FR2734173A1 - Reacteur destine a la mise en oeuvre de reactions chimiques faisant intervenir une biomasse - Google Patents

Abstract

Ce réacteur comprend un corps cylindrique (1) comprenant un tronçon cylindrique inférieur (5) et un tronçon cylindrique supérieur (6) dit diamètre supérieur à celui du tronçon inférieur, reliés entre eux par un anneau de raccordement (7), un anneau filtrant (2) disposé dans la partie basse du tronçon supérieur (6) en appui sur l'anneau de raccordement (7), et un élément cylindrique interne (3) possédant à son extrémité inférieur une collerette (8) en appui sur l'anneau filtrant (7) et ménageant un espace libre (9) entre le contour externe de la collerette (8) et la paroi interne du tronçon supérieur (6), tous les éléments de révolution étant disposés de façon coaxiale.

Description

La présente invention concerne un réacteur destiné à la mise en oeuvre de réactions chimiques faisant intervenir une biomasse.

Notamment dans le domaine de l'épuration des eaux, de nombreuses réactions peuvent être effectuées par des organismes vivants qui sont capables de dégrader diverses matières organiques au cours de leurs processus biologiques, par exemple le processus respiratoire.

Ainsi, l'élimination de la pollution organique d'effluents aqueux est effectuée en entretenant le développement d'une biomasse dans des bacs contenant les effluents à traiter pendant une certaine période à l'issue de laquelle la biomasse est séparée par décantation de la phase aqueuse liquide.

Par "biomasse", on entend une population de microorganismes vivants, tels que microbes, bactéries ou protozoaires. Dans le domaine de l'épuration des eaux, la biomasse active est communément désignée par le terme de "boue".

Pour mettre en oeuvre un traitement d'épuration sur un effluent particulier, de nombreux parametres doivent être étudiés, notamment la compatibilité de la boue traitante avec l'effluent pollué (présence éventuelle dans l'effluent d substances inhibant les propriétés des boues), la concentration utile en boues, la température, éventuellement la quantité utile d'oxygène dissous. Les essais correspondants doivent être réalisés en grand nombre et donc à une échelle beaucoup plus réduite que l'échelle de la station d'épuration pour des raisons de durée et de coût.

On connaît déjà des systèmes modèles de petit ou moyen volume permettant d'étudier des traitements par culture de boues en milieu aéré constitués d'un bac aérateur, dans lequel les boues réalisent l'épuration en milieu aéré, relié par un système de trop plein à un bac décanteur. Les boues accumulées dans le bac décanteur sont recyclées vers le bac aérateur par l'intermédiaire d'une conduite de soutirage. Toutefois, ces systèmes ont l'inconvénient de nécessiter un entretien d'autant plus fréquent qu'ils sont de petit volume. En effet, les boues ont tendance à s'accumuler dans les conduites de faible section, qui constituent le trop plein ou le circuit de recyclage des boues décantées, les colmatages résultants entraînant l'interruption de l'essai pour effectuer le nettoyage des éléments.

Des réacteurs constitués d'un seul bac aréteur/décanteur existent mais ne permettent que de faire des essais en semi-continu où l'on introduit l'effluent à traiter à concurrence d'une quantité prédéterminée dans le réacteur contenant la boue sous aération, puis l'aération est interrompue pour laisser la boue décanter, après quoi on soutire le liquide traité surnageant. Ces systèmes ne permettent cependant pas d'étudier des phénomènes nécessitant une quantité importante d'effluents à traiter, par exemple pour étudier les problèmes dus à une substance polluante organique agissant par effet de seuil.

Ainsi, il subsiste encore le besoin d'un réacteur qui permette de simuler exactement la mise en oeuvre d'un processus biologique à grande échelle et d'étudier tous les paramètres opératoires correspondants.

Le but de la présente invention est de répondre à ce besoin.

A cet effet, l'invention a pour objet un réacteur destiné à la mise en oeuvre de réactions chimiques faisant intervenir une biomasse et un liquide réactionnel, caractérisé en ce qu'il comprend - un corps cylindrique comprenant un tronçon cylindrique inférieur et un tronçon cylindrique supérieur, de diamètre supérieur à celui du tronçon inférieur, reliés entre eux par un anneau de raccordement, - un anneau filtrant disposé dans la partie basse du tronçon supérieur en appui sur l'anneau de raccordement, et - un élément cylindrique interne possédant à son extrémité inférieure une collerette en appui sur l'anneau filtrant et ménageant un espace libre entre le contour externe de la collerette et la paroi interne du tronçon supérieur, tous les éléments de révolution étant disposés de façon coaxiale.

Les moyens de centrage peuvent avantageusement comprendre une bague de centrage disposée dans le tronçon supérieur et ajustée à force entre la paroi externe dudit élément cylindrique interne et la paroi interne dudit tronçon supérieur.

L'espace compris à l'intérieur de l'élément interne et du tronçon inférieur est destiné à recevoir la biomasse et du liquide réactionnel. L'espace situé entre l'élément cylindrique interne et le tronçon cylindrique supérieur constitue un fossé de rétention du liquide ayant réagi filtré au travers de l'anneau filtrant.

De préférence, le réacteur peut opérer en continu et à cet effet il peut comprendre des moyens d'alimentation en liquide réactionnel et des moyens de prélèvement du liquide filtre contenu dans l'espace situé entre le cylindre supérieur et l'élément interne cylindrique. Avantageusement, les moyens d'alimentation en liquide réactionnel débouchent au-dessus du niveau de remplissage dans le réacteur.

De préférence, le réacteur comprend en outre des moyens d'agitation de la masse réactive disposés dans le tronçon cylindrique inférieur.

Le réacteur selon l'invention est adapté à la mise en oeuvre de réactions avec une biomasse en milieu non aéré ou aère.

Dans le premier cas, le réacteur est avantageusement muni de moyens d'agitation mécanique de la masse réactive, disposés de préférence au fond du tronçon cylindrique inférieur.

Dans le second cas, le réacteur est muni de moyens d'introduction de gaz, notamment d'un gaz contenant de l'oxygène, qui jouent le rôle de moyens d'agitation de la masse réactive. ]es moyens d'introduction de gaz sont de préférence disposés au fond du corps cylindrique, au voisinage de l'axe des éléments de révolution.

Avantageusement, ils comprennent un dispositif de réglage de la taille des bulles de gaz.

Il est tout particulièrement avantageux que lesdits moyens d'introduction de gaz soient adaptés pour créer un courant ascendant de bulles de gaz localisé au voisinage de l'axe des éléments de révolution.

Dans un mode de réalisation très avantageux, notamment dans le cas de réacteurs aérés, les dimensions de l'anneau filtrant sont telles qu'il s'ajuste extérieurement au cylindre du tronçon supérieur et son contour interne est en retrait par rapport au tronçon inférieur et la partie cylindrique de l'élément cylindrique interne est en retrait par rapport au contour interne de l'anneau filtrant.

L'invention concerne également des dispositifs pour la mise en oeuvre de plusieurs, notamment de deux réactions successives faisant intervenir chacune une biomasse, qui comprennent plusieurs, notamment deux, réacteurs selon l'invention, équipés de moyens d'alimentation en liquide réactionnel et de moyens de prélèvement du liquide filtré, agencés en cascade, les moyens d'alimentation en liquide réiictionnel d'un réacteur étant reliés aux moyens de prélèvement du liquide filtré contenu dans le tronçon supérieur du réacteur précédent.

On peut ainsi associer des réacteurs fonctionnant chacun en milieu aéré, ou chacun en milieu non aéré, ou bien dont au moins l'un fonctionne en milieu aéré et au moins un fonctionne en milieu non aéré.

La présente invention va maintenant être décrite en regard des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un réacteur selon l'invention destiné à la mise en oeuvre d'une réaction en milieu aéré,
- la figure 2 représente la partie intermédiaire du même réacteur en coupe longitudinale à une échelle agrandie et représente schématiquement les lignes de courant du liquide dans ce réacteur,
- la figure 3 représente un dispositif selon l'invention associant un réacteur en milieu aéré et un réacteur en milieu non aéré.

Le réacteur de la figure 1 comprend essentiellement un corps tubulaire cylindrique 1, un anneau de filtration 2, un élément interne cylindrique 3, un dispositif de diffusion de bulles de gaz 4 et des moyens d'alimentation ou effluent à traiter et des moyens de prélèvement de liquide traité qui seront détaillés ciaprès.

Le corps tubulaire 1 comprend un tronçon inférieur cylindrique 5 à fond conique et un tronçon supérieur cylindrique 6, coaxial avec le tronçon supérieur et de diamètre intérieur D6 supérieur au diamètre intérieur D5 du tronçon inférieur 5. Le tronçon supérieur 6 est ouvert à son extrémité supérieure.

Les cylindres constituant les tronçons inférieur 5 et supérieur 6 sont raccordés transversalement par un anneau plan 7. L'anneau plan de raccordement 7 peut être remplacé par tout autre élément de forme annu laire appropriée, par exempte un convergent conique.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'anneau de raccordement 7 joue le rôle de fond plat percé d'un orifice axial mettant en communication les espaces internes du tronçon supérieur 6 et du tronçon inférieur 5.

L'anneau de filtration 2 est disposé sur le fond plat du tronçon supérieur cylindrique 6 constitué par l'anneau de raccordement 7, de façon à ne pas déborder sur l'orifice correspondant au tronçon cylindrique inférieur 5. Le diamètre interne de l'anneau 2 est au moins égal au diamètre intérieur D5 de l'élément cylindrique 5.

L'anneau 2, de diamètre interne D2 supérieur au diamètre intérieur D5 du tronçon inférieur 5, est disposé coaxialement avec le corps cylindrique 1. Le matériau filtrant est ainsi disposé en retrait par rapport au tronçon inférieur 5. Avantageusement, ce retrait est de l'ordre de 1 à 2 mm. Le contour externe de l'anneau filtrant 2 épouse le contour interne du tronçon supérieur 6.

L'anneau de filtration 2 peut être réalisé en un matériau filtrant adapté au mélange réactionnel, en particulier à la biomasse utilisée, le volume des interstices du matériau filtrant étant tel qu'il ne permet pas aux boues de s'infiltrer dans l'anneau 2. On préfère les matériaux fibreux, tels que les matériaux commercialisés par la société 3M sous la marque Scotch
Brite, ou les matériaux synthétiques expansés sous forme de mousse.

L'élément cylindrique 3 est disposé à l'intérieur du tronçon supérieur 6 et possède un diamètre interne D3 inférieur au diantre interne D6 de ce tronçon supérieur 6. Il possède à son extrémité inférieure une collerette 8 qui vient se mettre en appui sur l'anneau filtrant 2 qui est ainsi maintenu en place.

L'élément cylindrique interne 3 a un diamètre intérieur D3 supérieur au diamètre D2 et est également disposé coaxialement avec le corps cylindrique 1 de façon à être lui-même en retrait par rapport au matériau filtrant. Avantageusement, ce retrait est de l'ordre de 2 à 4 mm. La collerette 8 en appui sur l'anneau filtrant 2 est de forme annulaire et son diamètre externe D8 est inférieur au diamètre intérieur D6 du tronçon supérieur.

L'élément interne cylindrique 3 ménage ainsi un espace libre 9 au-dessus du matériau filtrant au voisinage à la fois de la périphérie interne et de la périphérie externe de l'anneau de filtration 2.

L'élément cylindrique interne 3 est lui-même maintenu en place dans le corps 1 au moyen d'une bague de centrage 11 en matière plastique compressible, telle qu'une mousse de polyuréthane, aux dimensions adaptées pour être ajustée à force entre l'élément cylindrique interne 3 et la paroi interiie du tronçon supérieur 6.

L'espace situé entre la partie cylindrique de l'élément interne 3 et la paroi interne du tronçon cylindrique supérieur 6 constitue un fossé de rétention 10 qui communique avec la partie interne du réacteur par l'intermédiaire de l'espace libre 9 et des espaces intersticiels du matériau filtrant de l'anneau 2.

Une conduite 12 de prélèvement de liquide est raccordée en un point intermédiaire du tronçon supérieur 6. D'autres moyens de prélèvement peuvent toutefois être envisagés par exemple une conduite de prélèvement plongeant dans ce fossé de prétention situé dans l'espace interne du tronçon 6 autour de l'élément cylindrique interne 3.

Le corps tubulaire 1, l'élément interne 3 et la conduite peuvent être faits en tout matériau adapté à la fabrication de réacteurs chimiques, de préférence en verre pour permettre à un opérateur de contrôler visuellement l'évolution de la réaction.

Le corps cylindrique 1 est muni de moyens d'introduction de gaz disposés au fond du tronçon inférieur 5. Ils consistent en un dispositif de diffusion (ou diffuseur) de bulles de gaz 4, qui peut être constitué notamment d'un bloc de matériau poreux solide, et qui est relié à une conduite d'amenée de gaz 13. Le diffuseur 4 est disposé au voisinage de l'axe du corps tubulaire 1 de façon à créer un courant ascendant de bulles de gaz le long de cet axe.

Des moyens d'alimentation en liquide réactionnel annexés au réacteur comprennent une conduite d'alimentation en liquide 14 débouchant à l'intérieur de l'élément cylindrique interne 3, alimentée via une pompe péristaltique 15 en liquide réactionnel contenu dans une réserve 16.

Le fonctionnement du réacteur sera décrit ciaprès dans le cas de la mise en oeuvre d'un procédé d'épuration d'effluents aqueux pollués par des matières organiques.

Une quantité prédéterminée de biomasse (boue) est placée dans le tronçon inférieur 5 du corps du réacteur 1 avec une certaine quantité d'effluents aqueux à traiter. On injecte de l'air par l'intermédiaire du diffuseur 4, ce qui provoque une dispersion des boues dans le milieu liquide et fait monter le niveau de liquide dans le réacteur. Le débit d'air injecté est ajusté en fonction des conditions opératoires désirées, notamment de la concentration en oxygène dissous à laquelle les boues sont les plus efficaces. A cet égard, le réacteur peut également comprendre une sonde de mesure de la quantité d'oxygène dissolus. Le débit doit cependant être suffisant pour mettre les boues en suspension dans le réacteur.

La biomasse commence alors à consommer et dégrader les matières organiques contenues dans l'effluent aqueux. La dégradation des matières organiques peut se faire selon un processus respiratoire, en dégageant du dioxyde de carbone, ou au profit du développement des microorganismes. On peut estimer que chaque type de processus consomme environ la moitié de la matière organique contenue clans l'effluent.

Le réacteur est ensuite alimenté en continu en liquide à traiter par la conduite 14 par l'intermédiaire de la pompe 15 délivrant un débit de 15 à 120 ml/l. Ces débits produisent une alimentation au goutte à goutte qui permet à effluent d'être rapidement mélangé à la masse réactive.

L'introduction du liquide et le développement de la biomasse entraînent une élévation régulière du niveau de liquide dans le réacteur. Lorsque le niveau de liquide dépasse le tronçon inférieur 5, le milieu réactionnel est contenu à l'intérieur de l'élément cylindrique 3 alors qu'une partie du liquide est filtré au travers de l'anneau filtrant 2. L'espace interne du tronçon supérieur 6 situé autour de l'élément cylindrique 3 constitue un fossé 10 de rétention de l'effluent traité filtré dans lequel le liquide filtré peut pénétrer grâce à l'espace libre 9 entre la collerette 8 et la paroi interne du cylindre supérieur 6.

Lorsque le niveau de liquide dans le réacteur atteint le niveau de la conduite de prélèvement de liquide 12, le liquide traité filtré s'écoule hors du réacteur par trop-plein. La hauteur du point de raccord de la conduite 12 sur le tronçon supérieur du corps du réacteur peut être choisie avantageusement pour éviter les circuits raccourcis de circulation de l'effluent à traiter, c'est-à-dire pour éviter qu'une partie de l'effluent à traiter provenant de la conduite 14 ne traverse le tronçon supérieur 6 pour être directement filtrée sans entrer en réaction avec la biomasse.

Il est préférable que la conduite 14 d'alimentation en effluent à traiter débouche dans le réacteur au-dessus du niveau du trop-plein.

La configuration du réacteur est telle que la filtration se fait sans aucun problème de colmatage dû à l'accumulation de boues sur le filtre. Il semblerait que la filtration au travers de l'anneau soit de type tangentiel, c'est-à-dire que le courant de liquide à filtrer est parallèle à la surface du filtre, et perpendiculaire au sens de filtration.

La figure 2 indique sommairement quelles sont les lignes de courant de liquide supposées dans le réacteur.

Les bulles d'air qui s'élèvent vers la surface entraîneraient avec elles une partie du liquide en créant un courant ascendant < ie liquide localisé au centre du réacteur. Au niveau de la surface du liquide, les bulles d'air se dispersent t s'échappent dans l'espace libre à travers toute la surface du liquide. Ce faisant, le liquide serait entraîné vers la périphérie du réacteur, et sous l'effet du courant ascendant central créé par les bulles d'air formerait un courant descendant périphérique, qui passe tangentiellement à la surface accessible du matériau filtrant.

Les problèmes de colmatage du filtre apparaissent lorsque la filtration se fait de façon frontale.

Le liquide à filtrer circulant dans le sens de filtration, le passage du liquide à travers le filtre crée une force qui pousse les particules solides dans le filtre, qui s'y accumulent rapidement.

Avec le réacteur de l'invention, on éviterait que des courants transversaiix soient créés au niveau du matériau filtrant, qui pourraient entraîner à l'intérieur de ce dernier ou accumuler sur sa surface accessible des particules de boues en suspension. Le réacteur peut ainsi fonctionner en continu pendant plusieurs semaines sans observer de colmatage de anneau filtrant.

Le mode de réalisation représenté sur la figure 2 où la collerette 8 est en retrait par rapport à l'anneau 2, lui-même en retrait par rapport au bord du raccord 7, est très avantageux en ce qui concerne l'éli- mination du problème de colmatage. Cette configuration permet une sorte de "nettoyage" en continu de la surface accessible du filtre avec une très grande efficacité.

Ce type de réacteur peut être utilisé avantageusement pour effectuer l'esspuration d'effluents aqueux pollués par des matières organiques, au moyen de boues nitrifiantes.

La réaction chimique de nitrification consiste à transformer l'azote présent dans les effluents sous forme d'ions ammonium NH4 en nitrites NO2- ou nitrates NO3-. Des microorganismes sont couramment employés en station d'épuration pour effectuer cette réaction qu'ils sont capables de réaliser en présence d'oxygène.

L'effluent aqueux à traiter est introduit dans le réacteur via la conduite d'alimentation 14, réagit avec la biomasse, et l'on récupère après filtration dans le fossé de rétention du tronçon 6 une phase aqueuse contenant de 1'azot sous forme d'ions nitrites ou nitrates.

La figure 3 représente un dispositif associant un réacteur aéré tel que décrit précédemment et un réacteur non aéré, similaire au premier mais comprenant, à la place du dispositif d'introduction de gaz, un dispositif d'agitation mécanique de la masse réactive, par exemple un barreau aimanté 17 commandé par un agitateur magnétique 18.

Tous les éléments du second réacteur portant une référence déjà citée pour le premier réacteur, à laquelle on a accolé la lettre b, sont identiques aux éléments du premier réacteur portant ladite référence.

Ce réacteur fonctionne de manière similaire au premier à ceci près que l'agitation de la masse réactive est réalisée mécaniquement ; cette agitation est en général ajustée de façon à réaliser une mise en suspension sensiblement homogène sur toute la hauteur du réacteur, tout en évitant le cisaillement des particules de boues et la formation de courant susceptibles de causer le colmatage de l'anneau filtrant. Le dispositif de la figure 3 peut être utilisé pour réaliser l'épuration d'effluents aqueux en deux étapes : une étape de nitrification en milieu aéré puis une étape de dénitrification en milieu non aéré.

La réaction de dénitrification consiste à réduire les espèces nitrite:; et nitrates contenues dans un effluent traité par nitrification, en azote gazeux par des microorganismes. Les mêmes microorganismes que ceux réalisant la nitrification en milieu aéré peuvent effectuer cette réaction. I1 s digit pour eux de "respirer" l'oxygène contenu dans les ions NO2 et NO3 en milieu anaérobie ou anoxique. Pour cela, ils ont besoin d'une source de carbone, classiquement le méthanol. A l'issue de ce processus en deux étapes, on élimine totalement l'azote ammoniacal contenu tlans les effluents aqueux.

L'effluent traité dans le premier réacteur de nitrification, contenu dans le fossé de rétention de ce réacteur, alimente en continu le second réacteur via le trop-plein 12, qui se prolonge en une conduite d'alimentation en liquide 14b.

Une conduite d'alimentation en liquide 19 débouchant dans l'élément cylindrique interne 3b du second réacteur introduit en continu une source de carbone contenue dans une réserve 20, telle que le méthanol, dans le milieu réactionnel.

Le filtrat récupéré dans le fossé de rétention du tronçon supérieur 6b, ne contenant quasiment plus d'azote peut être récupéré en sortie du dispositif par le trop-plein 12b.

La présente invention va maintenant être illustrée par les exemples suivants
EXEMPLE 1
Un réacteur aéré du type représenté sur la figure 1 d'un volume utile de 1 litre est utilisé pour réaliser l'épuration d'eaux résiduaires urbaines au moyen de boues nitrifiantes utilisées dans la station traitant habituellement ces eaux résiduaires. Les boues se présentent sous forme d'agrégats floconneux de 1 à 2 mm de taille moyenne.

L'anneau filtrant 2 est constitué par la superposition de deux matériaux fibreux commercialisés par la société 3M sous la marque SCOTCH BRITE, de qualité standard et d'une épaisseur chacun de 5 mm.

Ce matériau présente des espaces intersticiels suffisamment petits pour ne pas permettre la pénétration des agrégats de 1 à 2 mm dans l'anneau filtrant. Seules les particules de boues libres de taille inférieure à 100 um ne sont pas retenues par le filtre et passent avec le filtrat dans le fossé de rétention.

Cela est tout à fait acceptable dans la mesure où ces mêmes particules restent en suspension dans le liquide de décantation dans une station d'épuration. De ce point de vue, les conditions de l'épuration dans le réacteur sont représentatives des conditions réelles en station.

L'anneau de filtration 2 est disposé en retrait d'environ 1 à 2 mm par rapport au fond plat 7 du tronçon supérieur 6. L'élément cylindrique interne 3 est disposé lui-même en retrait de 2 à 4 mm par rapport au bord interne de l'anneau 2 en matériau fibreux.

La concentration en matière organique dans l'effluent aqueux à traiter, exprimée par la demande chimique en oxygène (DCO) de 1'effluent, est d'environ 350 mg d'oxygène par litre.

La concentration moyenne des boues dans le réacteur est de 2 à 3 g de matière solide par litre. La concentration de boues varie dans le temps, en fonction du développement des microorganismes. On prélève donc régulièrement une certaine quantité de boue pour maintenir une concentration moyenne et/ou un âge moyen des boues (temps de séjour dans le réacteur) à peu près constants.

Dans les conditions de fonctionnement de l'exemple, l'âge moyen des boues, qui correspond au rapport de la quantité de boue totale à la quantité de boue éliminée par jour (de l'ordre de 1 à 5 % par jour), est de 20 jours.

Le débit d'alimentation journalier en effluent aqueux à traiter est de 2,5 litres par jour. Le temps de séjour hydraulique de l'effluent dans le réacteur, qui correspond au rapport du volume utile du réacteur au débit d'alimentation en effluent, est donc d'environ 10 h.

Dans ces conditions, le réacteur peut fonctionner sans entretien et sans colmatage du filtre pendant plusieurs semaines.

On parvient ainsi à une épuration de haute qualité. Le rendement d'élimination de la demande chimique en oxygène est de 95 % et le rendement d'élimination de l'azote ammoniacal est de 98 %.

Ces performances sont très proches de celles de la station d'épuration modélisée.

EXEMPLE 2
Dans le même réacteur que celui de l'exemple 1, on réalise l'épuration d'effluents aqueux d'origine industrielle provenant d'une installation de fabrication organique et de fermentation.

La demande chimique en oxygène de ces effluents est de 2 000 mg/l et le rapport de la demande biologique en oxygène à la demande chimique en oxygène est d'environ 0,4.

Les boues utilisées proviennent d'une station d'épuration traitant habituellement ces effluents et sont utilisées à une concentration moyenne dans le réacteur de 6 à 8 g de matière solide par litre.

L'âge moyen des boues au cours de cet essai est de 20 jours et le temps de séjour hydraulique des effluents est de 17 heures.

Dans ces conditions, le réacteur fonctionne pendant plusieurs semaines sans entretien et sans observer de colmatage du filtre.

Les réacteurs selon l'invention trouvent une application particulièrement utile dans la simulation de traitement d'épuration.

Leur taille peut varier en fonction des phénomènes que l'on désire étudier.

Il convient d'utiliser des réacteurs de volume utile relativement important, par exemple de l'ordre de 1 à 10 litres, lorsque le débit d'alimentation (en terme de charge en matière organique) est plutôt faible ou lorsque les volumes d'échantillons de boues prélevés pour les analyses sont importants.

Des réacteurs de volume utile aussi petit que 300 ml peuvent être utilisés pour observer la plupart des phénomènes usuels et étudier les paramètres correspondants. Leur faible coût de revient et coût de maintenance (entretien quasi nul pendant des semaines) leur permet d'être utilisés en batterie pour réaliser de nombreux essais en simultané.

En dehors du domaine de l'épuration, le spécialiste saura reconnaître les différents domaines auxquels peut s'appliquer le réacteur selon l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Réacteur destiné à la mise en oeuvre de réactions chimiques faisant intervenir une biomasse et un liquide réactionnel, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps cylindrique (1) (comprenant un tronçon cylindrique inférieur (5) et un tronçon cylindrique supérieur (6) de diamètre supérieur à celui du tronçon inférieur, reliés entre eux par un anneau de raccordement (7), - un anneau filtrant (2) disposé dans la partie basse du tronçon supérieur (6) en appui sur l'anneau de raccordement (7), et - un élément cylindrique interne (3) possédant à son extrémité inférieure une collerette (8) en appui sur l'anneau filtrant (7) et ménageant un espace libre (9) entre le contour externe de la collerette (8) et la paroi interne du tronçon supérieur (6), tous les éléments de révolution étant disposés de façon coaxiale.

2. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de centrage de l'élément cylindrique interne (3) comprenant une bague de centrage (11) disposée dclns le tronçon supérieur (6) et ajustée à force entre la paroi externe de l'élément cylindrique interne (3) et la paroi interne dudit tronçon supérieur (6).

3. Réacteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (14,15,16) d'alimentation en liquide réactionnel et des moyens de prélèvement (12) du liquide filtré contenu dans l'espace situé entre le cylindre supérieur (6) et l'élément interne cylindrique (3).

4. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'agitation disposés dans le tronçon inférieur (5).

5. Réacteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'agitation comprennent des moyens d'introduction de gaz (4,13).

6. Réacteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'introduction de gaz sont adaptés pour créez un courant ascendant de bulles de gaz localisé au voisinage de l'axe des éléments de révolution.

7. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les dimensions de l'anneau filtrant sont telles qu'il s'ajuste extérieurement sur la paroi interne du tronçon supérieur (6) et que son contour interne soit en retrait par rapport au tronçon inférieur (5) et en ce que la partie cylindrique de l'élément cylindrique interne (3) est en retrait par rapport au contour interne de l'anneau filtrant (2).

8. Dispositif pour la mise en oeuvre de deux réactions consécutives faisant intervenir chacune une biomasse, caractérisé en ce qu'il comprend deux réacteurs selon la revendication 3 et 'une quelconque des revendications 4 à 7, les moyens d'alimentation en liquide réactionnel du second réacteur (14b) étant reliés aux moyens de prélèvement (12) du liquide filtré contenu dans le tronçon supérieur du premier réacteur.