FR2940269A1

FR2940269A1 - Compact unit for wastewater treatment, comprises first unit for separating solids contained in wastewater, aeration basin, water membrane filtration unit, sludge dehydrating unit, water overpressurizing unit, and transfer unit

Info

Publication number: FR2940269A1
Application number: FR0807152A
Authority: FR
Inventors: Patrick Billette; Gregory Favreau; Pascal Guay
Original assignee: Sources SA
Current assignee: Sources SA
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-06-25
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: FR2940269B1

Abstract

The wastewater treatment unit comprises a first unit for separating solids contained in the wastewater (1), an aeration basin (2), a water membrane filtration unit (3) relative to the flowing direction of water in the unit, a unit for dehydrating sludge, a unit for overpressurizing the water in the aeration basin, and a unit for transferring dehydrated sludge. The membrane filtration unit is a cylindrical basin, in which membrane filtration modules are immersed in its vertical axis. The aeration basin is arranged in ring around the membrane filtration unit. The wastewater treatment unit comprises a first unit for separating solids contained in the wastewater (1), an aeration basin (2), a water membrane filtration unit (3) relative to the flowing direction of water in the unit, a unit for dehydrating sludge, a unit for overpressurizing the water in the aeration basin, and a unit for transferring dehydrated sludge. The membrane filtration unit is a cylindrical basin, in which membrane filtration modules are immersed in its vertical axis. The aeration basin is arranged in ring around the membrane filtration unit. The first unit for separating solids, the dehydrating sludge unit and overpressurizing unit are laid in the location adjacent to the aeration basin and externally to the membrane filtration basin. Lateral unit for the diffusion of air bubbles is immersed at the bottom of the aeration basin. A unit for moving water to be treated is placed close to the inlet of the waste water in the annular aeration basin. The lateral unit and the aeration unit are arranged diametrically opposite to the aeration basin to enhance the circulation of water in the basin. A storage medium of dehydrated sludge is placed outside juxtaposing the local, where the unit for dehydrating sludge is placed. A unit is arranged for measuring treated water flow exiting from the unit. The first separating unit comprises a sieve isolated from the rest of the unit during maintenance and/or malfunctioning, by the manually actuated valves. The membrane filtration modules comprise hollow woven fiber membranes arranged vertically and traversed upwards by the water to be treated. The overpressurizing unit is directly related to lateral unit for diffusion of bubbles and additionally the membrane filtration unit. A unit is arranged for controlling and monitoring the intermittent aeration in the aeration basin. A unit is arranged on a slab juxtaposed to the aeration basin for storing a chemical reagent to eliminate the phosphorus in the treated water leaving the unit.

Description

UNITE COMPACTE DE TRAITEMENT D'EAUX USEES [0001] L'invention se rapporte au domaine du traitement des eaux usées et/ou eaux de pluie, dans une seule unité. [0002] Plus spécifiquement il s'agit de traiter des eaux usées dans une unité compacte, de petite et moyenne capacité, et de conception et de mise en oeuvre simples. [0003]On connaît des unités réalisant ce type de traitement qui présentent des capacités de traitement variées, allant par exemple de 500 à 20.000 Equivalent Habitants. Ces installations comprennent généralement des bâtiments séparés, disséminés sur une surface non négligeable d'au moins 0,5 ha. [0004] Ces dispositions constituent un problème car il n'est pas toujours possible de trouver une telle surface disponible, notamment à proximité des agglomérations urbaines et/ou des lieux de rejet des eaux traitées. [0005] D'autre part, des bâtiments séparés impliquent de disposer entre eux des tuyauteries et/ou autres moyens de liaison pour faire transiter les eaux usées ou d'autres éléments nécessaires au fonctionnement de l'unité. Ceci a un coût , rend le fonctionnement difficile. [0006] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et 20 notamment à proposer une unité de traitement d'eaux usées, compacte qui soit fiable et d'un fonctionnement aisé et peu coûteux. [0007] Pour ce faire, est proposée selon l'invention une unité compacte de traitement d'eaux usées comprenant un premier moyen de séparation de matières solides contenues dans les eaux usées qui sont introduites dans l'unité, un bassin 25 d'aération, un moyen de filtration membranaire des eaux relativement au sens d'écoulement des eaux dans l'unité, un moyen de déshydratation des boues, un moyen de mise en surpression de l'air dans le bassin d'aération, un moyen de transfert des boues déshydratées. [0008]Conformément à l'invention, lesdits moyens sont agencés de telle sorte que le moyen de filtration membranaire est un bassin de forme cylindrique, d'axe vertical dans lequel sont immergés des modules de filtration membranaire, en ce que ledit bassin d'aération est disposé en anneau autour dudit moyen de filtration membranaire, et en ce que le premier moyen de séparation de matières solides, les moyens de déshydratation des boues, le moyen de mise en surpression et les locaux d'exploitation sont disposés dans des locaux juxtaposés au bassin d'aération et extérieurement audit bassin de filtration membranaire. [0009] Par ailleurs, l'unité selon l'invention comprend en outre un moyen de stockage des boues déshydratées placé dans un local juxtaposant le local où sont disposées les moyens de déshydratation des boues. Cette disposition optimise non seulement la surface occupée par l'unité, mais en outre elle en facilite l'accès et l'ergonomie . [0010] En outre, l'unité comprend un moyen de mesure du débit des eaux traitées 15 qui en sortent. [0011] De plus, ledit premier moyen de séparation comprend un tamis susceptible d'être isolé du reste de l'unité pendant des opérations de maintenance et/ou de disfonctionnement , par des vannes actionnables manuellement. Cet aspect permet un contrôle aisé et précis des eaux usées qui sont introduites dans l'unité, 20 grâce à une élimination efficace de la plupart des matières solides dès leur introduction dans l'unité. [0012]Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, lesdits modules de filtration membranaire comprennent des membranes à fibres creuses tressées, regroupées, disposées verticalement et traversées de bas en haut par les eaux à 25 traiter. [0013] De façon avantageuse, des rampes destinées à la diffusion de bulles d'air sont immergées au fond dudit bassin d'aération, préférentiellement diamétralement opposées à un moyen de mise en mouvement des eaux à traiter lui-même placé à proximité de l'entrée desdites eaux usées dans ledit bassin 30 d'aération annulaire ; cet agencement favorise la création d'un courant circulaire dans ledit bassin. Cet aspect facilite grandement la fluidité de la circulation des eaux dans ledit bassin annulaire. [0014] De façon particulière, les moyens de mise en surpression sont directement reliés aux rampes de diffusion des bulles et additionellement aux moyens de filtration membranaire. [0015]Avantageusement, l'unité comprend en outre des moyens de commande et de contrôle permettant de réaliser une aération intermittente dans ledit bassin d'aération. [0016] De plus, l'unité peut comprendre un moyen de stockage d'un réactif chimique destiné à éliminer le phosphore dans les eaux traitées sortant de l'unité, ledit moyen étant disposé dans un local juxtaposé audit bassin d'aération. [0017] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence à l'unique figure annexée qui illustre un plan de masse de l'unité selon un mode préféré de réalisation de l'invention. [0018] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur cette figure. [0019] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence à la figure unique annexée représentant une vue de dessus de l'unité compacte de traitement des eaux usées. [0020] L'unité compacte de traitement d'eaux usées comprend un premier moyen de séparation de matières solides contenues dans les eaux usées (1) qui sont introduites dans l'unité, un bassin d'aération (2), un moyen de filtration membranaire des eaux (3) relativement au sens d'écoulement des eaux dans l'unité, un moyen de déshydratation des boues, un moyen de mise en surpression de l'air dans le bassin d'aération, un moyen de transfert des boues déshydratées. [0021] Plus particulièrement, le premier moyen de séparation de matières solides (1) contenues dans les eaux usées qui sont introduites dans l'unité. Ledit premier moyen de séparation de matières solides comprend un tamis automatique de maille 1 mm susceptible d'être isolé du reste de l'unité pendant des opérations de maintenance et/ou de disfonctionnement, par des vannes actionnables manuellement. Cet aspect permet une élimination efficace de la plupart des matières solides dès leur introduction dans l'unité. [0022]Avantageusement, le bassin d'aération (2) comprend des rampes immergées (20) en EPDM destinées à la diffusion de bulles d'air et un moyen (21) de mise en mouvement des eaux à traiter disposé diamétralement à l'opposé dans ledit bassin d'aération (2). Les rampes immergées (20) apportant l'oxygène nécessaire aux réactions biologiques sont installées en fond de bassin et relevable par grue. Ledit moyen (21) de mise en mouvement des eaux à traiter est un agitateur immergé à grandes pales. La création d'un courant dans ce bassin assure un mélange homogène de la biomasse avec la pollution à dégrader et combiné avec l'aération, il permet un cisaillement des bulles d'air. Les bulles ainsi créées sont très fines, ce qui augmente fortement le transfert d'oxygène dans la phase liquide. [0023] Plus particulièrement, l'aération dans ledit bassin d'aération(2) est régulé par des moyens de commande et de contrôle permettant de réaliser une aération intermittente. Lesdits moyens sont une sonde de mesure redox et/ou d'oxygène dissous commandé(s) par un automate disposé dans le local technique (9) juxtaposé audit bassin d'aération (2). [0024] L'unité comprend en outre un moyen de stockage d'un réactif chimique destiné à éliminer le phosphore dans les eaux traitées sortant de l'unité, ledit moyen étant disposé sur une dalle (7) juxtaposé audit bassin d'aération (2). Le réactif chimique est stocké en extérieur dans une cuve double peau en PEHD. [0025]Avantageusement, le moyen de filtration membranaire est un bassin (3) de forme cylindrique, d'axe vertical dans lequel sont immergés des modules (30) de filtration membranaire. Lesdits modules de filtration membranaire comprennent des membranes à fibres creuses tressées, regroupées, disposées verticalement et traversées de bas en haut par les eaux à traiter. Lesdits modules sont immergées et présentent des pores d'environ 0,1 micron. Au moyen d'une pression réduite, le perméat est aspiré à l'intérieur de la fibre alors que les particules en suspension restent à l'extérieur. [0026] L'unité présente un local (5) où sont regroupés les moyens de mise en surpression d'air directement relié aux rampes (20) de diffusion des bulles et additionellement aux moyens de filtration membranaire (30). Cette injection d'air au niveau desdits moyens de filtrations permet de récurer la surface de membranes pour prévenir tout colmatage et de créer un gradient de densité entre l'intérieur et l'extérieur des membranes immergées, facilitant ainsi leur traversée. [0027] Plus particulièrement, l'unité comprend en outre un moyen (4) de mesure du débit des eaux traitées sortant de l'unité assuré par un canal équipé d'une forme venturi et d'une sonde de mesure ultrasons permettant de compter et de totaliser le débit de sortie des eaux traitées. [0028]Avantageusement, l'unité comprend en outre un moyen de stockage (8) des boues déshydratées placé à l'extérieur juxtaposant le local (6) où sont disposées les moyens de déshydratation des boues et de transfert des boues déshydratées. Ladite déshydratation est assurée par une centrifugeuse. Ledit moyen de transfert des boues déshydratées est une pompe gaveuse qui envoie lesdites boues déshydratées dans ledit moyen de stockage assuré par une benne. The invention relates to the field of the treatment of wastewater and / or rainwater, in a single unit. More specifically it is to treat wastewater in a compact unit of small and medium capacity, and simple design and implementation. There are known units performing this type of treatment that have various processing capabilities, for example from 500 to 20,000 Equivalent inhabitants. These installations generally comprise separate buildings scattered over a significant area of at least 0.5 ha. These provisions are a problem because it is not always possible to find such a surface available, especially near urban agglomerations and / or places of discharge of treated water. On the other hand, separate buildings involve arranging between them piping and / or other connecting means for passing waste water or other elements necessary for the operation of the unit. This has a cost, makes the operation difficult. The invention aims to overcome the disadvantages of the state of the art and in particular to provide a compact wastewater treatment unit that is reliable and easy to operate and inexpensive. [0007] To this end, a compact wastewater treatment unit is proposed according to the invention, comprising a first solids separation means contained in the wastewater which is introduced into the unit, a ventilation tank. , a means for membrane filtration of the water with respect to the direction of flow of water in the unit, a means for dewatering the sludge, a means for placing overpressure of the air in the aeration basin, a means for transferring the dehydrated sludge. According to the invention, said means are arranged such that the membrane filtration means is a cylindrical basin, of vertical axis in which are immersed membrane filtration modules, in that said basin of aeration is arranged in a ring around said membrane filtration means, and in that the first solid separation means, the sludge dewatering means, the pressurizing means and the operating rooms are arranged in adjacent rooms. to the aeration basin and externally to said membrane filtration basin. Furthermore, the unit according to the invention further comprises a dehydrated sludge storage means placed in a local juxtaposing the room where are arranged the sludge dewatering means. This arrangement not only optimizes the area occupied by the unit, but also facilitates access and ergonomics. In addition, the unit comprises a means for measuring the flow of treated water 15 coming out. In addition, said first separation means comprises a screen capable of being isolated from the rest of the unit during maintenance operations and / or malfunction, by manually operable valves. This aspect allows easy and accurate control of the wastewater which is introduced into the unit, through effective removal of most solids as soon as they are introduced into the unit. According to a preferred embodiment of the invention, said membrane filtration modules comprise braided hollow fiber membranes, grouped together, arranged vertically and traversed from bottom to top by the waters to be treated. Advantageously, ramps for the diffusion of air bubbles are immersed in the bottom of said aeration basin, preferably diametrically opposed to a means for setting water to be treated itself placed near the water. entering said wastewater into said annular aeration tank; this arrangement promotes the creation of a circular current in said basin. This aspect greatly facilitates the fluidity of the flow of water in said annular basin. In particular, the overpressure means are directly connected to the bubble diffusion ramps and additionally to the membrane filtration means. Advantageously, the unit further comprises control and control means for performing intermittent aeration in said aeration basin. In addition, the unit may comprise a storage means for a chemical reagent for removing phosphorus in treated water leaving the unit, said means being disposed in a room juxtaposed said aeration basin. Other features, details and advantages of the invention will emerge on reading the description which follows, with reference to the single appended figure which illustrates a ground plane of the unit according to a preferred embodiment of FIG. the invention. For clarity, identical or similar elements are identified by identical reference signs in this figure. Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following description, with reference to the single appended figure showing a top view of the compact wastewater treatment unit. The compact wastewater treatment unit comprises a first solids separation means contained in the wastewater (1) which are introduced into the unit, a ventilation tank (2), a means of membrane filtration of water (3) relative to the direction of flow of water in the unit, a sludge dewatering means, a means for placing overpressurized air in the aeration basin, a sludge transfer means dried. More particularly, the first solids separation means (1) contained in the wastewater that is introduced into the unit. Said first solids separation means comprises an automatic screen of 1 mm mesh capable of being isolated from the rest of the unit during maintenance and / or malfunctioning operations, by manually actuatable valves. This aspect allows for effective removal of most solids as soon as they are introduced into the unit. Advantageously, the aeration tank (2) comprises immersed ramps (20) in EPDM for the diffusion of air bubbles and a means (21) for setting in motion the water to be treated arranged diametrically to the opposite in said aeration basin (2). The submerged ramps (20) supplying the oxygen necessary for the biological reactions are installed at the bottom of the pond and can be lifted by crane. Said means (21) for moving water to be treated is a submerged agitator with large blades. The creation of a current in this basin ensures a homogeneous mixture of the biomass with the pollution to be degraded and combined with the aeration, it allows a shearing of the air bubbles. The bubbles thus created are very thin, which greatly increases the oxygen transfer in the liquid phase. More particularly, the ventilation in said aeration basin (2) is controlled by control and control means for performing intermittent aeration. Said means are a redox measurement probe and / or dissolved oxygen controlled (s) by a controller disposed in the technical room (9) juxtaposed to said aeration basin (2). The unit further comprises a means for storing a chemical reagent for removing phosphorus in the treated water leaving the unit, said means being disposed on a slab (7) juxtaposed with said aeration basin ( 2). The chemical reagent is stored outdoors in a HDPE double skin tank. Advantageously, the membrane filtration means is a basin (3) of cylindrical shape, vertical axis in which are immersed modules (30) of membrane filtration. Said membrane filtration modules comprise hollow fiber membranes which are braided, grouped together, arranged vertically and traversed from bottom to top by the waters to be treated. Said modules are immersed and have pores of about 0.1 micron. By means of a reduced pressure, the permeate is sucked into the interior of the fiber while the suspended particles remain outside. The unit has a room (5) where are grouped air overpressure means directly connected to the ramps (20) of the bubbles and additionally to the membrane filtration means (30). This injection of air at said filtering means makes it possible to scour the membrane surface to prevent any clogging and to create a density gradient between the inside and the outside of the immersed membranes, thus facilitating their crossing. More particularly, the unit further comprises a means (4) for measuring the flow of treated water leaving the unit provided by a channel equipped with a venturi form and an ultrasonic measuring probe for counting and totalize the output flow of the treated water. Advantageously, the unit further comprises a storage means (8) of dewatered sludge placed outside juxtaposing the room (6) where are arranged the sludge dewatering means and dehydrated sludge transfer. Said dehydration is provided by a centrifuge. Said means for transferring dewatered sludge is a gaveuse pump which sends said dewatered sludge into said storage means provided by a bucket.

Claims

CLAIMS1 compact wastewater treatment unit comprising a first means for separating solids contained in the wastewater (1) which are introduced into the unit, a ventilation tank (2), a means (3) of filtration membrane of water in relation to the direction of flow of water in the unit, a sludge dewatering means, a means for overpressurizing the water in the aeration basin, a means for transferring dewatered sludge, characterized in that said means are arranged such that the membrane filtration means is a basin (3) of cylindrical shape, of vertical axis in which are immersed membrane filtration modules (30), in that said aeration basin ( 2) is arranged in a ring around said membrane filtration means (3), and in that the first solids separation means (1), the sludge dewatering means and the pressurizing means are arranged in local juxtaposed to the aeration basin (2) and outside said pool (3) membrane filtration.

2. Unit according to the preceding claim characterized in that ramps (20) for the diffusion of air bubbles are immersed in the bottom of said aeration basin (2).

3. Unit according to claim 2 characterized in that it further comprises a means (21) for setting in motion the water to be treated, placed near the inlet of said waste water in said basin (2) annular aeration .

4. Unit according to claim 3 characterized in that said ventilation ramps (20) and the means (21) for setting the water to be treated in motion are arranged diametrically opposite in said aeration basin (2), this arrangement favoring the flow of water in said basin.

5. Unit according to any one of the preceding claims characterized in that it further comprises a means for storing (8) dewatered sludge placed outside juxtaposing the room (6) where are arranged the sludge dewatering means .

6. Unit according to any one of the preceding claims characterized in that it further comprises means (4) for measuring the flow of treated water leaving the unit.

7. Unit according to any one of the preceding claims, characterized in that said first separation means (1) comprises a sieve capable of being isolated from the remainder of the unit during maintenance and / or malfunctioning operations, by means of manually operated valves.

8. Unit according to any one of the preceding claims, characterized in that said membrane filtration modules (30) comprise hollow fiber membranes, bundled, arranged vertically and traversed from bottom to top by the water to be treated.

9. Unit according to any one of the preceding claims characterized in that the means (5) for overpressure is directly connected to the ramps (20) of diffusion of the bubbles and additionally to the membrane filtration means (30).

10. Unit according to any one of the preceding claims characterized in that it further comprises control means and control for performing intermittent aeration in said aeration tank (2).

11. Unit according to any one of the preceding claims characterized in that it further comprises a storage means for a chemical reagent for removing phosphorus in the treated water leaving the unit, said means being arranged on a slab (7) juxtaposed with said aeration basin (2) .5