FR2972188A3 - Unite de traitement des eaux usees menageres - Google Patents

Abstract

Unité de traitement des eaux usées ménagères, composée d'une chambre d'admission reliée à un bassin d'activation qui contient une pompe de circulation permettant d'aspirer les eaux usées vers la chambre d'admission, une pompe à boues excédentaires, un système de mesure du niveau d'eau et un système d'aspiration de l'eau traitée vers la sortie, caractérisée en ce que l'entrée d'eaux usées à partir de la chambre d'admission 2 vers le bassin d'activation 4 est dirigée vers la partie inférieure du bassin d'activation 4 et le système de transport 12 aspirant l'eau traitée à partir du bassin d'activation 4 vers la sortie 16 est relié à un bassin séparé 10 de la pompe à eau traitée 11 qui est reliée par son tuyau de déplacement 19 au bassin à eau traitée 13 qui contient une pompe de remplissage 14, dont le tuyau de déplacement 20 est relié au bassin 10 de la pompe à eau traitée 11.

Description

UNITE DE TRAITEMENT DES EAUX USEES MENAGERES

La conception technologique de la présente invention s'applique à de petites unités de traitement des eaux usées ménagères où les eaux usées sont traitées à l'aide de boues activées en suspension avec un écoulement discontinu des eaux usées.

Les unités de traitement des eaux usées utilisées au niveau des petites sources de pollution, telles que les habitations individuelles, les groupes d'habitations, les pensions de famille, les restaurants, etc., sont de différents types.

Les unités les plus couramment utilisées sont les systèmes où les eaux usées sont traitées avec des boues activées, qui sont un mélange de microorganismes qui ont absolument besoin de la pollution organique des eaux usées ainsi que de l'oxygène qui est apporté à l'eau grâce à un aérateur. Le traitement lui-même a lieu dans le bassin d'activation où les eaux usées s'écoulent habituellement après l'élimination des impuretés brutes. Les eaux usées restent a cet endroit pendant un temps nécessaire du point de vue technologique, en étant mélangées avec les boues activées et en étant simultanément aérées. Les boues activées sont plus lourdes que les eaux usées. Par conséquent, quand l'agitation du contenu du bassin d'activation s'arrête, l'eau traitée se sépare des boues qui se déposent au fond du bassin.

Il y a deux types d'unités de traitement des eaux usées de base utilisés dans la pratique, selon la méthode appliquée pour la séparation des boues et de l'eau traitée : les unités équipées d'un bassin d'activation avec un écoulement continu et avec un écoulement discontinu. Lorsque l'écoulement continu dans le bassin d'activation est utilisé, un bassin de décantation non aéré séparé est placé derrière le bassin d'activation vers lequel un mélange d'eau traitée et de boues est continuellement aspiré. Les boues se déposent au fond du bassin de décantation et l'eau traitée, déjà débarrassée des boues, s'écoule hors de l'unité de traitement des eaux usées.

Les unités de traitement des eaux usées avec un écoulement discontinu dans le bassin d'activation ne contiennent pas de bassin de post-sédimentation. Le processus de traitement biologique se déroule en même temps que le remplissage du bassin d'activation du niveau d'eau minimum au niveau d'eau maximum, ou même après le remplissage du bassin d'activation. Ce processus est suivi de l'étape de sédimentation, quand le bassin n'est ni aéré ni remué, et est ensuite suivi de l'étape d'aspiration de l'eau traitée vers la sortie.

Il existe des systèmes avec un bassin de compensation au niveau de l'admission, où les eaux usées sont accumulées pendant le temps de décantation des boues au fond du bassin d'activation et pendant le temps où l'eau traitée est extraite, quand il n'est pas recommandé de permettre une admission d'eaux usées dans le bassin d'activation.

En outre, il existe des conceptions techniques sans bassin de compensation, dans lesquelles les eaux usées admises sont dirigées vers le fond du bassin d'activation même durant le temps de sédimentation, ou même durant l'aspiration de l'eau traitée, alors que l'aspiration de l'eau traitée est conçue de manière à empêcher un mélange de déchets bruts et d'eau déjà traitée.

Il existe également des conceptions techniques dans lesquelles les eaux usées sont aspirées à partir du bassin de compensation vers le fond du bassin d'activation après la sédimentation et poussent ainsi l'eau traitée de la surface vers le canal de sortie.

En termes de conception technique, il existe diverses façons d'aspirer la couche d'eau traitée vers la sortie, mais il est vrai que plus l'unité de traitement des eaux usées est petite, plus il est difficile de construire un système de pompage simple, bon marché et fiable. Il est nécessaire d'aspirer la couche d'eau traitée rapidement sans remuer les boues décantées. Après la sédimentation, la couche de boues atteint une profondeur comprise entre 30 % et 60 % du contenu du bassin d'activation. Il est avantageux d'aspirer l'eau à partir de la couche de sub-surface afin que les impuretés qui flottent restent à la surface. À cette fin, certains systèmes peuvent utiliser, par exemple, des pompes électriques, situées sur un flotteur, le flotteur et la pompe descendant et montant en même temps que le niveau d'eau dans le bassin d'activation, ou des tuyaux flexibles terminés par un flotteur.

Dans d'autres systèmes, les pompes ou les entrées de pompe sont solidement fixées à une hauteur constante au-dessus de la couche de boues décantées. En général, ces systèmes de pompage où l'admission d'eaux usées a lieu en fonction du niveau d'eau sont avantageux grâce à une baisse significative du temps de sédimentation et fournissent également une protection avancée contre l'aspiration des boues 15 décantées vers la sortie. Ils présentent généralement l'inconvénient d'offrir un fonctionnement peu fiable parce que les eaux usées contiennent des déchets qui s'échappent vers le bassin d'activation mais qui ne sont pas biodégradables, qui s'accumulent dans ce bassin et qui, durant le processus 20 d'aération, bouchent l'équipement technologique utilisé dans le bassin d'activation. Les systèmes équipés d'entrée fixe sont beaucoup plus fiables, mais ils nécessitent un temps de sédimentation beaucoup plus long et, si les boues ne sont pas régulièrement enlevées du bassin d'activation, le niveau des 25 boues après la sédimentation atteint l'entrée des pompes, et à ce moment-là, non seulement l'eau traitée mais également les boues sont aspirés.

Un autre inconvénient important des conceptions connues de petites unités de traitement des eaux usées est la difficulté à réguler la capacité en fonction du volume réel d'eaux usées parce que la charge courante de l'unité de traitement des eaux usées correspond rarement à la capacité prévue de l'unité de traitement des eaux usées, à la fois en termes de volume des eaux usées et de concentration de la pollution organique.

Le contrôle utilisé dans les grandes unités de traitement des eaux usées n'est pas applicable pour les petites unités de traitement des eaux usées, notamment pour des raisons économiques. Seules des minuteries réglées manuellement sont utilisées pour contrôler le temps de fonctionnement de la soufflante sur la base, par exemple, du nombre de personnes utilisant le bâtiment desservi.

En réalité, cela entraîne d'abord un gaspillage d'électricité et ensuite, avec une faible charge organique de l'unité de traitement des eaux usées et avec la fourniture d'un surplus d'oxygène, il y a également un risque d'échec du fonctionnement biologique de l'unité de traitement des eaux usées, notamment après une charge faible ou nulle de l'unité de traitement des eaux usées.

C'est le but de la présente invention de surmonter les inconvénients mentionnés ci-dessus grâce à une unité de traitement des eaux usées ménagères composée d'une chambre d'admission reliée au bassin d'activation qui contient une pompe de circulation aspirant les eaux usées vers la chambre d'admission, la pompe à boues excédentaires conduisant au bassin à boues et un système aspirant l'eau traitée vers la sortie.

L'objet de la présente l'invention est de présenter une unité de traitement des eaux usées ménagères, composée d'une chambre d'admission reliée à un bassin d'activation contenant une pompe de circulation permettant d'aspirer les eaux usées vers une chambre d'admission, une pompe à boues excédentaires, un système de mesure du niveau d'eau et un système d'aspiration de l'eau traitée vers la sortie, dans laquelle l'entrée d'eaux usées à partir de la chambre d'admission vers le bassin d'activation est dirigée vers la partie inférieure du bassin d'activation et le système de transport aspirant l'eau traitée à partir du bassin d'activation vers la sortie est relié à un bassin séparé de la pompe à eau traitée qui est reliée par son tuyau de déplacement au bassin à eau traitée qui contient une pompe de remplissage, dont le tuyau de déplacement est relié au bassin de la pompe à eau traitée.

Selon un mode de réalisation préféré la partie d'admission d'eaux usées dans le bassin d'activation est composée d'une ouverture dans la paroi commune de la chambre d'admission et du bassin d'activation, réalisée en-dessous du niveau d'eaux usées dans la chambre d'admission.

De préférence l'ouverture conduit au tuyau situé dans le bassin d'activation et l'extrémité du tuyau est située dans la partie inférieure du bassin d'activation.

En variante l'ouverture est réalisée dans la partie inférieure du bassin d'activation.

Avantageusement l'ouverture dans la paroi commune de la chambre d'admission et du bassin d'activation est réalisée à 10 hauteur du niveau d'eau maximum et au-dessus de ce niveau.

Selon ce mode de réalisation la pompe à boues excédentaires possède une entrée située au-dessus du fond du bassin d'activation à 15 - 50 % de la profondeur du bassin 15 d'activation à hauteur du niveau d'eau maximum.

De préférence la chambre d'admission contient le second aérateur, qui est relié par l'intermédiaire de la seconde entrée d'air à la soufflante par l'intermédiaire du distributeur et le 20 bassin d'activation contient le premier aérateur, qui est relié par l'intermédiaire de la première entrée d'air à la soufflante par l'intermédiaire du distributeur, alors que l'entrée d'air est dirigée vers le système de transport.

25 Avantageusement la soufflante est reliée à l'unité de contrôle, de la même manière que la jauge de niveau d'eau.

De préférence la pompe à eau traitée, la pompe de remplissage, la pompe de circulation et la pompe à boues excédentaires sont des pompes électriques.

La pompe à eau traitée, la pompe de remplissage, la pompe de circulation et la pompe à boues excédentaires sont des pompes à émulsion d'air.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant des modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: Fig. 1 montre l'étape de remplissage du réacteur de l'unité de traitement des eaux usées ; Fig. 2 montre l'étape de sédimentation avec un bassin à boues séparé et

Fig. 3 montre l'étape d'aspiration de l'eau traitée hors de l'unité de traitement des eaux usées ménagères Fig. 4 et Fig. 5 montrent différentes solutions de raccordement entre la chambre d'admission et le bassin d'activation.25 Comme on peut le voir sur les figures 1 à 5, les eaux usées entrent par l'intermédiaire de l'entrée 1 dans la chambre d'admission 2, où des impuretés brutes sont collectées, et se dirigent ensuite vers le fond 6 du bassin d'activation 4. Simultanément, l'aération du bassin d'activation 4 est effectuée par le premier aérateur 24, relié à la soufflante 25 par l'intermédiaire du distributeur 27 par la première entrée d'air 32. Le niveau d'eau dans la chambre d'admission 2 et dans le bassin d'activation 4 monte progressivement du niveau d'eau minimum 21 au niveau d'eau maximum 23. Au début du remplissage ou tout au long du remplissage du bassin d'activation 4, le système de transport 12 est également aéré par l'intermédiaire de la première entrée d'air 32 pour empêcher les impuretés de s'échapper dans le bassin d'activation 4 durant le processus d'aération.

Le niveau d'eau dans la chambre d'admission 2 et dans le bassin d'activation 4 est suivi, par exemple, par un capteur de pression 26, qui est généralement situé dans le bassin d'activation 4 dans le tuyau 5, mais il peut également être situé dans la chambre d'admission 2 si l'ouverture 3 est en-dessous du niveau d'eau minimum 21. Simultanément, la pompe de circulation 18 avec un tuyau de déplacement 17 conduisant à la chambre d'admission 2 fonctionne. Les eaux usées sont traitées biologiquement en mélangeant les eaux usées avec les boues activées dans le bassin d'activation 4 en présence de 02 dissout. Durant l'aération du bassin d'activation 4, le mélange d'activation est partiellement aspiré à partir du bassin d'activation 4 dans la chambre d'admission 2, où il est mélangé avec des déchets bruts, ce qui entraîne une dénitrification partielle, et il retourne ensuite au bassin d'activation 4. Ce mélange entre dans le bassin d'activation 4 par l'intermédiaire de l'ouverture 3 dans la paroi commune 9 de la chambre d'admission 2 et du bassin d'activation 4, réalisée en-dessous du niveau d'eau, comme le montrent Fig. 1, 2 et 3, ou à hauteur du niveau d'eau comme le montre Fig. 5. Sur Fig. 4, l'ouverture 3 est réalisée près du fond 6 du bassin d'activation 4. Sur Fig. 1, 2, 3 et 5, l'ouverture 3 conduit au tuyau 5 situé dans le bassin d'activation 4 et la sortie du tuyau 5 est dirigée vers le fond du bassin d'activation 4 pour empêcher un mélange des déchets bruts et de l'eau traitée au moment de la sédimentation et au moment où l'eau traitée est aspirée à partir du bassin d'activation 4. Pour garantir le bon fonctionnement de l'unité de traitement des eaux usées, il est nécessaire de toujours placer l'extrémité de la partie d'admission des eaux usées dans le bassin d'activation 4 en-dessous du niveau d'eau 29 des boues après qu'elles se déposent au fond 6 du bassin d'activation 4. Fig. 5 montre la solution alternative quand l'entrée des eaux usées 1 est dirigée vers la chambre d'admission 2 qui fonctionne simultanément comme un bassin de sédimentation primaire et également comme un bassin à boues de manière générale. Dans ce cas, la chambre d'admission 2 et le bassin d'activation 4 sont reliés à hauteur ou près du niveau d'eau maximum 23.

Après que le niveau d'eau maximum 23 dans le bassin d'activation 4 est atteint, son aération s'arrête immédiatement ou après un délai défini et l'aération est redirigée vers la chambre d'admission 2, où un mélange intense commence à l'aide du second aérateur 30, relié au distributeur 27 par la seconde entrée d'air 33. Cela entraîne également une défragmentation des impuretés organiques brutes. Ainsi, la capacité du compresseur 25 est également utilisée efficacement au moment où le bassin d'activation 4 n'est pas aéré. À ce moment-là, l'étape de sédimentation a lieu avec la décantation des boues au fond 6 du bassin d'activation 4. Le niveau d'eau maximum 23 est stable ou continue de monter suite à une nouvelle admission d'eaux usées dans la chambre d'admission 2. Les boues activées se déposent progressivement au fond 6 jusqu'au niveau des boues 29. Pendant une durée partielle et complète de sédimentation, le bassin 10 de la pompe à eau traitée 11 est rempli avec une pompe de remplissage 14 par une pompe de déplacement 20 à partir du bassin à eau traitée 13.

Cela fait monter le niveau d'eau traitée dans le bassin 10 au- dessus du niveau d'eau maximum 23 dans le bassin d'activation 4, ce qui est nécessaire pour l'étape suivante d'aspiration de l'eau traitée à partir du bassin d'activation 4 avec la pompe à eau traitée 11 et l'unité de traitement des eaux usées est ainsi prête à extraire l'eau traitée. Si l'unité est équipée d'un bassin à boues séparé 8, la pompe à boues excédentaires 31 avec le tuyau de déplacement 7 fonctionne également durant cette étape. La partie d'admission vers la pompe à boues excédentaires 31 est située au-dessus du fond 6 du bassin d'activation 4, à une distance comprise entre 15 et 50 % de la profondeur 22 du bassin d'activation 4 à hauteur du niveau d'eau maximum 23.

Après la fin de la sédimentation, l'étape d'extraction de l'eau traitée suit. À une aération constante de la chambre d'admission 2, la pompe à eau traitée 11 est activée, aspirant l'eau traitée à partir de la couche de sub-surface du bassin 1 o d'activation 4, à l'aide d'un système de transport 12, vers le bassin 10 de la pompe à eau traitée 11 et, à partir de là, à l'aide du tuyau de déplacement 19, vers le bassin à eau traitée 13. Après que ce bassin 13 est rempli jusqu'au niveau du second trop-plein 15, l'eau traitée s'écoule vers la sortie 16 à partir de 15 l'unité de traitement des eaux usées ou vers un bassin de traitement tertiaire qui n'est pas montré sur la figure, qui inclut généralement un système de filtration sur sable ou sur membrane. Puisque la sortie hydraulique de la pompe de remplissage 14 est sensiblement plus basse que la sortie 20 hydraulique de la pompe à eau traitée 11, les deux pompes peuvent fonctionner simultanément. Si nécessaire, la pompe à boues excédentaires 31 peut continuer de fonctionner. Toutefois, en termes de charge hydraulique de l'unité de traitement des eaux usées, cela est avantageux si la pompe de 25 remplissage 14 et la pompe à boues excédentaires 31 sont déjà arrêtées à l'étape d'aspiration de l'eau traitée. Dans la mesure où la sortie de la pompe à eau traitée 11 permet d'extraire l'eau traitée plus rapidement qu'une nouvelle admission potentielle d'eaux usées dans l'unité de traitement des eaux usées, l'eau dans le bassin d'activation 4 descend du niveau d'eau maximum 23 au niveau d'eau minimum 21. Quand le niveau d'eau minimum 21 est atteint, la pompe à eau traitée 11 s'arrête et l'unité de contrôle 28 redirige l'aération de la chambre d'admission 2 vers le bassin d'activation 4 et l'étape de remplissage du bassin d'activation 4 recommence.

Dans les unités de traitement des eaux usées ménagères, 1 o de petits volumes d'eau doivent être transférés. Par conséquent, il est pratique d'utiliser des pompes à émulsion d'air reliées à une distribution d'air centrale de la soufflante 25, comme le montre Fig. 5. Les pompes à air sont contrôlées par des électrovannes, non montrées sur la figure, à partir de l'unité de 15 contrôle 28. Sur les figures 1 à 4, des pompes électriques sont utilisées.

Les unités de traitement des eaux usées ménagères conçues de cette manière sont faciles à concevoir, sont sûres et 20 garantissent un fonctionnement économique avec un minimum d'exigences pour les opérateurs. En outre, la consommation d'électricité correspond à la charge réelle de l'unité de traitement des eaux usées. Un autre avantage de ces unités est leur vitesse d'aspiration de l'eau traitée, tout en répondant aux 25 exigences de qualité pour l'eau traitée.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1. Unité de traitement des eaux usées ménagères, composée d'une chambre d'admission reliée à un bassin d'activation qui contient une pompe de circulation permettant d'aspirer les eaux usées vers la chambre d'admission, une pompe à boues excédentaires, un système de mesure du niveau d'eau et un système d'aspiration de l'eau traitée vers la sortie, caractérisée en ce que l'entrée d'eaux usées à partir de la chambre d'admission (2) vers le bassin d'activation (4) est dirigée vers la partie inférieure du bassin d'activation (4) et le système de transport (12) aspirant l'eau traitée à partir du bassin d'activation (4) vers la sortie (16) est relié à un bassin séparé (10) de la pompe à eau traitée (11) qui est reliée par son tuyau de déplacement (19) au bassin à eau traitée (13) qui contient une pompe de remplissage (14), dont le tuyau de déplacement (20) est relié au bassin (10) de la pompe à eau traitée (Il). 2 Unité de traitement des eaux usées ménagères selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie d'admission d'eaux usées dans le bassin d'activation (4) est composée d'une ouverture (3) dans la paroi commune (9) de la chambre d'admission (2) et du bassin 5 10 4. 15 5. 20 6. 25d'activation (4), réalisée en-dessous du niveau d'eaux usées dans la chambre d'admission (2). Unité de traitement des eaux usées ménagères selon les revendications 1 à 2, caractérisée en ce que l'ouverture (3) est réalisée dans la partie inférieure du bassin d'activation (4). Unité de traitement des eaux usées ménagères selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'ouverture (3) dans la paroi commune (9) de la chambre d'admission (2) et du bassin d'activation (4) est réalisée à hauteur du niveau d'eau maximum (23) du bassin d'activation (4) et au-dessus de ce niveau. Unité de traitement des eaux usées ménagères selon les revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la pompe à boues excédentaires (31) possède une entrée située au-dessus du fond (6) du bassin d'activation (4) à 15 - 50 % de la profondeur (22) du bassin d'activation (4) à hauteur du niveau d'eau maximum (23). 3. Unité de traitement des eaux usées ménagères selon les revendications 1 à 2, caractérisée en ce que l'ouverture (3) conduit au tuyau (5) situé dans le bassin d'activation (4) et l'extrémité du tuyau (5) est située dans la partie inférieure du bassin d'activation (4). 7. Unité de traitement des eaux usées ménagères selon les revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la chambre d'admission (2) contient un second aérateur (30), qui est relié par l'intermédiaire d'une seconde entrée d'air (33) à une soufflante (25) par l'intermédiaire d'un distributeur (27) et le bassin d'activation (4) contient un premier aérateur (24), qui est relié par l'intermédiaire d'une première entrée d'air (32) à la soufflante (25) par l'intermédiaire du distributeur (27), alors que l'entrée d'air (32) est dirigée vers le système de transport (12). 8. Unité de traitement des eaux usées ménagères selon la revendication 7, caractérisée en ce que la soufflante (25) est reliée à une unité de contrôle (28), de la même manière que la jauge de niveau d'eau (26). 9. Unité de traitement des eaux usées ménagères selon les revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la pompe à eau traitée (11), la pompe de remplissage (14), la pompe de circulation (18) et la pompe à boues excédentaires (31) sont des pompes électriques. 10. Unité de traitement des eaux usées ménagères selon les revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la pompe à eau traitée (11), la pompe de remplissage (14), la pompe de circulation (18) et la pompe à boues excédentaires (31) sont des pompes à émulsion d'air.