FR2983470A1 - Installation de traitement d'eau par denitrification - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une installation de traitement d'une eau à traiter comprenant un réacteur (11) logeant une pluralité de disques biologiques (20) montés sur un arbre (19) mobile en rotation, ladite installation comprenant des moyens d'acheminement (27) de ladite eau à l'intérieur dudit réacteur (11), des moyens d'extraction (29) dudit réacteur (11) d'une eau au moins en partie traitée, lesdits moyens d'extraction (29) s'étendant en dessous de l'extrémité supérieure desdits disques (20), ladite installation comprenant en outre des moyens pour prévenir l'admission d'air dans ledit réacteur (11).

Description

Installation de traitement d'eau par dénitrification 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des techniques de traitement des eaux par voie biologique en vue de leur épuration ainsi que celui de la conception et de la fabrication d'installations destinées à être mises en oeuvre pour assurer le traitement des eaux. Plus précisément, l'invention concerne une installation permettant d'assurer le traitement biologique d'une eau notamment par dénitrification. 2. Art antérieur Les eaux usées sont bien souvent traitées par la mise en oeuvre de procédés de traitement biologique dans le but de réduire leur teneur en polluants organiques. La part azotée de la pollution organique est généralement traitée au moyen de procédés de traitement biologique par nitrification-dénitrification.

Ce type de procédé consiste à mettre en contact de l'eau à traiter avec de la biomasse au sein d'un réacteur en alternant des phases aérées et des phases anoxiques. Au cours des phases aérées de nitrification, l'aération du réacteur y promeut le développement d'une biomasse nitrifiante autotrophe permettant la transformation de l'azote sous forme d'ammonium (NH4+) en nitrates (NO3) constituée en fait d'une biomasse transformant l'azote sous forme d'ammonium (NH4+) en nitrites (NO2) dite biomasse AOB (« ammonia oxidising bacteria ») et d'une biomasse transformant les nitrites (NO2) en nitrates (NO3) , dite biomasse NOB (« nitrites oxidising bacteria »).

Au cours des phases anoxiques de dénitrification, l'arrêt de l'aération du réacteur promeut le développement d'une biomasse dénitrifiante qui réduit les nitrates en azote gazeux moléculaire (diazote) N2 en passant par le stade nitrites. Cette biomasse dénitrifiante est de nature hétérotrophe, c'est-à-dire qu'elle ne peut se développer qu'en présence d'une source de carbone organique.

La biomasse impliquée lors de la nitrification ou de la dénitrification se développe généralement sur des supports prévus à cet effet dans le réacteur. De tels supports peuvent se présenter sous la forme de disques, également appelés disques biologiques ou encore bio-disques, montés sur un axe mobile en rotation et espacés les uns des autres. Pendant les phases anoxiques de dénitrification, les disques biologiques sont complètement immergés dans l'eau à traiter. De cette façon, la biomasse privée d'oxygène dégrade les nitrates en N2. Une telle technique de dénitrification est efficace du fait que sa mise en oeuvre conduit à abattre, de manière non négligeable, la teneur en nitrates de l'eau. Elle présente toutefois quelques inconvénients. 3. Inconvénients de l'art antérieur On observe notamment lors de la mise en oeuvre d'une telle dénitrification, un développement bactérien important sur les disques biologiques. Ce développement est tel que la biomasse accumulée entre les disques biologiques peut venir colmater les espaces les séparant. Il en résulte que la surface d'échange entre la biomasse et l'eau à traiter est réduite ce qui exerce un impact négatif sur l'abattement de la pollution azotée et en particulier sur celui des nitrates contenus dans l'eau à traiter.

Afin de limiter ce phénomène, il est nécessaire de réaliser des campagnes de maintenance régulières au cours desquelles les espaces comblés entre les disques biologiques sont au moins en partie décolmatés. Ces opérations de maintenance, qui supposent l'arrêt du traitement de l'eau, représentent un poste de coût important et engendrent une réduction de la production d'eau traitée. 4. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une technique de traitement d'eau par dénitrification impliquant la mise en oeuvre de disques biologiques qui nécessite, dans au moins un mode de réalisation, la mise en oeuvre de peu de campagnes de maintenance. En particulier, un objectif de l'invention est de procurer, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, une telle technique au cours de la mise en oeuvre de laquelle les espaces ménagés entre les disques biologiques soient peu sujets au colmatage par le développement de la biomasse liée au traitement. L'invention a encore pour objectif de fournir une telle technique qui permette, dans au moins un mode de réalisation, de traiter de manière fiable et efficace la pollution azotée d'une eau par dénitrification.

L'invention poursuit encore l'objectif de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui soit simple à mettre en oeuvre et/ou robuste et/ou bon marché. 5. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'une installation de traitement d'une eau à traiter comprenant un réacteur logeant une pluralité de disques biologiques montés sur un arbre mobile en rotation, ladite installation comprenant des moyens d'acheminement de ladite eau à l'intérieur dudit réacteur, des moyens d'extraction dudit réacteur d'une eau au moins en partie traitée, lesdits moyens d'extraction s'étendant en dessous de l'extrémité supérieure desdits disques, ladite installation comprenant en outre des moyens pour prévenir l'admission d'air dans ledit réacteur. L'invention repose donc sur une approche tout à fait originale qui consiste à placer des disques biologiques montés sur un arbre mobile en rotation à l'intérieur d'un réacteur et à mettre en oeuvre des moyens d'acheminement de l'eau à l'intérieur du réacteur et des moyens d'extraction du réacteur d'une eau au moins en partie traitée, ces derniers s'étendant en dessous de l'extrémité supérieure des disques. L'installation comprend en outre des moyens pour prévenir l'admission d'air dans ledit réacteur. Cette mise en oeuvre permet, lorsque le réacteur est mis en eau, de maintenir les disques biologiques seulement partiellement immergés dans une atmosphère anoxie et ainsi de mener un traitement biologique d'eau par dénitrification lorsqu'une biomasse dénitrifiante se développe sur les disques biologiques. Du fait que les disques biologiques sont seulement partiellement immergés, leur mise rotation génère à l'intérieur du réacteur des turbulences qui préviennent un développement de biomasse trop important dans les espaces ménagés entre les disques biologiques. La technique selon l'invention permet ainsi d'assurer une dénitrification efficace d'une eau tout en limitant la fréquence des opérations de maintenance de l'installation mise en oeuvre à cet effet. Le coût de production d'eau traitée est ainsi réduit alors que la production est augmentée. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens d'extraction s'étendent à une distance comprise entre 20 et 80 % du diamètre desdits disques biologiques depuis l'extrémité inférieure desdits disques biologiques.

Préférentiellement, ladite distance est comprise entre 30 et 50 % du diamètre desdits disques biologiques. Ces valeurs permettent d'atteindre un niveau d'immersion partiel des disques biologiques propice à la prévention du colmatage des espaces ménagés entre-eux. Ainsi, le traitement des effluents est amélioré tout en réduisant la fréquence des campagnes de maintenance et le coût inhérent à leur mise en oeuvre. Selon une première variante avantageuse de l'invention, lesdits moyens d'acheminement comprennent une entrée destinée à être immergée dans l'eau à traiter et lesdits moyens d'extraction comprennent une sortie qui est destinée à être immergée dans l'eau au moins en partie traitée.

Selon une deuxième variante avantageuse de l'invention, lesdits moyens d'acheminement comprennent un siphon et lesdits moyens d'extraction comprennent une sortie qui est destinée à être immergée dans l'eau au moins en partie traitée. Ces mises en oeuvre permettent d'éviter que de l'air pénètre à l'intérieur du réacteur par les moyens d'acheminement et par les moyens d'extraction.

Dans le cas de cette première variante avantageuse, l'installation peut avantageusement comprendre une première cuve de stockage d'eau à traiter en amont dudit réacteur et une deuxième cuve de stockage d'eau au moins en partie traitée en aval dudit réacteur, l'entrée desdits moyens d'acheminement étant destinée à être immergée dans ladite première cuve de stockage et la sortie desdits moyens d'extraction étant destinée à être immergée dans ladite deuxième cuve de stockage. Cette mise en oeuvre permet de maintenir immergée l'entrée des moyens d'acheminement et la sortie des moyens d'extraction et ainsi de prévenir l'admission d'air dans le réacteur. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, ledit réacteur forme un caisson à l'intérieur duquel sont logés lesdits disques, ledit caisson étant solidaire dudit arbre et comprenant deux parois latérales opposées traversées par une pluralité de passages respectivement pour ladite eau à traiter et pour ladite eau au moins en partie traitée, lesdits passages de chacune desdites parois latérales étant recouverts par un ensemble fixe lié à rotation de manière étanche à la paroi correspondante et définissant avec celle-ci un espace intérieur d'écoulement, la sortie desdits moyens d'acheminement et l'entrée desdits moyens d'extraction communiquant respectivement avec l'un desdits espaces intérieurs.

Ceci participe à garantir une meilleure étanchéité de l'ensemble et à prévenir l'admission d'air dans le réacteur. Selon une caractéristique avantageuse, ledit réacteur comprend une soupape de sécurité. Il est ainsi possible de maîtriser le niveau de pression régnant à l'intérieur du réacteur. Selon une autre caractéristique avantageuse, une installation selon l'invention comprend des moyens d'évacuation de gaz depuis l'intérieur dudit réacteur. Ceci permet de récupérer les gaz formés à l'intérieur du réacteur.

Ces deux dernières variantes sont en particulier préférablement mises en oeuvre lorsque l'installation est utilisée dans le cadre d'une méthanisation. Selon un mode de réalisation avantageux, une installation selon l'invention comprend des moyens d'abattement du carbone présent dans ladite eau à traiter, des moyens de nitrification de l'eau provenant des moyens d'abattement du carbone, la sortie desdits moyens de nitrification communiquant avec lesdits moyens d'acheminement d'eau dans ledit réacteur. Une telle installation permet d'assurer un traitement global de la pollution organique et azotée présente dans une eau à traiter. L'installation comprend dans ce cas préférentiellement des moyens de shunt d'une partie de ladite eau à traiter directement dans ledit réacteur. Cette mise en oeuvre permet d'introduire dans le réacteur du carbone nécessaire à la dénitrification par by-pass d'une partie du débit à traiter. Selon un mode de réalisation avantageux, une installation selon l'invention comprend des moyens d'abattement du carbone présent dans l'eau extraite dans lesquels débouche lesdits moyens d'extraction, des moyens de nitrification de l'eau provenant des moyens d'abattement du carbone, ladite installation comprenant en outre des moyens de recirculation d'une partie de l'eau provenant desdits moyens de nitrification à l'entrée dudit réacteur. Une telle installation permet également d'assurer un traitement global de la pollution organique et azotée présente dans une eau à traiter. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 illustre une vue partielle en coupe d'une installation selon l'invention ; - la figure 2 illustre une vue de face d'une paroi latérale de réacteur de l'installation de la figure 1 ; - la figure 3 illustre une vue de côté de la paroi latérale représentée à la figure 2 sur laquelle est assemblé un carter ; - la figure 4 illustre une variante de l'installation représentée à la figure 1 ; - les figures 5 et 6 illustrent des variantes d'installations intégrant une installation du type de celles représentées aux figures 1 et 4 ; - la figure 7 illustre un siphon d'alimentation en eau à traiter pouvant être mis en oeuvre pour introduire de l'eau à traiter sans air dans le réacteur d'une installation selon l'invention. 7. Description d'un mode de réalisation de l'invention 7.1. Rappel du principe général de l'invention Le principe général de l'invention consiste à monter mobile en rotation dans un réacteur un arbre portant des disques biologiques et à mettre en oeuvre des moyens d'acheminement de l'eau à l'intérieur du réacteur et des moyens d'extraction du réacteur d'une eau au moins en partie traitée, les moyens d'extraction s'étendant en dessous de l'extrémité supérieure des disques. Des moyens pour prévenir l'admission d'air dans ledit réacteur sont en outre mis en oeuvre. Ainsi, lorsque le réacteur est mis en eau, les disques biologiques sont maintenus seulement partiellement immergés dans une atmosphère anoxie de manière à assurer une dénitrification de l'eau en impliquant une biomasse 20 dénitrifiante. Les disques biologiques étant seulement partiellement immergés, leur mise rotation génère à l'intérieur du réacteur des turbulences qui préviennent l'accumulation de biomasse dans les espaces ménagés entre les disques biologiques. 25 La technique selon l'invention permet ainsi de limiter le colmatage des disques biologiques et ainsi d'améliorer la dénitrification tout en réduisant la fréquence des opérations de maintenance. 7.2. Exemple d'un mode de réalisation d'une installation de traitement d'eau selon l'invention 30 7.2.1. Architecture On présente, en relation avec les figures 1 à 3, un mode de réalisation d'une installation de traitement d'eau selon l'invention. Ainsi que cela est représenté sur ces figures, une telle installation comprend une cuve de traitement 10. Cette cuve de traitement 10 loge un réacteur 11. Le réacteur 11 est constitué d'un caisson 12. Le caisson 12 présente dans ce mode de réalisation la forme d'un cylindre de révolution creux. Chaque extrémité de ce caisson 12 est fermée par une paroi latérale 13. Les parois latérales 13 sont planes. Elles sont traversées par des passages 15. Dans ce mode de réalisation, ils sont ménagés de manière uniforme le long d'un cercle autour de l'axe du caisson 12. Les parois 13 sont traversées par un trou central 16 autour duquel sont ménagés des perçages 17. Elles sont également traversées par des perçages périphériques 18.

L'installation comprend un arbre 19. Une pluralité de disques biologiques est montée sur l'arbre 19. Seuls certains de ces disques 20 sont représentés sur la figure 1. Les disques biologiques 20 sont espacés les uns des autres. Ils s'étendent essentiellement parallèlement les uns aux autres et perpendiculairement à l'arbre 19. 20 L'arbre 19 est solidaire du caisson 12. Ses extrémités passent à travers les trous centraux 16 des parois latérales 13. Elles sont solidarisées à ces parois latérales au moyen de brides 21 maintenues sur les parois latérales 13 par des boulons passant à travers les perçages 17. Les parois latérales 13 sont solidarisées de manière étanche à la partie cylindrique du caisson 12 au moyen de vis (non représentées) passant à travers les perçages périphériques 18. L'étanchéité entre les parois latérales 13 et le corps cylindrique pourra par exemple être réalisée au moyen de joints prévus à cet effet. Les disques biologiques 20 sont donc situés à l'intérieur du réacteur 11. Les passages 15 sont ménagés à travers les parois 13 de telle sorte que dans leur position la plus basse ils se situent à une hauteur H comprise entre 20 et 80 % du diamètre des disques biologiques 20, depuis leur extrémité inférieure 201. L'installation comprend des plaques 23. Elles sont traversées en leur centre par un perçage 24 permettant le passage de l'arbre 19. Un élément cylindrique 14 forme saillie sur l'une des faces de chaque plaque 23. L'élément cylindrique 14 est concentrique à la plaque 23. Il présente ici un diamètre extérieur inférieur à celui de la plaque 23. Il s'étend avantageusement le long d'un axe perpendiculaire à la surface de la plaque 23. Chaque plaque 23 forme avec l'élément cylindrique 14 dont elle est solidaire un ensemble fixe, comme cela sera expliqué ultérieurement.

Des moyens de solidarisation, non représentés, permettent d'assurer une liaison étanche entre la plaque 23 et l'arbre 19. Des joints peuvent par exemple être placés entre l'arbre 19 et les trous 24 pour assurer l'étanchéité. Chaque plaque 23 est placée en appui contre une paroi latérale 13. Elle délimite avec elle un espace intérieur d'écoulement 26. Le perçage 24 et le trou central 16 s'étendent le long d'un même axe. Un joint d'étanchéité 25 est monté serrant autour de chaque élément cylindrique 14 et vient en appui contre la paroi latérale 13 correspondante, comme cela est représenté sur la figure 3. La liaison entre l'élément cylindrique 14 et la paroi 13 est donc étanche. L'arbre 19 est monté à rotation dans deux parois latérales opposées de la cuve de traitement 10 au moyen de paliers 22. L'installation comprend des moyens d'entraînement en rotation de l'arbre 19 (non représenté). Ces moyens d'entraînement peuvent par exemple comprendre un moteur électrique, des poulies et une courroie. L'installation comprend des moyens d'acheminement d'eau à traiter dans le caisson 12. Ces moyens d'acheminement comprennent une canalisation d'acheminement 27 dont la sortie passe à travers un trou prévu à cet effet dans la plaque 23 et débouche dans l'espace intérieur d'écoulement 26 d'un côté du réacteur 11. Le raccordement entre la canalisation 27 et la plaque 23 est étanche.

L'entrée de la canalisation d'acheminement 27 débouche dans une zone de stockage d'eau à traiter 28 qui dans ce mode de réalisation est placée en amont de la cuve de traitement 10. L'entrée de cette canalisation d'amenée 27 s'étend en dessous du niveau minimum Nmin d'eau à traiter pouvant être contenue dans la cuve de stockage 28. Dans ce mode de réalisation, la sortie de la canalisation d'acheminement 27 s'étend au-dessus de la position la plus basse pouvant être prise par les passages 15 ménagés du côté de cette canalisation 27. Cette canalisation 27 se présente ici sous la forme d'un coude. L'installation comprend des moyens d'extraction du caisson 12 d'une eau au moins en partie traitée. Ces moyens d'extraction comprennent une canalisation d'extraction 29. L'entrée de cette canalisation d'extraction 29 passe à travers un trou prévu à cet effet dans l'autre plaque 23 et débouche dans l'espace intérieur d'écoulement 26 de l'autre côté du réacteur 11. Le raccordement entre la canalisation 27 et la plaque 23 est étanche. La sortie de la canalisation d'extraction 29 débouche dans une cuve de stockage d'eau au moins en partie traitée 30 placée en aval de la cuve de traitement 10. Cette sortie s'étend en dessous du niveau minimum Nmin d'eau au moins en partie traitée pouvant être contenue dans la cuve de stockage 30. Dans ce mode de réalisation, l'entrée de la canalisation d'extraction 29 s'étend sensiblement dans le prolongement de la position la plus basse pouvant être prise par les passages 15 correspondants. Cette canalisation 29 se présente ici sous la forme d'un coude. Les canalisations 27 et 29 sont solidarisées au bâti 31 de l'installation. Elles sont donc fixes, de même que les plaques 23 auxquelles elles sont reliées. Dans ce mode de réalisation, les passages 15 du côté de la canalisation d'acheminement 27 sont ménagés sur un cercle dont le diamètre est plus grand que le cercle le long duquel sont ménagés les passages 15 du côté de la canalisation d'extraction 29. Dans une variante, ils pourront par exemple être ménagés le long de cercles de même diamètre. 7.2.2. Fonctionnement De l'eau à traiter est progressivement introduite dans la cuve de stockage 28 en sorte que son niveau atteigne le niveau minimum Nmin et n'y soit pas inférieur. Cette alimentation en eau à traiter peut par exemple être réalisée au moyen d'une pompe ou tout autre moyen d'alimentation. Dans ce mode de réalisation, l'eau à traiter contenue dans la cuve de stockage 28 circule par gravité à l'intérieur de la canalisation d'acheminement 27 et s'écoule par l'espace intérieur 26 dans le caisson 12. L'arbre 19 est mis en rotation. Le caisson 12 ainsi que les disques biologiques 20 sont donc animés d'un mouvement de rotation à l'intérieur de la cuve de traitement 10.

L'eau à traiter s'écoule à l'intérieur du caisson 12 via les passages 15 ménagés du côté de la canalisation d'acheminement 27 et vient au contact des surfaces des disques biologiques 20. Le caisson 12 se remplit progressivement d'eau jusqu'au niveau N. Les passages 15 sont ménagés de telle sorte que dans leur position la plus basse ils se situent à une hauteur H comprise entre 20 et 80 % du diamètre des disques biologiques 20 depuis leur extrémité inférieure 201. Les disques biologiques 20 sont donc seulement partiellement immergés à l'intérieur du caisson 12. La hauteur H sera préférentiellement choisie en sorte que le niveau d'eau à l'intérieur du caisson 12 s'étende en dessous de l'arbre 19. Dans une variante, la canalisation d'acheminement 27 et la canalisation d'extraction 29 s'étendront au-dessus du niveau de l'axe 19. Les disques 20 pourront ainsi être quasiment immergés. Moins ils le seront, plus leur colmatage sera évité. L'eau contenue dans le caisson 12 passe à travers les passages 15 ménagés à travers la paroi latérale opposée 13 et s'écoule dans l'espace intérieur 26. Elle passe ensuite dans la canalisation d'extraction 29 et se déverse dans la cuve de stockage 30. Le niveau d'eau dans cette cuve 30 atteint progressivement le niveau minimum Nmin. Ce niveau minimum peut par exemple être maintenu par la mise en oeuvre de moyens d'extraction et de moyens de régulation de l'extraction de l'eau contenue dans la cuve 30.

Lorsque le niveau minimum Nmin est atteint dans les cuves de stockage 28 et 30, l'installation de traitement d'eau est mise en eau. Dans un premier temps, la biomasse présente à la surface des disques biologiques 20 consomme l'oxygène présent dans l'air contenu initialement dans le caisson 12 au-dessus du niveau N d'eau qu'il contient.

Cette quantité d'oxygène est limitée du fait que lorsque l'installation est en eau, l'air ne peut plus pénétrer à l'intérieur du caisson 12. En effet, l'entrée de la canalisation d'acheminement 27 est immergée dans l'eau à traiter stockée dans la cuve 28, le raccordement entre la canalisation 27 et la plaque 23 est étanche, le raccordement entre la plaque 23 et la paroi latérale 13 ainsi que l'axe 19 est étanche, le raccordement entre les parois latérales 13 et la partie cylindrique du caisson 12 est étanche, le raccordement entre la plaque 23 et l'autre paroi latérale 13 ainsi l'arbre 19 est étanche, le raccordement entre la canalisation 29 et la plaque 23 est étanche et la sortie de la canalisation 29 est immergée. Ainsi, la biomasse consomme rapidement l'oxygène contenue initialement dans le caisson 12. L'atmosphère régnant à l'intérieur du caisson 12 est ensuite anoxie. Dans ces conditions, lorsque la biomasse développée à la surface des biodisques 20 est de type dénitrifiante, l'eau à traiter subit à l'intérieur du caisson 12 une dénitrification.

Du fait que les disques biologiques 20 sont partiellement immergés, leur mise en rotation génère des turbulences à l'intérieur du caisson 12. L'existence de ces turbulences permet de limiter l'accumulation de biomasse dans les espaces ménagés entre les disques 20. 7.2.3. Variantes La figure 4 illustre une variante dans laquelle le réacteur 11 comprend deux flancs opposés 62 dans lesquels est monté en rotation l'arbre 19 au moyen de deux paliers étanches 60. Les flancs 62 sont traversés par au moins une perforation dans laquelle débouche respectivement la canalisation d'acheminement 27 et la canalisation d'extraction 29. Ces canalisations 27 et 29 sont prévues pour s'étendre en dessous du niveau minimum Nmin d'eau contenu respectivement dans les cuves 28 et 30. Pour cela, l'installation comprend une canalisation d'amenée d'eau à traiter 61 dans la cuve 28 qui s'étend au-dessus de la canalisation 27, et une canalisation d'évacuation d'eau au moins en partie traitée 63 reliée à la cuve 30 et qui s'étend au-dessus de la canalisation 29. Ainsi, lorsque le réacteur est en eau, l'air ne peut plus pénétrer à l'intérieur du réacteur 11. Dans ce mode de réalisation, les moyens d'extraction d'eau du réacteur 11 comprennent la canalisation d'extraction 29 et la canalisation d'évacuation 63 qui s'étend à une hauteur H comprise entre 20 et 80 % du diamètre des disques biologiques 20 depuis leur extrémité inférieure 201.

Dans des variantes des modes de réalisations décrits en référence aux figures 1 à 3 d'une part et à la figure 4 d'autre part, aucune cuve de stockage 28 d'eau à traiter pourra être mise en oeuvre en amont du réacteur 11. L'entrée de la canalisation d'amenée 27 ne sera alors pas immergée dans cette cuve de stockage 28 d'eau à traiter dont l'existence fera défaut. La canalisation d'amenée pourra dans ce cas comprendre un siphon comprenant une entrée d'eau à traiter et une sortie débouchant dans l'espace intérieur 26 (variante de la figure 1) ou dans le réacteur 11 (variante de la figure 4). Ce siphon permettra d'acheminer de l'eau dans le réacteur 11 sans y introduire d'air lorsque l'installation est en eau. Un exemple d'un tel siphon est représenté à la figure 7. Ce siphon 70 comprend une première portion sensiblement verticale 71 présentant à son extrémité supérieure une entrée 72 d'Eau A Traiter (EAT). La sortie inférieure 73 de cette première portion 72 est reliée à un coude 74 sensiblement à 180° présentant une sortie 75 reliée à l'entrée d'une deuxième portion sensiblement verticale 76. La sortie supérieure 77 de cette deuxième portion 76 est reliée à un deuxième coude 78 sensiblement à 180° dont la sortie est reliée à un coude 79 sensiblement à 90° qui débouche dans l'espace intérieur 26 ou dans le réacteur 11. Le deuxième coude 78 pourra comprendre une purge d'air 80. Dans la variante représentée à la figure 5, l'installation peut comprendre une ou plusieurs unités de traitement du carbone 40, une ou plusieurs unités de nitritification 41 et une ou plusieurs unités de dénitrification 42 montées en série.

L'installation comprend alors des moyens d'acheminement d'eau à traiter qui comprennent une canalisation d'amenée 43 qui débouche à l'entrée de la première ou de l'unique unité de traitement du carbone 40. L'eau en partie traitée provenant de cette unité de traitement du carbone 40 s'écoule dans la suivante si plusieurs unités de traitement du carbone 40 sont mises en oeuvre. Sinon, elle s'écoule à l'entrée de la première ou de l'unique unité de nitrification 41 placée en aval. L'eau en partie traitée provenant de cette unité de nitrification 41 s'écoule dans la suivante si plusieurs unités de nitrification 41 sont mises en oeuvre. Sinon elle est introduite dans l'unité de dénitrification 42 placée en aval d'où est extraite de l'eau traitée qui s'écoule dans une canalisation d'évacuation 45. Une canalisation de shunt ou by pass 44 pourra être connectée à la canalisation d'amenée 43 et déboucher à l'entrée de la première ou de l'unique unité de dénitrification 42. Elle permettra d'acheminer entre 1 et 50 % de l'eau à traiter introduite à l'entrée de la canalisation d'amenée 43 afin d'assurer une source de carbone nécessaire aux bactéries pour une dénitrification optimum. Dans la variante représentée à la figure 6, l'installation peut comprendre une ou plusieurs unités de dénitrification 50, une ou plusieurs unités de traitement du carbone 51 et une ou plusieurs unités de nitritification 52 montées en série. L'installation comprend alors des moyens d'acheminement d'eau à traiter qui comprennent une canalisation d'amenée 53 qui débouche à l'entrée de la première ou de l'unique unité de dénitrification 50. L'eau en partie traitée provenant de cette unité de dénitrification 50 s'écoule dans la suivante si plusieurs sont mises en oeuvre. Sinon, elle s'écoule dans la première ou dans l'unique unité de traitement du carbone 51 placée en aval. L'eau provenant de cette unité s'écoule dans la suivante si plusieurs unités de traitement du carbone 51 sont mises en oeuvre. Sinon, elle s'écoule à l'entrée de la première ou de l'unique unité de nitrification 52 placée en aval. L'eau en partie traitée provenant de cette unité de nitrification 52 s'écoule dans la suivante si plusieurs unités de nitrification 52 sont mises en oeuvre. Sinon elle en est extraite en tant qu'eau traitée dans une canalisation d'évacuation 55.

Une canalisation de recirculation 54 est connectée à la sortie de l'unique ou de la dernière unité de nitrification 52. Elle débouche dans la canalisation d'amenée 53 ou à l'entrée de l'unité de dénitrification 50. Elle permettra de recirculer entre 100 et 300 % du débit d'eau journalier à traiter sur l'installation.

Ceci permettra d'assurer une dénitrification des effluents nitrifiés en tête de ou des unités de traitement du carbone 51 avec une source de carbone provenant des effluents entrants. Dans ces variantes, l'installation illustrée à la figure 1 ou à la figure 4 peut constituer l'unité de dénitrification 42, 50.

La ou les unités de traitement du carbone peuvent être constituées d'un réacteur logeant des disques biologiques partiellement immergés montés sur un arbre mobile en rotation comme cela est le cas de l'unité de dénitrification à ceci près que le réacteur sera ouvert à l'air ambiant et fonctionnera en atmosphère aérobie.

La ou les unités de nitrification peuvent par exemple comprendre un réacteur logeant des disques biologiques partiellement immergés montés sur un arbre mobile en rotation comme cela est le cas de l'unité de dénitrification à ceci près que le réacteur sera ouvert à l'air ambiant et fonctionnera en atmosphère aérobie.

Dans une autre variante, l'installation illustrée à la figure 1 pourra être mise en oeuvre pour procéder à la méthanisation d'effluents comme par exemples des effluents de type industriels ou domestiques ayant une concentration en DCO>1000 mg/l. Dans ce cas, la biomasse présente dans le caisson sera dédiée à ce type d'application. Les conditions de fonctionnement seront également propices à la mise en oeuvre d'une méthanisation. L'installation pourra comprendre une soupape de sécurité de façon à éviter les surpressions à l'intérieur du réacteur 11. Elle pourra encore comprendre des moyens d'extraction du gaz contenu dans le réacteur 11.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Installation de traitement d'une eau à traiter comprenant un réacteur (11) logeant une pluralité de disques biologiques (20) montés sur un arbre (19) mobile en rotation, ladite installation comprenant des moyens d'acheminement (27) de ladite eau à l'intérieur dudit réacteur (11), des moyens d'extraction (29) dudit réacteur (11) d'une eau au moins en partie traitée, lesdits moyens d'extraction (29) s'étendant en dessous de l'extrémité supérieure desdits disques (20), ladite installation comprenant en outre des moyens pour prévenir l'admission d'air dans ledit réacteur (11).
2. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'extraction (29) s'étendent à une distance (H) comprise entre 20 et 80 % du diamètre desdits disques biologiques (20) depuis l'extrémité inférieure (201) desdits disques biologiques (20).
3. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite distance (H) est comprise entre 30 et 50 % du diamètre desdits disques biologiques (20).
4. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens d'acheminement (27) comprennent une entrée destinée à être immergée dans l'eau à traiter et en ce que lesdits moyens d'extraction (29) comprennent une sortie qui est destinée à être immergée dans l'eau au moins en partie traitée.
5. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une première cuve de stockage d'eau à traiter (28) en amont dudit réacteur (11) et une deuxième cuve d'eau au moins en partie traitée (30) en aval dudit réacteur (11), l'entrée desdits moyens d'acheminement (27) étant destinée à être immergée dans ladite première cuve de stockage (28) et la sortie desdits moyens d'extraction étant destinée à être immergée dans ladite deuxième cuve de stockage (30).
6. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens d'acheminement (27) comprennent un siphon et en ce que lesdits moyens d'extraction (29) comprennent une sortie qui est destinée à être immergée dans l'eau au moins en partie traitée.
7. 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit réacteur (11) forme un caisson (12) à l'intérieur duquel sont logés lesdits disques (20), ledit caisson (12) étant solidaire dudit arbre (19) et comprenant deux parois latérales opposées (13) traversées par une pluralité de passages (15) respectivement pour ladite eau à traiter et pour ladite eau au moins en partie traitée, lesdits passages (15) de chacune desdites parois latérales (13) étant recouverts par un ensemble fixe (23, 14) lié à rotation de manière étanche à la paroi (13) correspondante et définissant avec celle-ci un espace intérieur d'écoulement (26), la sortie desdits moyens d'acheminement (27) et l'entrée desdits moyens d'extraction (29) communiquant respectivement avec l'un desdits espaces intérieurs (26).
8. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit réacteur (11) comprend une soupape de sécurité.
9. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'évacuation de gaz depuis l'intérieur dudit réacteur (11).
10. 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'abattement du carbone (40) présent dans ladite eau à traiter, des moyens de nitrification (41) de l'eau provenant des moyens d'abattement du carbone (40), la sortie desdits moyens de nitrification (41) communiquant avec lesdits moyens d'acheminement (27) d'eau dans ledit réacteur (11).
11. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de shunt (44) d'une partie de ladite eau à traiter directement dans ledit réacteur (11).
12. 12. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'abattement du carbone (51) dans lesquels débouche lesdits moyens d'extraction, des moyens de nitrification (52) de l'eau provenant des moyens d'abattement du carbone (51), ladite installation comprenant en outre des moyens de recirculation (54) d'une partie de l'eauprovenant desdits moyens de nitrification (52) à l'entrée dudit réacteur (11).