FR2824548A1 - Waste water treatment plant biological reactor has cylinders made from thin plastic discs separated by cellular material with micro-organisms - Google Patents
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Abstract
Description
selon l'une des revendications l à 6.according to one of claims l to 6.
La présente invention concerne un système de pré- The present invention relates to a pre-
traitement des eaux usées domestiques collectées par des canalisations et conduites dans des stations d'épuration situées en aval des communes qui effectuent le pré traitement et le traitement des eaux collectées et ont pour but d'épurer ces eaux avant leur rejet dans la nature. La présente invent ion concerne en part iculier un système de treatment of domestic wastewater collected by pipes and conduits in sewage treatment plants located downstream from the municipalities which carry out the pre-treatment and treatment of the collected water and aim to purify this water before it is discharged into the environment. The present invention relates in particular to a system of
pré-traitement des eaux usées dans une station d'épuration. pre-treatment of wastewater in a treatment plant.
Les stations d'épuration comprennent généralement un ensemble de prétraitement situé en amont du résateur de traitement o a lieu la première étape du traitement Treatment plants generally include a pretreatment set located upstream of the treatment resector where the first stage of treatment takes place
proprement dit de l' effluent grâce à un procédé physico- proper effluent thanks to a physico-
chimique ou à un procédé biologique. chemical or biological process.
Dans les procédés d'épuration traditionnels, le pré traitement a pour objectif de retirer de la filière de traitement, les matières les plus grossières et les éléments susceptibles de gêner les étapes ultérieures. Le pré-traitement comprend généralement trois opérations: le dogrillagetamisage, le dessablage et le désbnilage ayant pour rôle de retirer de l'effluent, respectivement les déchets volumineux, les sables, les huiles et les hydrocarbures. Lors de l'opération de dégrillage-tamisage, In traditional purification processes, the aim of pre-treatment is to remove the coarsest materials and the elements likely to interfere with the subsequent stages from the treatment process. The pretreatment generally includes three operations: dogrillagetamisage, desanding and stripping, the role of which is to remove bulky waste, sands, oils and hydrocarbons from the effluent. During the screening-sieving operation,
l' effluent passe à travers une grille afin d'être filtré. the effluent passes through a grid in order to be filtered.
Un bassin reçoit l'effluent filtré pour l'opération de dessablage qui consiste à laisser se déposer les matières en suspension par décantation. Un autre bassin recoit les effluents issus du bassin de dessablage pour la dernière opération du pré-traitement, le déshuilage, qui consiste à récupérer les graisses, huiles et hydrocarbures qui A basin receives the filtered effluent for the sand removal operation which consists in allowing the suspended solids to settle by decantation. Another tank receives the effluents from the sanding tank for the last pre-treatment operation, deoiling, which consists of recovering the fats, oils and hydrocarbons which
flottent et à les retirer de l' effluent. float and remove them from the effluent.
A l' issue de ce pré-traitement, l 'effluent est prêt pour être traité de manière biologique dans le réacteur biologique. Le principal inconvénient du procédé de pré traitement précédemment décrit, réside dans la gestion des sous-produits générés tels que les produits de refus de dégrillage, les sables et les graisses. En effet, ces sous At the end of this pre-treatment, the effluent is ready to be treated biologically in the biological reactor. The main drawback of the pretreatment method described above lies in the management of the by-products generated, such as screen refusal products, sands and greases. Indeed, these sub
produits constituent les résidus du procédé de pré- products constitute the residues of the pre-
traitement et doivent être transformés, nocessitant ainsi d'autres énergies. Une grande partie de ces sous-produits doivent passer par l'étape d'incinération, puisque la loi sur les déchets n'autorise plus à partir de 2002, que la mise en décharge de déchets dits "ultimes". Le traitement des sous-produits est effectué généralement par une société processing and must be transformed, thereby processing other energies. A large part of these by-products must go through the incineration stage, since the law on waste does not authorize any more from 2002, that the landfill of so-called "ultimate" waste. The processing of by-products is generally carried out by a company
spécialisoe en dehors de la station d'épuration. Les sous- specializing outside the treatment plant. Money-
produits sont compactés sur place grâce à un dispositif de compactage ou sont déplacés jusqu'à un site spécialisé et sont ensuite transportés vers un centre pour leur incinération ou leur mise en décharge. Ces opérations de manipulation et de transport des sous-produits nécessitent une maintenance quotidienne des équipements et engendrent products are compacted on site using a compacting device or are moved to a specialized site and are then transported to a center for incineration or landfill. These operations for handling and transporting by-products require daily maintenance of the equipment and generate
une importante nuisance olfactive.a significant odor nuisance.
De plus, les sables récupérés lors de l'opération de dessablage doivent être lavés plusieurs fois afin de ne garder que la fraction revalorisable de ces déchets et ces lavages successifs nocessitent une quantité d'eau importante. Paradoxalement, cette eau retourne ensuite à In addition, the sands recovered during the sanding operation must be washed several times in order to keep only the recoverable fraction of this waste and these successive washes require a significant amount of water. Paradoxically, this water then returns to
l'unité de traitement.the processing unit.
La gestion des sous-produits représente donc un coût non négligeable qui vient s'aj outer aux coûts d'exploitation et d'entretien de la station d'épuration et The management of by-products therefore represents a significant cost which is added to the operating and maintenance costs of the treatment plant and
est à la charge des collectivités locales. is the responsibility of the local authorities.
C'est pourquoi le but principal de l 'invention est de fournir un système de pré-traitement des eaux usées domestiques qui accepte la totalité de l'effluent amené à This is why the main object of the invention is to provide a system for pre-treating domestic waste water which accepts all of the effluent brought to
la station d'épuration.the treatment plant.
Un autre but de l'invention est de proposer un système qui rassemble sur un même site, la station d'épuration proprement dite, les opérations de pré traitement de l'effluent et de dogradation des sous produits sans avoir à les retirer de la filière de pré traitement en utilisant l'effluent lui-même pour dégrader Another object of the invention is to propose a system which brings together on the same site, the purification station itself, the operations of pre-treatment of the effluent and dogradation of by-products without having to remove them from the sector. pre-treatment using the effluent itself to degrade
ces matières.these matters.
Selon l'invention, ces buts sont atteints grâce à un système de prétraitement dans une station d'épuration des According to the invention, these aims are achieved by means of a pretreatment system in a wastewater treatment plant.
eaux usées comportant au moins un ensemble de pré- wastewater comprising at least one set of pre-
traitement chargé d'éliminer les parties flottantes des eaux usses telles que les graisses et les mousses et les parties tombantes telles que les sables, les matières solides ou lourdes, au moins un réacteur de traitement chargé de traiter l'effluent résultant de l'ensemble de prétraitement pour dépolluer l'effluent et un clarificateur charger d'éliminer les boues du réacteur de traitement. Selon une caractéristique principale de l'invention le système de pré-traitement comprend une cuve de pré-traitement unique divisoe en un premier bassin recevant les eaux usoss non traitées et un second bassin envoyant l'effluent pré-traité vers le réacteur de traitement, les deux bassins étant séparés par une paroi perméable permettant le passage des eaux usoes débarrassées des parties flottantes et des parties tombantes du premier bassin vers le second bassin, et des moyens de pré traitement permettant l'élimination des parties flottantes et des parties tombantes sans avoir à les retirer de la treatment responsible for eliminating the floating parts of waste water such as grease and foam and the falling parts such as sand, solid or heavy matter, at least one treatment reactor responsible for treating the effluent resulting from the assembly pre-treatment to clean up the effluent and a clarifier responsible for removing sludge from the treatment reactor. According to a main characteristic of the invention, the pre-treatment system comprises a single pre-treatment tank divided into a first tank receiving the untreated wastewater and a second tank sending the pre-treated effluent to the treatment reactor, the two basins being separated by a permeable wall allowing the passage of the used water freed from the floating parts and the falling parts from the first basin to the second basin, and pre-treatment means allowing the elimination of the floating parts and the falling parts without having to remove them from the
cuve de pré-traitement.pre-treatment tank.
Les buts, objets et caractéristiques de l'invention The aims, objects and characteristics of the invention
apparaîtront plus clairement à la lecture de la description will appear more clearly on reading the description
qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels, La figure 1 est un bloc diagramme d'une station d'épuration incorporant un système de prétraitement selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe de la cuve de pré traitement montrant les deux bassins séparés par une cloison perméable, La figure 3 représente une coupe traneversale de la cuve de pré-traitement, représentée sur la figure 3, selon l'axe A A de la figure 2, La figure 4 représente un réacteur de traitement biologique pouvant être utilisé en combinaison avec un système which follows made with reference to the drawings in which, FIG. 1 is a block diagram of a treatment plant incorporating a pretreatment system according to the invention, FIG. 2 is a sectional view of the pretreatment tank showing the two tanks separated by a permeable partition, FIG. 3 represents a transverse section of the pre-treatment tank, represented in FIG. 3, along the axis AA of FIG. 2, FIG. 4 represents a biological treatment reactor which can be used in combination with a system
de pré-traitement selon l'invention. pre-treatment according to the invention.
Une station d'épuration des eaux usoes conforme à l'invention représentée schématiquement sur la figure l, comprend un ensemble de pré-traitement 10 permettant la dissolution ou la dégradation en fines particules des matières solides contenues dans l'effluent arrivant du collecteur 11, un réacteur physico-chimique ou biologique 12 dans lequel est traité l' effluent et un clarificateur 14 destiné à séparer par sédimentation les boues issues du réacteur de l'eau traitée. La station comprend en outre un silo à boues 16 dont la sortie est composée d'une partie liquide recyclée à l'entrée de la cuve de pré-traitement et d'une partie contenant les boues à évacuer. L' effluent est acheminé de l'ensemble de pré-traitement au résateur par un conduit 13 et du réacteur au clarificateur par un conduit 15. Du clarificateur 14, les eaux épurces sont rejetées dans la nature par la sortie 17, et du silo à boues 16, les A wastewater treatment plant in accordance with the invention shown diagrammatically in FIG. 1, includes a pre-treatment unit 10 allowing the dissolution or degradation into fine particles of the solid materials contained in the effluent arriving from the collector 11, a physicochemical or biological reactor 12 in which the effluent is treated and a clarifier 14 intended to separate by sedimentation the sludges from the reactor from the treated water. The station also includes a sludge silo 16, the outlet of which consists of a liquid part recycled at the inlet of the pre-treatment tank and a part containing the sludge to be removed. The effluent is sent from the pretreatment assembly to the resector by a line 13 and from the reactor to the clarifier by a line 15. From the clarifier 14, the purified water is discharged into nature through the outlet 17, and from the silo to sludge 16, the
boues épaissis sont retirses par la sortie l9. thickened sludge is removed through outlet l9.
En référence à la figure 2, l'ensemble de pré- Referring to Figure 2, the set of pre-
traitement selon l 'invention est une cuve lO de préférence maconnée, à fond plat et dont les dimensions varient selon la quantité d'eaux usoes domestiques à gérer. Elle est séparée en deux bassins 22 et 24, par une cloison centrce verticalement. La cloison est composse, de bas en haut, d'une première cloison fixe et étanche 26, d'une paroi perméable et mobile 28 et d'une seconde cloison fixe et étanche 30. Les trois parties qui composent la cloison centrale représentent chacune environ un tiers de la treatment according to the invention is a tank 10 preferably masonry, flat bottom and whose dimensions vary according to the amount of domestic waste water to manage. It is separated into two basins 22 and 24, by a vertically centered partition. The partition is composed, from bottom to top, of a first fixed and waterproof partition 26, of a permeable and movable wall 28 and of a second fixed and waterproof partition 30. The three parts which make up the central partition each represent approximately a third of the
hauteur totale de la cloison.total height of the partition.
L' effluent contenant les eaux usces domestiques, arrive dans le bassin 22 par un collecteur ll. Les matières contenues dans l'effluent ont des densités différentes et par conséquent les matières de densité élevée comme les sables et les matières lourdes ont tendance à se déposer dans la partie basse du bassin alors que les matières à faible densité comme les graisses et les mousses remontent dans la partie haute du bassin. La majeure partie de l'effluent se trouve donc dans la partie centrale du bassin 22 et migre vers le bassin 24 en passant par la paroi perméable 28. L'effluent se trouvant dans le bassin 22 est évacué vers le réacteur biologique au moyen d'une pompe hydraulique 32 et des conduits 34 et l3. Ce pompage crée donc naturellement un flux de l'effluent du bassin 22 vers The effluent containing the domestic wastewater arrives in the basin 22 through a collector ll. The materials contained in the effluent have different densities and therefore the high density materials such as sands and heavy materials tend to settle in the lower part of the basin while the low density materials such as greases and foams go up in the upper part of the basin. The major part of the effluent is therefore in the central part of the basin 22 and migrates towards the basin 24 via the permeable wall 28. The effluent being in the basin 22 is evacuated towards the biological reactor by means of a hydraulic pump 32 and conduits 34 and 13. This pumping therefore naturally creates a flow of effluent from the basin 22 towards
le bassin 24 à travers la paroi perméable 28. the basin 24 through the permeable wall 28.
Du fait que la composition et le volume de l'effluent varient selon les heures de la journce, il est nécessaire de disposer d'un système de régulation de débit afin de maintenir dans la cuve une quantité d'effluent telle que la surface de l'effluent se trouve touj ours au niveau de la seconde cloison fixe et étanche 30. La réqulation du déLit consiste à renvoyer vers le bassin 22 une portion de l'effluent du bassin 24 au moyen de la pompe hydraulique 32 et des conduits 34 et 40 alors qu'une autre portion de l'effluent pompé au moyen de la pempe hydraulique 32 (ou d'une autre pompe) est envoyé dans le réacteur par le conduit 13. Ce recyclage constitue donc un reflux de l'effluent du bassin 24 au bassin 22 qui atténue les flux du bassin 22 au bassin 24 à travers la paroi perméable 28 et qui contribue à l'homogénsisation de l'effluent. A noter qu'une vanne réglée électromécaniquement 38, permet de stopper le renvoi de l'effluent du bassin 24 au bassin 22 et donc de réquler le débit lors d'une forte augmentation du déLit d'effluent entrant. De plus, cette vanne est réglée afin de laisser un laps de temps entre le reflux dans le premier bassin 22 et l'aspiration vers le réacteur de traitement permettant ainsi aux matières non dogradées Since the composition and the volume of the effluent vary according to the hours of the day, it is necessary to have a flow control system in order to maintain in the tank an amount of effluent such as the surface of the effluent is always located at the level of the second fixed and watertight partition 30. The equation for the crime consists in returning to the basin 22 a portion of the effluent from the basin 24 by means of the hydraulic pump 32 and the conduits 34 and 40 while another portion of the effluent pumped by means of the hydraulic slurry 32 (or of another pump) is sent to the reactor by the conduit 13. This recycling therefore constitutes a reflux of the effluent from the basin 24 to the basin 22 which attenuates the flows from basin 22 to basin 24 through the permeable wall 28 and which contributes to the homogenization of the effluent. It should be noted that an electromechanically adjusted valve 38 makes it possible to stop the return of the effluent from the basin 24 to the basin 22 and therefore to adjust the flow rate during a sharp increase in the rate of incoming effluent. In addition, this valve is adjusted in order to leave a lapse of time between the reflux in the first tank 22 and the suction towards the treatment reactor thus allowing the non-dograded materials.
de trouver leur place dans le bassin 22. to find their place in the basin 22.
Le système de réqulation de déLit proprement dit comprend un système de contrôle électronique 44 programmable relié à au moins un capteur de niveau 42 du type capteur à mercure par exemple, à la ou les pompe(s) hydraulique(s) 32 et à l'électrovanne 38. Des contacts de niveau de séaurité peuvent également être reliés au système de contrôle afin de prévenir tout dysfonctionnement du dispositif, panne d'une pompe par exemple. Le système de contrôle électronique 44 peut agir par le biais d'un automate, donc sans intervention humaine, selon un certain nombre de consignes telles que le moment de la journée, la saison, les quantités d'effluent entrant et/ou transférés ver s l e s ét apes suivant es du t rai t ement... Le syst ème de réqulation est programmé de fa,con à recevoir les paramètres inhérents à la station d'épuration à contrôler par l'intermédiaire de cartes imprimés préalablement établies The actual delicting system comprises a programmable electronic control system 44 connected to at least one level sensor 42 of the mercury sensor type for example, to the hydraulic pump (s) 32 and to the solenoid valve 38. Safety level contacts can also be connected to the control system in order to prevent any malfunction of the device, breakdown of a pump for example. The electronic control system 44 can act by means of an automaton, therefore without human intervention, according to a certain number of instructions such as the time of the day, the season, the quantities of effluent entering and / or transferred to the sles following steps from the processing ... The request system is programmed in such a way as to receive the parameters inherent in the treatment plant to be checked by means of previously established printed cards.
selon les besoins de la commune.according to the needs of the municipality.
Une caractéristique du système de pré-traitement selon l'invention est de traiter au maximum l'effluent pour le rendre le plus homogène possible. C'est ce que permet le conduit 50 de renvoi de l'effluent (issu du conduit 40) illustré sur la figure 3, dont la sortie se trouve dans la partie basse du bassin 22. Ceci crcé un tourbillon qui brasse les parties lourdes ou solides à densité élevoe se trouvant dans la zone 54 et les réduit en fines particules de fac,on à ce qu'elles se dissolvent ou qu'elles soient entraînées facilement dans l'effluent liquide en traversant la paroi 23. A noter qu'un deuxième conduit de renvoi 52 (issu du conduit 40) vers le bassin 22 a sa sortie située dans la partie haute du bassin 22 ceci afin de créor un remous dans les matières flottantes se trouvant dans la zone 56. Une partie des matières flottantes ainsi remuées, comme les mousses, coule vers le fond. Les graisses, huiles et hydrocarbures, de par leur nature et par l'effet du mouvement hydraulique créé par le flux et le reflux, se déposent sur les parois de la cuve de pré-traitement, formant ainsi un film isolant interdisant toute pénétration d'oxygène et favorisant la fermentation anacrobie et par conséquent le déroulement des différentes étapes aboutissant à la méthanogénèse c'est à dire à la transformation des matières organiques lipidiques en A characteristic of the pre-treatment system according to the invention is to treat the effluent as much as possible to make it as homogeneous as possible. This is what allows the conduit 50 for returning the effluent (from the conduit 40) illustrated in FIG. 3, the outlet of which is located in the lower part of the basin 22. This creates a vortex which stirs the heavy parts or high density solids located in zone 54 and reduces them to fine particles in order to dissolve or to be easily entrained in the liquid effluent by crossing the wall 23. Note that second return conduit 52 (from conduit 40) to the basin 22 at its outlet located in the upper part of the basin 22 this in order to create a swirl in the floating materials being in the zone 56. A part of the floating materials thus stirred , like mosses, flows to the bottom. Greases, oils and hydrocarbons, by their nature and by the effect of the hydraulic movement created by the ebb and flow, are deposited on the walls of the pre-treatment tank, thus forming an insulating film preventing any penetration of oxygen and promoting anacrobic fermentation and therefore the progress of the various stages leading to methanogenesis, that is to say the transformation of lipid organic matter into
méthane et dioxyde de carbone.methane and carbon dioxide.
L'effluent résultant de la cuve de pré-traitement (aussi appelé liqueur) est envoyé par l'intermédiaire de la pompe hydraulique, dans le réacteur de traitement 14. En réLérence à la figure 4, le réacteur de traitement est un bassin dans lequel un certain nombre de disques 60-1 à 60-3 à demi immergés dans l' effluent 64 à traiter tournent lentement autour d'un axe 62 à une vitesse de l'ordre de 1 à 2 tours par minute. Les disques, de 2m de diamètre environ, sont formés préférentiellement de deux plaques circulaires 70 et 72 sensiblement parallèles et séparées par un matériau cellulaire 74 à cellules ouvertes permettant à l'effluent d'être brassé et ainsi d'être oxygéné et homogéncisé. En effet, l'air ambiant prisonnier des cellules des disques pénètre en grande quantité dans l'effluent. A l' interface des deux fluides air/effluent, l'effluent se sature en oxygène, la difEusion de l'oxygène s'amorce alors vers les couches plus profondes de The effluent resulting from the pre-treatment tank (also called liquor) is sent via the hydraulic pump, to the treatment reactor 14. With reference to FIG. 4, the treatment reactor is a basin in which a certain number of discs 60-1 to 60-3 half immersed in the effluent 64 to be treated rotate slowly around an axis 62 at a speed of the order of 1 to 2 revolutions per minute. The discs, about 2m in diameter, are preferably formed from two circular plates 70 and 72 substantially parallel and separated by a cellular material 74 with open cells allowing the effluent to be stirred and thus to be oxygenated and homogenized. In fact, the ambient air trapped in the disc cells enters the effluent in large quantities. At the interface of the two air / effluent fluids, the effluent becomes saturated with oxygen, the diffusion of oxygen then begins towards the deeper layers of
l'effluent. De plus, une quantité d'effluent circule elle- the effluent. In addition, a quantity of effluent circulates
même dans les alvéoles des disques et est d'autant plus even in the disc sockets and is all the more
brassée et oxygénée.brewed and oxygenated.
Les disques peuvent avoir une forme autre que circulaire sans sortir du cadre de l'invention. Selon un mode de réalisation préLéré, les disques sont en polypropylène. Ce matériau présente entre autres, les deux avantages suivants: sa faible densité qui réduit son poids The discs can have a shape other than circular without departing from the scope of the invention. According to a preLerated embodiment, the discs are made of polypropylene. This material has, among other things, the following two advantages: its low density which reduces its weight
et sa faible conductivité thermique qui participe à la non- and its low thermal conductivity which contributes to the non
dispersion de la chaleur. De plus, la structure creuse des heat dispersion. In addition, the hollow structure of
disques allège également considérablement le support. discs also lightens the support considerably.
L' effluent arrive d'un côté du réacteur par le conduit 13 et ressort du côté opposé du réacteur par la sortie 15 par gravité, la sortie 15 étant située sensiblement au niveau de l'axe 62 des disques afin de The effluent arrives on one side of the reactor via the conduit 13 and leaves the opposite side of the reactor via the outlet 15 by gravity, the outlet 15 being situated substantially at the level of the axis 62 of the discs in order to
maintenir constant le niveau d'effluent dans le réacteur. keep the level of effluent in the reactor constant.
Ainsi, l'entrée et la sortie de l' effluent créent un flux Thus, the effluent inlet and outlet create a flow
de l'effluent d'un bout à l'autre du réscteur. effluent from one end of the reactor to the other.
Les deux faces des disques servent de support aux micro-organismes, notamment des bactéries aorobies et anaorobies qui vont alors s'alimenter de la charge polluante de l' effluent 64. Cette technique de "culture The two faces of the discs serve as a support for microorganisms, in particular aorobic and anaorobic bacteria which will then feed on the pollutant load of effluent 64. This technique of "culture
fixée" utilise la capacité qu'ont la plupart des micro- fixed "uses the capacity that most micro-
organismes à produire des exo-polymères permettant leur fixation sur des supports très divers pour former un bio- film. La colonisation d'un disque commence sur un certain nombre de sites privilogiés, ces sites s'étendant progressivement jusqu'à former un bio-film qui se développe en continu jusqu'à recouvrement de la surface totale des deux faces du disque par une couche monocellulaire. A partir de ce moment, la croissance est continue par production de nouvelles couches qui viennent recouvrir la couche initiale. Il s'effectue donc une stratification d'un certain nombre de couches de culture de telle facon que l'oxygène qui diffuse à travers l'épaisseur du bio-film n'atteigne pas la couche la plus profonde. Au final, les faces du disque sont donc recouvertes d'une couche de organisms to produce exo-polymers allowing their fixation on very diverse supports to form a biofilm. The colonization of a disc begins on a certain number of privileged sites, these sites gradually extending until forming a bio-film which develops continuously until covering of the total surface of the two faces of the disc by a layer single cell. From this moment, the growth is continuous by production of new layers which come to cover the initial layer. There is therefore a stratification of a certain number of culture layers in such a way that the oxygen which diffuses through the thickness of the biofilm does not reach the deepest layer. In the end, the faces of the disc are therefore covered with a layer of
bactéries anaorobies et d'une couche de bactéries acrobies. Anaerobic bacteria and a layer of acrobatic bacteria.
En milieu aorobie, une partie de la matière organique contenue dans l'effluent à traiter est consommoe grâce à l'oxygène dissous dans l' effluent par les bactéries In an aorobic environment, part of the organic matter contained in the effluent to be treated is consumed thanks to the oxygen dissolved in the effluent by bacteria
aérobies et dogradée en biomasse et en dioxyde de carbone. aerobic and dograded in biomass and carbon dioxide.
En milieu anaorobie, une autre partie de la matière organique contenue dans l'effluent est consommée à l'abri de l'oxygène par les bactéries anaorobies et dogradée en biomasse, en méthane et en dioxyde de carbone. Les micro organismes qui constituent la couche de bactéries aérobies, consomment de l'oxygène pour leur besoin énergétique, leur reproduction par division cellulaire appelée synthèse bactérienne et leur respiration endogène. Ces besoins en oxygène sont assurés en partie par la rotation des disques à demi immergés qui permettent de mettre en contact les bactéries aorobies alternativement avec la matière organique à dograder puis avec l'oxygène présent dans l'air ambiant. Ils sont également assurés par la forme alvéolée des disques qui permet l'oxygénation de l'effluent. A noter que le brassage de l'effluent par les disques s'effectue sensiblement dans des plans verticaux parallèles aux disques et donc perpendiculairement au flux travereant de In anaorobic environment, another part of the organic matter contained in the effluent is consumed away from oxygen by anaorobic bacteria and dograded in biomass, methane and carbon dioxide. The microorganisms that make up the layer of aerobic bacteria consume oxygen for their energy needs, their reproduction by cell division called bacterial synthesis and their endogenous respiration. These oxygen requirements are met in part by the rotation of the half-immersed discs which allow the aorobic bacteria to come into contact alternately with the organic matter to be dograder then with the oxygen present in the ambient air. They are also provided by the honeycomb shape of the discs which allows the oxygenation of the effluent. Note that the mixing of the effluent by the discs takes place substantially in vertical planes parallel to the discs and therefore perpendicular to the crossing flow of
l 'effluent.effluent.
L'homogénoisation de l' effluent assurée par la rotation des disques assure un contact intime entre les éléments polluants et les bactéries. De plus, l'apport en oxygène également assuré par la rotation des disques évite un équipement supplémentaire de type compresseur ou aorateur ou de tout autre système permettant le brassage, ou un procédé de cascade ou de ruissellement. En effet, la faible oxygénation de l'effluent engendrerait la formation de nitrates et l'accumulation de phosphates, ce qui impliquerait des étapes supplémentaires de dénitrification et de dephoophatation étant donné que ces produits à haute The homogenization of the effluent ensured by the rotation of the discs ensures intimate contact between the polluting elements and the bacteria. In addition, the oxygen supply also ensured by the rotation of the discs avoids additional equipment of the compressor or aorator type or any other system allowing stirring, or a cascade or trickling process. Indeed, the low oxygenation of the effluent would cause the formation of nitrates and the accumulation of phosphates, which would involve additional stages of denitrification and dephoophatation since these products with high
dose sont très toxiques.doses are very toxic.
Les variations de charge des matières organiques à dograder sont lissées par le principe d'homagéncisation et The load variations of organic materials to be dograder are smoothed by the principle of homagenization and
le système de régulation de la cuve de pré-traitement. the regulation system of the pre-treatment tank.
Cependant, dans le cas d'une très forte augmentation du déLit et donc de la charge organique, la pellicule biologique en activité sur les disques possède la propriété d'absorber une charge dix fois supérieure à la charge However, in the case of a very large increase in delIT and therefore in the organic load, the biological film in activity on the discs has the property of absorbing a load ten times greater than the load
normale, sans altération de la qualité de l'eau en sortie. normal, without altering the quality of the water leaving.
La charge dite "normale" est évaluée par un dimensionnement préalable effectué à partir d'un certain nombre de paramètres pour l'implantation de chaque station d'épuration. La masse biologique présente sur les disques est également en mesure d'absorber et de digérer les moléaules complexes que constituent les hydrocarbures, les graisses The so-called "normal" load is evaluated by a preliminary design made from a certain number of parameters for the installation of each treatment plant. The biological mass present on the discs is also able to absorb and digest the complex molecules that are hydrocarbons, fats
et autres matières grasses non absorbéss par le pré- and other fats not absorbed by the pre-
traitement. Ces moléaules arrivant dans le réacteur sont condamnées à se déposer sur les disques lors de leur rotation, ce qui permet aux bactéries en activité sur les disques de s'alimenter en proportion optimale de cette pollution. Le système de traitement à résateur blologique 1 0 selon l'invention est capable d'absorber jusqu'à 100 mg de graisse par litre d' effluent alors que les proportions estimoes dans les rejets domestiques ne dépassent jamais 40 treatment. These moleaules arriving in the reactor are condemned to deposit on the discs during their rotation, which allows the bacteria in activity on the discs to feed in optimal proportion of this pollution. The bladder resistor treatment system 1 0 according to the invention is capable of absorbing up to 100 mg of fat per liter of effluent while the proportions estimated in household discharges never exceed 40
à 60 mg par litre.at 60 mg per liter.
A l'issue de la phase de traitement dans le réacteur biologique, l'effluent dépollué est chargé de boues At the end of the treatment phase in the biological reactor, the decontaminated effluent is loaded with sludge
constituéss des bactéries mortes et des matières inertes. made up of dead bacteria and inert matter.
Il est transféré au moyen de la sortie 15 dans un bassin ou clarificateur 14 o il est soumis à une décantation naturelle permettant la séparation des boues et de l'eau épurée. Ainsi, la décantation permet la clarification de l'effluent et l'épaississement de la boue. Les boues biologiques sont en général floconneuses et d'une densité très voisine de celle de l'eau, et par conséquent, la durée de la décant at ion est un paramètre à prendre en compte dans le dimensionnement de la station d'épuration. La capacité de l' effluent à décanter, dépend d'un certain nombre de facteurs tels que: la présence de rejets industriels, la teneur en oxygène dissous, la variation de composition de la charge organique de l 'effluent, la température, etc. La mesure de la vitesse ascensionnelle (ou vitesse d' ascension de l'eau par rapport à la boue) est un paramètre habituel des bassins de clarification. Les valeurs guides, sur des effluents domestiques varient en moyenne sur une journce selon que la charge organique est faible ou importante entre 0,3 m/h et 1,25 m/h. Le système de traitement selon l ' invention, permet d'accepter la totalité de l 'effluent arrivant à la station, de lisser les variations de charge de la matière organique par le principe d'homogénéisation et le système de réqulation de la cuve de pré-traitement et par conséquent de réquler la production de boue dans le réacteur et d'apporter une grande quantité d'oxygène dissous grâce au réacteur à disques biologiques. Grâce à ces conditions d'épuration réalisoes sur l'ensemble pré traitement et traitement, la vitesse ascensionnelle de la boue dans le clarificateur est fortement augmentée par rapport aux station d'épuration traditionnelles et atteint 1 1 2 à 2,5 m/h. Cette importante vitesse ascensionnelle de la boue permet de diminuer le volume du clarificateur et en particulier de diminuer sa surface, ce qui représente une répercussion non négligeable sur le coût d'investissement, tant au niveau du génie civil qu'à celui de l'emprise foncière. A l'issu du clarificateur, l'eau épurée est rejetée dans la nature tandis que les boues sont placées dans un silo à boues 16 fermé en attendant leur évacuation et/ou leur liquéfaction. Les boues peuvent avoir plusieurs destinations finales telles que la valorisation agricole, l'incinération ou la mise en décharge. Leur élimination des stations d'épuration traditionnelles représente, tous les It is transferred by means of the outlet 15 into a basin or clarifier 14 where it is subjected to a natural decantation allowing the separation of the sludge and the purified water. Thus, decantation allows the clarification of the effluent and the thickening of the mud. Biological sludge is generally fluffy and has a density very close to that of water, and therefore, the duration of decantation is a parameter to take into account in the design of the treatment plant. The capacity of the effluent to settle, depends on a number of factors such as: the presence of industrial waste, the dissolved oxygen content, the variation in composition of the organic load of the effluent, the temperature, etc. The measurement of the ascent speed (or speed of ascent of the water relative to the mud) is a common parameter in clarification tanks. The guide values for domestic effluents vary on average over a day depending on whether the organic load is low or high between 0.3 m / h and 1.25 m / h. The treatment system according to the invention makes it possible to accept all of the effluent arriving at the station, to smooth the variations in charge of organic matter by the principle of homogenization and the prequlation system of the pre tank. -treatment and therefore to control the production of sludge in the reactor and to provide a large amount of dissolved oxygen thanks to the biological disk reactor. Thanks to these purification conditions carried out on all the pre-treatment and treatment, the upward speed of the sludge in the clarifier is greatly increased compared to traditional treatment plants and reaches 1 1 2 at 2.5 m / h. This significant upward speed of the mud makes it possible to reduce the volume of the clarifier and in particular to decrease its surface area, which represents a non-negligible impact on the investment cost, both in terms of civil engineering and that of the right-of-way. land. At the end of the clarifier, the purified water is discharged into the environment while the sludge is placed in a closed sludge silo 16 while awaiting their evacuation and / or their liquefaction. The sludge can have several final destinations such as agricultural recovery, incineration or landfill. Their elimination from traditional treatment plants represents, all
trois mois environ, un coût de transport non négligeable. about three months, a significant transport cost.
Les boues issues de la station d'épuration selon l' invention subissent une liquéfaction due à la composition The sludge from the treatment plant according to the invention undergoes liquefaction due to the composition
même des boues. En effet, la combinaison du système de pré- even sludge. Indeed, the combination of the pre-
traitement et du réacteur telle que décrite ici produit des boues dont la composition n'est pas comparable aux boues produites dans les stations d'épuration traditionnelles. En effet, en plus des bactéries mortes et des matières inertes, les boues issues de la station d'épuration selon l'invention, contiennent des composés en faible quantité tels que des nitrates, des phosphates, des matières inorganiques et organiques qui, ensemble continuent à subir une dogradation de manière anaérobie. Ainsi, la fréquence de soutirage des boues du silo 16 est réduite par rapport à treatment and the reactor as described here produces sludge whose composition is not comparable to the sludge produced in traditional treatment plants. In fact, in addition to dead bacteria and inert materials, the sludge from the treatment plant according to the invention contains compounds in small quantities such as nitrates, phosphates, inorganic and organic materials which together continue to undergo an anaerobic dogradation. Thus, the frequency of withdrawal of sludge from silo 16 is reduced compared to
un procédé traditionnel.a traditional process.
Afin d'augmenter la capacité de la station d'épuration, il est possible d'augmenter les volumes des In order to increase the capacity of the treatment plant, it is possible to increase the volumes of
bassins réalisant l'ensemble pré-traitement et traitement. pools carrying out the pre-treatment and treatment.
Il est également possible de réaliser en parallèle plusieurs ensembles pré-traitement et réscteur de It is also possible to carry out in parallel several pre-treatment and resector sets of
traitement dans la même station d'épuration. treatment in the same treatment plant.
Bien que le système de pré-traitement selon l 'invention soit utilisé de préférence avec un réscteur biologique tel que décrit ci-dessus, il est également possible que le traitement de l' effluent, à la sortie du prétraitement, soit réalisé dans un résateur de type physico-chimique sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Les avantages et performances du système selon l'invention sont nombreux et ressortent clairement de la Although the pretreatment system according to the invention is preferably used with a biological resector as described above, it is also possible that the treatment of the effluent, at the outlet of the pretreatment, is carried out in a resector physicochemical type without departing from the scope of the invention. The advantages and performances of the system according to the invention are numerous and are clear from the
description qui vient d'être faite, en particulier: description just given, in particular:
les pollutions produites en amont du pré-traitement par les procédés traditionnels sont quasiment supprimoes, le système de pré-traitement des eaux usées réalise l'ensemble des opérations nécessaires au prétraitement de facon biologique et en supprimant les opérations classiques the pollution produced upstream of pre-treatment by traditional processes is almost eliminated, the pre-treatment system for wastewater performs all of the operations necessary for biological pretreatment and by eliminating conventional operations
de dégrillage, dessablage et déshuilage. screen, desanding and oil removal.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111718077A (en) * | 2020-07-07 | 2020-09-29 | 单丽萍 | Energy-concerving and environment-protective type medical waste water purification device |
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FR2744034A1 (en) * | 1996-01-29 | 1997-08-01 | Bragoni Consultants Sarl | Waste water pretreatment plant |
EP0936189A1 (en) * | 1998-02-10 | 1999-08-18 | Helmuth Hauptmann | Device for biological water treatment with rotating contact bodies |
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2001
- 2001-05-09 FR FR0106123A patent/FR2824548B1/en not_active Expired - Fee Related
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