FR2776651A1 - Aerobic treatment of variable quantities of diverse winemaking effluents in conformity with increasingly demanding regulations - Google Patents
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Abstract
Description
STATION DE TRAITEMENT DES EFFLUENTS NOTAMMENT VINICOLESTREATMENT PLANT FOR EFFLUENTS, ESPECIALLY VINICOLES
La présente invention se rapporte plus particulièrement au traitement des rejets issus de l'activité vinicole et plus précisément des effluents vinicoles. Ces derniers sont des flux liquides portant des charges polluantes qui varient énormément d'une cave à une autre et en fonction des différentes opérations de vinification telles que vendange, pressurage, débourbage, The present invention relates more particularly to the treatment of discharges from the wine industry and more specifically wine effluents. These latter are liquid flows carrying polluting loads which vary enormously from one cellar to another and according to the different vinification operations such as harvesting, pressing, settling,
fermentation, soutirages, filtration, décuvage ou collage. fermentation, racking, filtration, devatting or fining.
Les effluents vinicoles se caractérisent en termes de pollution par des matières en suspension, des matières oxydables, des matières phosphorées et Wine effluents are characterized in terms of pollution by suspended matter, oxidizable matter, phosphorous matter and
des matières azotées.nitrogenous materials.
Les réglementations officielles sont de plus en plus draconiennes quant aux teneurs, relatives aux matières polluantes ci-dessus, des rejets dans le Official regulations are becoming more and more draconian as regards the contents, relating to the above pollutants, of discharges into the
milieu naturel provenant de ces effluents vinicoles. natural environment from these wine effluents.
Les installations connues mises en oeuvre pour l'épuration des effluents vinicoles ne sont pas véritablement adaptées à l'activité vinicole dont les particularités sont le caractère saisonnier, la pollution atteignant son pic pendant les vendanges, décuvages, soutirages et les périodes de filtration, et The known installations used for the purification of wine effluents are not really adapted to the wine activity, the particularities of which are the seasonal nature, the pollution reaching its peak during the harvest, devatting, racking and filtration periods, and
les grandes disparités en terme de volumes d'effluents à traiter. large disparities in terms of volumes of effluents to be treated.
Par ailleurs, les coûts, rendements et en particulier la constance dans les résultats de telles installations, compte tenu notamment du caractère très variable quantitativement et qualitativement des effluents à traiter, ne sont pas Furthermore, the costs, yields and in particular the consistency in the results of such installations, taking into account in particular the highly variable character quantitatively and qualitatively of the effluents to be treated, are not
pleinement satisfaisants.fully satisfactory.
La présente invention vise précisément à pallier ces divers inconvénients en proposant une station de traitement d'effluents vinicoles, à la fois efficace, prenant en compte la grande labilité des effluents vinicoles et permettant un The present invention aims precisely to overcome these various drawbacks by proposing a treatment station for wine effluents, which is both efficient, taking into account the high lability of wine effluents and allowing
traitement en continu absorbant les pics de pollution. continuous treatment absorbing pollution peaks.
A cet effet, I'invention a pour objet une station de traitement des effluents notamment vinicoles, du type continu à chambre biologique aérée, caractérisée en ce que ladite chambre biologique comprend au moins un compartiment comportant un lit immergé dont le support bactérien est constitué par du lithothamne, en ce que ladite chambre biologique est alimentée en continu à partir d'une chambre à fonction d'homogénéisation et de tampon, elle-même alimentée en effluents à traiter, les chambres biologiques et d'homogénéisation-tampon étant munies d'un réseau immergé de diffusion de fines bulles d'air, la sortie de la chambre biologique étant reliée To this end, the invention relates to a treatment station for effluents, in particular wine-making, of the continuous type with aerated biological chamber, characterized in that said biological chamber comprises at least one compartment comprising a submerged bed, the bacterial support of which consists of lithothamne, in that said biological chamber is continuously supplied from a chamber with a homogenization and buffer function, itself supplied with effluents to be treated, the biological and buffer homogenization chambers being provided with an immersed network for the diffusion of fine air bubbles, the outlet of the biological chamber being connected
à des moyens de décantation.to settling means.
Suivant une autre caractéristique de la station selon l'invention, lesdits moyens de décantation sont constitués par une chambre de décantation finale dont la sortie est reliée à une station de filtration avant rejet, ladite chambre étant munie d'une pompe de relevage des boues à des fins de recyclage vers la chambre d'homogénéisation notamment à des fins d'oxygénation suffisante According to another characteristic of the station according to the invention, said settling means consist of a final settling chamber, the outlet of which is connected to a filtration station before discharge, said chamber being provided with a sludge lifting pump to for recycling to the homogenization chamber, in particular for sufficient oxygenation
dans la chambre de décantation.in the settling chamber.
Avantageusement, ladite station de filtration est constituée par une chambre d'affinage à écoulement gravitaire comprenant un filtre à gravier relié en aval à un filtre à lithothamne, les deux filtres étant pourvus de moyens d'aération. Suivant encore une autre caractéristique, le transfert entre la chambre d'homogénéisation-tampon et la chambre biologique est relié à l'aide d'une Advantageously, said filtration station is constituted by a refining chamber with gravity flow comprising a gravel filter connected downstream to a lithothamne filter, the two filters being provided with aeration means. According to yet another characteristic, the transfer between the buffer homogenization chamber and the biological chamber is connected using a
pompe volumétrique.positive displacement pump.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui Other characteristics and advantages will emerge from the description which
va suivre d'un mode de réalisation d'une station selon l'invention, description will follow of an embodiment of a station according to the invention, description
donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 est une vue en coupe verticale axiale d'un réacteur mettant en oeuvre le système de traitement des effluents vinicoles selon l'invention, et - Figure 2 est une vue en coupe schématique d'un système de filtres à given by way of example only and with reference to the appended drawings in which - Figure 1 is a view in axial vertical section of a reactor implementing the wine effluent treatment system according to the invention, and - Figure 2 is a schematic sectional view of a filter system
gravier et lithothamne associé au réacteur de la figure 1. gravel and lithothamne associated with the reactor of Figure 1.
Sur la figure 1, on a représenté en 1 un réacteur constitué d'une cuve cylindrique, d'axe horizontal, divisé en trois compartiments intérieurs respectivement 2, 3 et 4 par des cloisons verticales respectivement 5 et 6, In FIG. 1, there is shown in 1 a reactor consisting of a cylindrical tank, of horizontal axis, divided into three interior compartments respectively 2, 3 and 4 by vertical partitions respectively 5 and 6,
chaque compartiment étant muni d'au moins un trou d'homme d'accès 7. each compartment being provided with at least one access manhole 7.
L'un des compartiments d'extrémité 2 définit une chambre dite d'homogénéisation munie d'une arrivée 8 d'effluents vinicoles à traiter, en partie supérieure du compartiment, les effluents tombant sur un déflecteur 9 One of the end compartments 2 defines a so-called homogenization chamber provided with an inlet 8 for wine effluents to be treated, in the upper part of the compartment, the effluents falling on a deflector 9
brise-jet.jet breaker.
Le compartiment central 3 définit une chambre biologique et l'autre compartiment d'extrémité 4 définit une chambre de décantation munie d'une sortie 10 vers un système de filtrage final (non représenté) avant rejet dans le The central compartment 3 defines a biological chamber and the other end compartment 4 defines a decantation chamber provided with an outlet 10 to a final filtering system (not shown) before discharge into the
milieu naturel.natural environment.
La chambre 2 est la plus importante en volume et très légèrement Room 2 is the largest in volume and very slightly
supérieure à la moitié du réacteur dans le mode de réalisation représenté. greater than half of the reactor in the embodiment shown.
On a représenté en 1 1 le niveau moyen des effluents stockés dans la The average level of effluents stored in the
chambre 2, étant entendu que ce niveau peut varier dans de larges mesures. bedroom 2, it being understood that this level can vary within wide limits.
En partie inférieure de la chambre 2 est immergé un réseau de diffuseurs 12 de fines bulles d'air relié par une canalisation 13 à une soufflante extérieure In the lower part of the chamber 2 is immersed a network of diffusers 12 of fine air bubbles connected by a pipe 13 to an external blower
14 munie d'un filtre à air 15.14 fitted with an air filter 15.
La cloison 5 occupe toute la section interne du réacteur 1 et les transferts entre les chambres 2 et 3 s'effectuent à l'aide d'une pompe The partition 5 occupies the entire internal section of the reactor 1 and the transfers between the chambers 2 and 3 are carried out using a pump
volumétrique auto-amorçante 1 6, externe ou interne. volumetric self-priming 1 6, external or internal.
La pompe 16 refoule les effluents de la chambre 2 vers le bas de la chambre biologique 3, par une canalisation 17, en dessous d'un second réseau de diffuseurs 18 à fines bulles d'air également alimenté par la soufflante 14, The pump 16 discharges the effluents from the chamber 2 downwards from the biological chamber 3, through a pipe 17, below a second network of diffusers 18 with fine air bubbles also supplied by the blower 14,
par une canalisation 19.by pipeline 19.
Le réseau de diffuseurs 18 est disposé sous un lit bactérien immergé constitué d'une grille perforée horizontale 20 en acier inoxydable sur laquelle est disposée un lit de lithothamne 21. En 22 est symbolisé le niveau moyen du The network of diffusers 18 is arranged under a submerged bacterial bed consisting of a horizontal perforated grid 20 of stainless steel on which is placed a bed of lithothamne 21. At 22 is symbolized the average level of the
liquide dans la chambre 3.liquid in room 3.
La chambre 3 communique avec la chambre de décantation 4 par un Chamber 3 communicates with decantation chamber 4 through a
système de tube déversoir 23.overflow tube system 23.
La chambre 4 à fond incliné en direction du centre est équipée d'une pompe 24 de relevage des boues, recyclées par une canalisation 25 en amont Chamber 4 with an inclined bottom towards the center is equipped with a pump 24 for lifting the sludge, recycled by a pipe 25 upstream
de la chambre 2.from bedroom 2.
En 26 est schématisé un dispositif d'ajustage du pH du liquide dans la In 26 is shown a device for adjusting the pH of the liquid in the
chambre 2.bedroom 2.
La sortie 10 du réacteur est de préférence reliée à un système de filtration à écoulement gravitaire du type illustré en figure 2 et comprenant un premier filtre 27 à gravier contenu dans un bac 28 muni d'un moyen d'aération suivi d'un second filtre 29 à lithothamne contenu dans un second bac 30 également muni de moyens d'aération. La sortie 31 du second filtre 29 rejette The outlet 10 of the reactor is preferably connected to a gravity flow filtration system of the type illustrated in FIG. 2 and comprising a first gravel filter 27 contained in a tank 28 provided with a ventilation means followed by a second filter 29 with lithothamne contained in a second tank 30 also provided with ventilation means. The output 31 of the second filter 29 rejects
les eaux épurées dans le milieu naturel. purified water in the natural environment.
Les bacs 28, 30 sont munis d'un couvercle pour l'entretien superficiel The tanks 28, 30 are provided with a cover for surface maintenance
des filtres.filters.
Le fonctionnement de la station décrite ci-dessus est le suivant. The operation of the station described above is as follows.
Les effluents vinicoles à traiter sont envoyés directement dans la chambre 2 après passage dans un dispositif (non représenté) de filtration préliminaire destiné à retenir les matières solides et les éléments non digestibles. Le volume de la chambre 2 est calculé en fonction du débit de la chambre biologique 3 et de façon à répondre à une quantité d'effluents équivalent par exemple à cinq jours d'effluents en période de pointe de rejet de The wine effluents to be treated are sent directly to chamber 2 after passing through a preliminary filtration device (not shown) intended to retain the solid materials and the non-digestible elements. The volume of the chamber 2 is calculated as a function of the flow rate of the biological chamber 3 and so as to respond to an amount of effluent equivalent for example to five days of effluent during the peak discharge period of
chais.winery.
Ceci, conjointement avec l'aération forcée et efficace procurée par le réseau de diffuseurs 12, assure une bonne homogénéisation grâce au temps This, together with the forced and efficient ventilation provided by the network of diffusers 12, ensures good homogenization thanks to the time.
de séjour suffisant des effluents.of sufficient effluent.
Le réseau de diffuseurs 12 demeure bien entendu en permanence immergé. Le transfert des effluents de la chambre 2 vers la chambre 3 s'opère par la pompe 16 qui permet, par un pilotage approprié, d'assurer une homogénéisation optimale dans la chambre 2, notamment du fait d'une bonne dilution de l'impact des pics de pollution dans un volume tampon, et une The network of diffusers 12 naturally remains permanently submerged. The transfer of effluents from chamber 2 to chamber 3 takes place by pump 16 which allows, by appropriate control, to ensure optimal homogenization in chamber 2, in particular due to good dilution of the impact pollution peaks in a buffer volume, and a
alimentation régulière du lit biologique 21. regular feeding of the organic bed 21.
Le lithothamne constituant le lit 21 est un produit bien connu constitué d'une farine d'algues marines appelée Maërl utilisée depuis longtemps pour The lithothamne constituting the bed 21 is a well-known product consisting of a seaweed meal called Maërl used for a long time to
l'amendement des sols.soil improvement.
A titre d'exemple, le lit de lithothamne 21 peut avoir une surface de 3m2, une épaisseur d'une trentaine de centimètres et un poids de 500 kg, pour By way of example, the lithothamne bed 21 can have a surface of 3 m 2, a thickness of around thirty centimeters and a weight of 500 kg, for
une chambre biologique 3 d'un volume de l'ordre de 3500 litres. a biological chamber 3 with a volume of the order of 3500 liters.
Le lit de lithothamne s'avère particulièrement efficace. Il a été constaté un excellent développement de la biomasse sur le lithothamne, huit jours après ensemencement à partir de boues de station d'épuration pour effluents The lithothamne bed is particularly effective. An excellent development of the biomass has been observed on the lithothamne, eight days after sowing from sewage treatment plant sludge
vinicoles.wineries.
Le développement de la biomasse s'est effectué de manière Biomass development has taken place
particulièrement uniforme.particularly uniform.
Les traitements d'effluents vinicoles conformément à l'invention, respectant un taux de séjour de trois jours dans la chambre biologique, ont The wine effluent treatments in accordance with the invention, respecting a stay rate of three days in the biological chamber, have
permis d'atteindre un taux d'épuration de la chambre de l'ordre de 93 %. achieved a room cleaning rate of around 93%.
La recirculation des boues envoyées par la pompe 24 dans la chambre 2 a notamment pour intérêt de maintenir dans la chambre de décantation un The recirculation of the sludge sent by the pump 24 in the chamber 2 has in particular the advantage of maintaining in the settling chamber a
taux d'oxygène dissous suffisant pour éviter l'anaérobie du milieu. sufficient dissolved oxygen level to avoid the anaerobic environment.
La recirculation des boues évite également le problème de leur vidange Recirculating sludge also avoids the problem of emptying
trop fréquente.too frequent.
La pompe 24 est par exemple asservie par une minuterie afin de contrôler le débit de recirculation qui est de l'ordre de 30 % du débit d'entrée The pump 24 is for example controlled by a timer in order to control the recirculation flow which is of the order of 30% of the input flow
des effluents (8) dans la chambre 2. effluents (8) in chamber 2.
La prévision du système d'affinage de la figure 2 par filtre à gravier et lithothamne permet de mieux maîtriser l'efficacité de la station de traitement et garantit la reproductibilité de cette efficacité en dépit du caractère très labile The prediction of the refining system in Figure 2 by gravel filter and lithothamne allows better control of the efficiency of the treatment station and guarantees the reproducibility of this efficiency despite the very labile nature
des effluents.effluents.
Il est à noter qu'en variante la chambre d'homogénéisation-tampon 2 It should be noted that, as a variant, the buffer homogenization chamber 2
pourrait être séparée physiquement de la chambre biologique 3. could be physically separated from the biological chamber 3.
Par ailleurs, la station est simple dans sa conception, sa mise en oeuvre et son fonctionnement, elle est relativement économique et s'adapte aisément Furthermore, the station is simple in its design, implementation and operation, it is relatively economical and easily adapted
aux diverses tailles des exploitations vinicoles. at various sizes of wineries.
Enfin, I'invention n'est évidemment pas limitée au mode de mise en oeuvre représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les i15 variantes, notamment en ce qui concerne les modalités de réalisation du lit Finally, the invention is obviously not limited to the embodiment shown and described above, but on the contrary covers all of its i15 variants, in particular as regards the methods of making the bed.
immergé de lithothamne 21.submerged in lithothamne 21.
C'est ainsi que la chambre biologique 3 pourrait comporter deux compartiments disposés en série et pourvus chacun d'un lit de lithothamne et Thus the biological chamber 3 could comprise two compartments arranged in series and each provided with a bed of lithothamne and
d'un réseau de diffuseurs.a network of broadcasters.
La station de traitement selon l'invention peut également être utilisée The treatment station according to the invention can also be used
pour des effluents non vinicoles, par exemple des effluents domestiques. for non-wine effluents, for example domestic effluents.
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