enclosures or the like such as transport pipes, tanks, fermenters, reactors, decanters and the like. where there are non-sterile fluids such as biomass, bioproducts, activated sludge or the like.
Une enceinte telle une cuve, fermenteur ou réacteur 17 est équipée d'un système d'agitation mécanique 18 ou par injection d'air 19, et comprend un fluide
Fl quelconque notamment d'eaux usées, de boues ou de réactifs chimiques. L'enceinte 17 est équipée au moins de deux prises 15 et 16. Le dispositif de traitement 20 comprend au moins deux électrodes combinées 250 qui servent d'électrode de référence à base d'argent et est du type par exemple Ag/AgCl et d'électrode de travail faite de préférence en métal noble. Comme on le voit, ces électrodes destinées à mesurer le potentiel d'oxydoréduction du fluide à l'intérieur de l'enceinte sont placées dans le fluide, comme illustré sur la figure 5, les électrodes 250 permettent de vérifier l'homogénéité du fluide dans une enceinte quelconque. Une égalité des valeurs en potentiel d'oxydo-réduction pour les deux électrodes combinées 250 reflète un état d'homogénéité parfait du fluide.An enclosure such as a tank, fermenter or reactor 17 is equipped with a mechanical stirring system 18 or by air injection 19, and comprises a fluid
Any fl, including wastewater, sludge or chemical reagents. The enclosure 17 is equipped with at least two sockets 15 and 16. The treatment device 20 comprises at least two combined electrodes 250 which serve as a reference electrode based on silver and is of the type for example Ag / AgCl and d working electrode preferably made of noble metal. As can be seen, these electrodes intended to measure the redox potential of the fluid inside the enclosure are placed in the fluid, as illustrated in FIG. 5, the electrodes 250 make it possible to verify the homogeneity of the fluid in any enclosure. An equality of the redox potential values for the two combined electrodes 250 reflects a state of perfect homogeneity of the fluid.
Ce qui précède permet de saisir tout l'inté rêt de l'invention et de percevoir tous les avantages qu'elle apporte. The above makes it possible to grasp the whole interest of the invention and to perceive all the advantages that it brings.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2715743B1 (en) | 1996-04-12 |
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