FR2990689A1

FR2990689A1 - Processing urban and/or industrial wastewater, by performing biological hydrolysis in absence of oxygen by hydrolytic bacteria and acidogenes, and performing separation treatment of wastewater by coagulation/flocculation/floatation

Info

Publication number: FR2990689A1
Application number: FR1254478A
Authority: FR
Inventors: Claude Delporte; Alain Huck
Original assignee: Ondeo Industrial Soulutions; Ondeo Industrial Solutions SAS
Current assignee: Ondeo Industrial Soulutions; Ondeo Industrial Solutions SAS
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2013-11-22
Anticipated expiration: 2032-05-16
Also published as: FR2990689B1

Abstract

The method comprises performing biological hydrolysis in absence of oxygen by hydrolytic bacteria and acidogenes. The biological hydrolysis is directly applied to wastewater without preliminary physicochemical treatment. A separation treatment of the wastewater is carried out at an exit of the biological hydrolysis by coagulation/flocculation/floatation. Fats and/or oils of concentrated residual muds obtained after treatment of separation are subjected to enzymatic hydrolysis. The mixture of hydrolyzed muds is recycled towards the biological hydrolysis after the enzymatic hydrolysis. The method comprises performing biological hydrolysis in absence of oxygen by hydrolytic bacteria and acidogenes. The biological hydrolysis is directly applied to wastewater to be treated without preliminary physicochemical treatment. A separation treatment of the wastewater is carried out at an exit of the biological hydrolysis by coagulation/flocculation/floatation. Fats and/or oils of concentrated residual muds obtained after treatment of separation are subjected to enzymatic hydrolysis. The mixture of hydrolyzed muds is recycled towards the biological hydrolysis after the enzymatic hydrolysis. The biological hydrolysis is carried out in a first agitated reactor (A), and ensures the solubilization of part of the fats and the oils and production of volatile fatty-acids. A pH of the reactor is maintained to be 4.5-7.5 by neutralization with alkalinity. A residence time for the biological hydrolysis is 8-36 hours. The concentrated muds at an exit of the separation treatment are contacting with an adapted enzyme or enzymes in a second agitated reactor. The residence time in the second reactor is 4-24 hours, and a pH in the second reactor is maintained to be 5.5-9. The effluent removed from concentrated muds is subjected to a step of mechanization in a mechanization reactor (B) supplemented by a step of biological dephosphatation in a dephosphatation reactor (C), optionally followed by a step of biological denitrification in a denitrification reactor (D), and optionally followed by an aerobic activated sludge step in an aerobic reactor (E). One of the reactors is supplemented by a final separator, and the concentrated muds outgoing the final separator are recycled at an entrance of the biological hydrolysis and/or the enzymatic hydrolysis. An independent claim is included for an installation for processing urban and/or industrial wastewater containing fats and/or oils.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT D'EAU RESIDUAIRE URBAINE ET/OU INDUSTRIELLE CONTENANT DES GRAISSES ET/OU DES HUILES A ELIMINER. METHOD AND INSTALLATION FOR TREATING URBAN AND / OR INDUSTRIAL WASTE WATER CONTAINING FATS AND / OR OILS FOR REMOVAL

L'invention est relative à un procédé de traitement d'eau résiduaire urbaine et/ou industrielle contenant des graisses et/ou des huiles à éliminer, ce procédé comportant une étape d'hydrolyse biologique, en particulier en absence d'oxygène par des bactéries hydrolytiques et acidogènes. Les eaux résiduaires urbaines et les principaux effluents de l'industrie agroalimentaire (laiteries, fromageries, production de crèmes glacées, produits surgelés, plats cuisinés, abattoirs, production de gélatine, production de diesters, et autres) contiennent des concentrations élevées de graisses et d'huiles qu'il faut généralement éliminer par un prétraitement physico-chimique, par exemple par flottation, avant d'aborder le traitement biologique principal par boues activées ou par méthanisation. Le problème de l'élimination finale des boues graisseuses, fréquemment très fermentescibles et odorantes, est souvent traité par l'incinération. L'hydrolyse biologique est appliquée généralement sur des boues graisseuses concentrées, ce qui limite fortement les performances dans la mesure où les métabolites produits bloquent rapidement les processus biologiques. L'invention a pour but, surtout, d'améliorer les rendements d'hydrolyse de graisses et huiles dans les eaux résiduaires et de permettre une augmentation de la production de gaz, en particulier par traitement par méthanisation, liée aux graisses et huiles hydrolysées, avec une consommation minimale d'énergie. Selon l'invention, un procédé de traitement d'eau résiduaire urbaine et/ou industrielle contenant des graisses et/ou des huiles à éliminer, comporte une étape d'hydrolyse biologique, en particulier par des bactéries hydrolytiques, et est caractérisé en ce que : - l'hydrolyse biologique est appliquée directement à l'eau à traiter, après tamisage éventuel et sans traitement physico-chimique préalable ; - un traitement de séparation de l'eau résiduaire est effectué en sortie d'hydrolyse biologique, en particulier par coagulation/floculation/flottation ; - et les graisses et/ou huiles résiduelles concentrées des boues, obtenues après traitement de séparation, sont soumises à une hydrolyse enzymatique. L'invention permet d'éliminer les graisses et les huiles par hydrolyse combinée biologique et enzymatique ; l'invention réalise un couplage de l'hydrolyse biologique effectuée directement sur les effluents bruts graisseux, par exemple sortant d'une usine agroalimentaire, avec une hydrolyse enzymatique réalisée sur les graisses et huiles concentrées des boues, obtenues notamment après coagulation/floculation/flottation de l'effluent sortant de l'hydrolyse biologique. La séparation, par flottation ou décantation ou décantation lamellaire ou centrifugation, après l'hydrolyse biologique, permet d'arrêter et de concentrer les graisses et huiles mais aussi les matières en suspension qui sont ensuite traitées dans le réacteur d'hydrolyse enzymatique. Le couplage est très efficace pour d'une part la solubilisation de la matière solide graisseuse et liquide huileuse, mais aussi pour la production d'acides gras volatils à courtes chaînes permettant le traitement efficace du substrat obtenu, par voies anaérobies comme la méthanisation pour produire du biogaz valorisable en chaudière, en moteur à gaz ou turbine à gaz. Ces acides gras volatils constituant une part importante du substrat peuvent également être utilisés comme source de carbone organique pour la déphosphatation biologique ou la dénitrification biologique ou plus simplement ces substrats obtenus après le couplage pourront être traités et éliminés directement par voies biologiques aérobies. De préférence, après hydrolyse enzymatique, le mélange de boues hydrolysées est recyclé, au moins en partie, vers l'hydrolyse biologique. Avantageusement, l'hydrolyse biologique est effectuée dans un réacteur agité A, et assure la solubilisation d'une partie des graisses et huiles, et la production d'acides gras volatils. Le temps de séjour pour l'hydrolyse biologique peut être compris entre 8 et 36 heures. Avantageusement, le pH dans le réacteur A est maintenu entre 4,5 et 7,5, en particulier par neutralisation avec de l'alcalinité. Les boues concentrées en sortie du traitement de séparation sont mises en contact avec l'enzyme ou les enzymes appropriées, en particulier des lipases disponibles dans le commerce, dans un autre réacteur agité. Le temps de séjour dans le réacteur pour hydrolyse enzymatique peut être compris entre 4 et 24 heures, et le pH dans le réacteur est maintenu entre 5,5 et 9,0, en particulier par neutralisation avec de l'alcalinité. La température dans le réacteur pour hydrolyse enzymatique peut être comprise entre 15 et 40°C. L'effluent, débarrassé des boues concentrées, en sortie du traitement de séparation peut être soumis à au moins une étape de méthanisation dans un réacteur B, avantageusement complétée par au moins une étape de déphosphatation biologique dans un réacteur C, éventuellement suivie d'au moins une étape de dénitrification biologique dans un réacteur D, et éventuellement suivie d'au moins une étape de boues activées aérobies dans un réacteur E. Au moins un des réacteurs est complété par au moins un séparateur final, flottateur, ou clarificateur, ou décanteur lamellaire, ou membranes. Les boues concentrées sortant du séparateur final peuvent être recyclées au moins en partie à l'entrée de l'hydrolyse biologique et/ou de l'hydrolyse enzymatique. The invention relates to a method for treating urban and / or industrial waste water containing fats and / or oils to be removed, this process comprising a step of biological hydrolysis, in particular in the absence of oxygen by bacteria hydrolytic and acidogenic. Urban wastewater and major effluents from the food industry (dairies, cheese factories, ice cream production, frozen foods, ready meals, slaughterhouses, gelatin production, diester production, and others) contain high levels of fats and dusts. oils which must generally be removed by physicochemical pretreatment, for example by flotation, before approaching the main biological treatment by activated sludge or anaerobic digestion. The problem of the final elimination of fat sludge, which is often very fermentable and odorous, is often treated by incineration. Biological hydrolysis is generally applied to concentrated fat sludge, which greatly limits performance as the metabolites produced rapidly block biological processes. The purpose of the invention is, above all, to improve the hydrolysis yields of fats and oils in wastewater and to allow an increase in gas production, in particular by anaerobic digestion treatment, linked to hydrolysed fats and oils, with minimal energy consumption. According to the invention, a method for treating urban and / or industrial waste water containing fats and / or oils to be removed, comprises a step of biological hydrolysis, in particular by hydrolytic bacteria, and is characterized in that : - biological hydrolysis is applied directly to the water to be treated, after sieving and without prior physicochemical treatment; a separation treatment of the waste water is carried out at the biological hydrolysis outlet, in particular by coagulation / flocculation / flotation; and the concentrated fats and / or residual oils of the sludges obtained after separation treatment are subjected to enzymatic hydrolysis. The invention makes it possible to eliminate fats and oils by combined biological and enzymatic hydrolysis; the invention realizes a coupling of the biological hydrolysis carried out directly on the gross fatty effluents, for example leaving a food processing plant, with an enzymatic hydrolysis carried out on the fats and concentrated oils of the sludge, obtained in particular after coagulation / flocculation / flotation effluent leaving the biological hydrolysis. The separation, by flotation or decantation or lamellar decantation or centrifugation, after the biological hydrolysis, allows to stop and concentrate the fats and oils but also the suspended materials which are then treated in the enzymatic hydrolysis reactor. The coupling is very effective for the one hand solubilization oily solid fat and oily liquid, but also for the production of short-chain volatile fatty acids for the efficient treatment of the substrate obtained, anaerobic routes such as methanation to produce recoverable biogas in a boiler, gas engine or gas turbine. These volatile fatty acids constituting an important part of the substrate can also be used as organic carbon source for biological dephosphatation or biological denitrification or more simply these substrates obtained after coupling can be treated and removed directly by aerobic biological routes. Preferably, after enzymatic hydrolysis, the hydrolysed sludge mixture is recycled, at least in part, to biological hydrolysis. Advantageously, the biological hydrolysis is carried out in a stirred reactor A, and ensures the solubilization of part of the fats and oils, and the production of volatile fatty acids. The residence time for the biological hydrolysis can be between 8 and 36 hours. Advantageously, the pH in reactor A is maintained between 4.5 and 7.5, in particular by neutralization with alkalinity. The concentrated sludge leaving the separation treatment is contacted with the appropriate enzyme or enzymes, in particular commercially available lipases, in another stirred reactor. The residence time in the reactor for enzymatic hydrolysis can be between 4 and 24 hours, and the pH in the reactor is maintained between 5.5 and 9.0, in particular by neutralization with alkalinity. The temperature in the reactor for enzymatic hydrolysis can be between 15 and 40 ° C. The effluent, freed from concentrated sludge, at the outlet of the separation treatment may be subjected to at least one methanization step in a reactor B, advantageously completed by at least one biological dephosphatation step in a reactor C, optionally followed by least one step of biological denitrification in a reactor D, and optionally followed by at least one step of aerobic activated sludge in a reactor E. At least one of the reactors is completed by at least one final separator, float, or clarifier, or clarifier lamellar, or membranes. The concentrated sludge leaving the final separator can be recycled at least partly to the entry of biological hydrolysis and / or enzymatic hydrolysis.

L'invention permet de transférer la pollution principalement solide liée aux graisses et huiles vers une pollution soluble facilement biodégradable, en particulier par méthanisation, ou par voie aérobie. L'invention permet une augmentation de la pollution soluble qui conduit, dans le cas de la méthanisation, à produire davantage de biogaz valorisable avec une très faible quantité de boues résiduelles ; dans le cas des boues activées aérobies, la charge de traitement est augmentée mais compensée par une amélioration du coefficient de transfert d'02 avec une amélioration du rapport kg02/kwh, liée à l'absence de graisses en concentrations pénalisantes et à une réduction des boues en quantité et nuisances, ces boues étant valorisables en épandage agricole. En outre, l'hydrolyse enzymatique impacte les lipoprotéines et phospholipides constituant les cellules bactériennes, les boues biologiques en excès ainsi traitées sont recyclées, ce qui conduit à une réduction significative de la production de boues. The invention makes it possible to transfer the mainly solid pollution linked to fats and oils towards an easily biodegradable soluble pollution, in particular by anaerobic digestion, or aerobically. The invention allows an increase of the soluble pollution which leads, in the case of anaerobic digestion, to producing more recoverable biogas with a very small quantity of residual sludge; in the case of aerobic activated sludge, the treatment load is increased but compensated by an improvement of the 02 transfer coefficient with an improvement of the kg02 / kwh ratio, related to the absence of greases in penalizing concentrations and to a reduction of sludge in quantity and nuisances, these sludge being valorizable in agricultural spreading. In addition, the enzymatic hydrolysis impacts the lipoproteins and phospholipids constituting the bacterial cells, the excess biological sludge thus treated is recycled, which leads to a significant reduction in the production of sludge.

Pour l'hydrolyse enzymatique, on utilise avantageusement comme enzymes des enzymes ou des cocktails d'enzymes comme par exemple BM31 et DP60 (de la société Realco), disponibles dans le commerce, en particulier des lipases, phospholipases , estérases , protéases. L'hydrolyse biologique et enzymatique intégrée dans une ligne de traitement par voies biologiques permet une meilleure efficacité des processus d'hydrolyse et une réduction des coûts d'exploitation grâce aux recyclages d'une partie des liqueurs ou d'eau traitée provenant de l'un ou l'autre des réacteurs biologiques en apportant des bactéries acidogènes, de l'alcalinité et permettant également l'augmentation de la température dans le cas du recyclage provenant d'une méthanisation. L'invention est également relative à une installation pour la mise en oeuvre du procédé défini précédemment, cette installation comportant un premier réacteur A qui reçoit les effluents provenant directement d'une source, notamment une usine agroalimentaire, pour un traitement par hydrolyse biologique, suivi d'un séparateur X, en particulier par flottation, ou décantation, ou décantation lamellaire, ou centrifugation, qui fournit en sortie des boues graisseuses dirigées vers un second réacteur F pour un traitement par hydrolyse enzymatique, et des eaux claires ou sous-nageants dirigés vers un troisième réacteur B pour un traitement biologique. Une conduite est prévue entre la sortie du second réacteur F et le premier réacteur A pour un recyclage d'au moins une partie de l'effluent traité par hydrolyse enzymatique dans le second réacteur F. Enzymatic hydrolysis is advantageously used as enzyme enzymes or enzyme cocktails such as BM31 and DP60 (from Realco), commercially available, in particular lipases, phospholipases, esterases, proteases. The biological and enzymatic hydrolysis integrated in a biological treatment line allows a better efficiency of the hydrolysis processes and a reduction of the operating costs thanks to the recycling of a part of the liquors or treated water coming from the one or the other of the biological reactors by bringing acidogenic bacteria, alkalinity and also allowing the increase of the temperature in the case of the recycling resulting from an anaerobic digestion. The invention also relates to an installation for carrying out the process defined above, this installation comprising a first reactor A which receives the effluents coming directly from a source, in particular an agro-food plant, for treatment by biological hydrolysis, followed a separator X, in particular by flotation, or decantation, or lamellar decantation, or centrifugation, which outputs fatty sludge directed to a second reactor F for treatment by enzymatic hydrolysis, and clear or sub-controlled water to a third reactor B for biological treatment. A pipe is provided between the outlet of the second reactor F and the first reactor A for recycling at least a portion of the effluent treated by enzymatic hydrolysis in the second reactor F.

L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence au dessin annexé, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ce dessin : la figure 1, unique, est un schéma d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. En se reportant au dessin, on peut voir que l'effluent à traiter, constitué par une eau résiduaire urbaine et/ou industrielle contenant des graisses et/ou des huiles, est introduit, par une conduite 1 directement, après simple tamisage, dans un réacteur A pour y subir une hydrolyse biologique. Le réacteur A comporte dans le fond une agitation de l'effluent, et éventuellement une aération contrôlée permet dans des cas très défavorables de maîtriser le potentiel d'oxydoréduction et la production d'odeurs liées par exemple à H25. Cette agitation est généralement complétée par au moins un agitateur mécanique. L'effluent à traiter subit un début d'hydrolyse biologique qui comprend la solubilisation d'une partie des graisses et des huiles, cette partie étant de l'ordre de 10 à 40 % en masse des graisses et huiles contenues par l'effluent, et la production d'acides gras volatils, notamment acides acétique, propionique, butyrique, valérique. Le temps de séjour de l'effluent dans le réacteur A est compris de préférence entre 8 et 36 h. Une neutralisation de la liqueur contenue dans le réacteur A est assurée, généralement avec de l'alcalinilité, en particulier de la soude, injectée à l'aide d'une conduite 2 dans le réacteur. Le pH dans le réacteur A est avantageusement maintenu entre 4,5 et 7,5. La température optimum pour le traitement dans le réacteur A est comprise entre 15 et 40°C; elle peut être augmentée par la mise en oeuvre d'un système de chauffage et de régulation de la température. L'effluent qui a subi l'hydrolyse biologique sort du réacteur A par une conduite 3 et est dirigé vers un séparateur X dans lequel les boues graisseuses et les huiles, ainsi que les matières en suspension sont retenues et concentrées, pour être évacuées par une conduite 4. L'effluent, ainsi débarrassé, constitue une eau claire ou un sous-nageant qui est évacué par une conduite 5. The invention consists, apart from the arrangements described above, in a certain number of other arrangements which will be more explicitly discussed hereinafter with reference to an exemplary embodiment described with reference to the appended drawing, but which is in no way limiting. In this drawing: Figure 1, is a single diagram of an installation for carrying out the method of the invention. Referring to the drawing, it can be seen that the effluent to be treated, constituted by an urban and / or industrial waste water containing fats and / or oils, is introduced, by a pipe 1 directly, after simple sieving, in a reactor A to undergo biological hydrolysis. The reactor A comprises in the bottom agitation of the effluent, and possibly a controlled aeration allows in very unfavorable cases to control the redox potential and the production of odors related for example to H25. This agitation is generally completed by at least one mechanical stirrer. The effluent to be treated undergoes a start of biological hydrolysis which comprises the solubilization of a portion of the fats and oils, this part being of the order of 10 to 40% by weight of the fats and oils contained by the effluent, and the production of volatile fatty acids, in particular acetic, propionic, butyric and valeric acids. The residence time of the effluent in the reactor A is preferably between 8 and 36 h. A neutralization of the liquor contained in the reactor A is ensured, generally with alkalinity, in particular sodium hydroxide, injected with a pipe 2 into the reactor. The pH in the reactor A is advantageously maintained between 4.5 and 7.5. The optimum temperature for the treatment in reactor A is between 15 and 40 ° C; it can be increased by the implementation of a heating and temperature control system. The effluent which has undergone biological hydrolysis exits the reactor A via a pipe 3 and is directed to a separator X in which the fatty sludge and the oils, as well as the suspended solids are retained and concentrated, to be evacuated by a 4. The effluent, thus disposed of, constitutes clear water or a sub-swimming which is evacuated by a pipe 5.

Le séparateur X peut être un flottateur ou un clarificateur ou un décanteur lamellaire. L'eau résiduaire est généralement soumise, avant d'être introduite dans le séparateur X, à un traitement de coagulation et de floculation. Le cas échéant, le séparateur X peut être constitué par une centrifugeuse. A titre indicatif non limitatif, la concentration en graisses et/ou en huiles des boues sortant du séparateur X par la conduite 4 peut varier comme indiqué ci-après selon l'équipement constituant le séparateur. Equipement Flottateur Décanteur Décanteur Centrifugeuse lamellaire Concentration 15 10 10 100 à 50 g/L à 25 g/L à 25 g/L à 250 g/L Les boues concentrées qui sortent du séparateur X par la conduite 4 sont introduites dans un deuxième réacteur F agité, pour y être soumises à une hydrolyse enzymatique. Le réacteur F peut également servir à la mise en oeuvre d'une étape complémentaire G d'hydrolyse de boues biologiques en excès arrivant par une conduite 6b en provenance d'un autre réacteur B, ou d'un ensemble de réacteurs B+C+D+E décrits ci-après, auquel cas le réacteur F sera désigné par F+G. Par la suite F désignera aussi bien F que F+G. Les boues provenant du réacteur B ou de l'ensemble des réacteurs B+C+D+E peuvent être recyclées, pour partie au moins, dans le réacteur A d'hydrolyse biologique par une branche 6a. Dans le réacteur agité F, ou F+G, les boues concentrées sont mises en contact avec l'enzyme ou les enzymes appropriées injectées dans le réacteur par une conduite 7. Les enzymes utilisées sont disponibles dans le commerce, et comprennent en particulier des lipases, phospholipases estérases, protéases. Le temps de séjour optimum dans le réacteur F pourra varier de 4 à 24 h. The separator X may be a float or clarifier or lamellar decanter. The wastewater is generally subjected, before being introduced into the separator X, to a coagulation and flocculation treatment. If necessary, the separator X may be constituted by a centrifuge. By way of non-limiting indication, the concentration of fats and / or oils of the sludge leaving the separator X via line 4 may vary as indicated below according to the equipment constituting the separator. Equipment Float Decanter Decanter Flour Centrifuge Concentration 15 10 10 100 to 50 g / L at 25 g / L at 25 g / L at 250 g / L The concentrated sludge that leaves the separator X via line 4 is introduced into a second reactor F stirred for enzymatic hydrolysis. The reactor F may also be used for carrying out a complementary step G for the hydrolysis of excess biological sludge arriving via a line 6b from another reactor B, or a set of B + C + reactors. D + E described below, in which case the reactor F will be designated F + G. Subsequently F will designate both F and F + G. The sludge from reactor B or from all of the B + C + D + E reactors can be recycled, at least partly, in the biological hydrolysis reactor A via a branch 6a. In the stirred reactor F, or F + G, the concentrated sludge is brought into contact with the appropriate enzyme or enzymes injected into the reactor via line 7. The enzymes used are commercially available, and in particular include lipases. , phospholipases esterases, proteases. The optimum residence time in the reactor F may vary from 4 to 24 hours.

Une neutralisation de la liqueur du réacteur F, généralement avec de l'alcalinilité introduite par une conduite 8, peut être nécessaire pour maintenir un pH optimum entre 5,5 et 9,0 dans ce réacteur F. La température optimum dans le réacteur F est comprise entre 15 et 40°C, mais elle peut être augmentée par la mise en oeuvre d'un système de chauffage et de régulation de la température. L'effluent, débarrassé des boues, sortant du séparateur X par la conduite 5, est dirigé vers un troisième réacteur B, ou vers un ensemble de réacteurs B + C + D + E. Ce réacteur ou ensemble de réacteurs peut comprendre une ou plusieurs étapes de méthanisation, avec le réacteur B, complétée(s) éventuellement par une ou plusieurs étapes de traitement de déphosphatation biologique par un réacteur C, éventuellement suivie(s) par une ou plusieurs étapes de dénitrification biologique avec un réacteur D, éventuellement suivie(s) d'une ou plusieurs étapes de boues activées aérobies selon un réacteur E. Selon un autre mode de fonctionnement, à la sortie du séparateur X, l'effluent débarrassé des boues est dirigé par la conduite 5 directement vers les réacteurs C + D + E, comprenant éventuellement une ou plusieurs étapes de traitement de déphosphatation biologique (réacteur C), suivie(s) ou non par une ou plusieurs étapes de dénitrification biologique (réacteur D), suivie(s) ou non par une ou plusieurs étapes de boues activées aérobies (réacteur E). Chacun des réacteurs B, C, D, E peut être complété par un ou plusieurs séparateurs finaux Y. Chaque séparateur final Y peut être constitué par un flottateur ou un clarificateur ou un décanteur lamellaire ou par des membranes. Les boues concentrées par le séparateur Y sont évacuées par une conduite 9 qui se divise en trois branches 9a, 9b, 9c. La branche 9a permet un recyclage des boues dans le réacteur F. La branche 9b permet un recyclage des boues dans le réacteur A, tandis que la branche 9c permet un recyclage des boues dans la conduite 3 en amont du séparateur X. A neutralization of the liquor of the reactor F, generally with alkalinility introduced via a line 8, may be necessary to maintain an optimum pH between 5.5 and 9.0 in this reactor F. The optimum temperature in the reactor F is between 15 and 40 ° C, but it can be increased by the implementation of a heating system and temperature control. The effluent, free of sludge, leaving separator X via line 5, is directed to a third reactor B, or to a set of reactors B + C + D + E. This reactor or set of reactors may comprise one or more methanisation steps, with the reactor B, completed optionally with one or more stages of treatment of biological dephosphatation by a reactor C, possibly followed by one or more stages of biological denitrification with a reactor D, possibly followed ( s) of one or more aerobic activated sludge stages according to a reactor E. According to another mode of operation, at the outlet of the separator X, the sludge-free effluent is directed via line 5 directly to the C + D reactors + E, optionally comprising one or more biological dephosphatation treatment steps (reactor C), followed (or not) by one or more biological denitrification steps (sheave); D), followed or not by one or more aerobic activated sludge steps (reactor E). Each of the reactors B, C, D, E can be completed by one or more final separators Y. Each final separator Y can be constituted by a float or clarifier or lamellar decanter or by membranes. The sludge concentrated by the separator Y is discharged through a pipe 9 which divides into three branches 9a, 9b, 9c. The branch 9a allows a sludge recycling in the reactor F. The branch 9b allows sludge recycling in the reactor A, while the branch 9c allows sludge recycling in the pipe 3 upstream of the separator X.

Une conduite 10 branchée en dérivation sur la conduite 9 est prévue pour l'extraction des boues en excès provenant du ou des séparateurs Y. Les boues ainsi extraites peuvent être soumises ultérieurement à un traitement de déshydratation. L'eau traitée, séparée des boues évacuées par la conduite 9, sort du séparateur Y par une conduite 11, et peut être soumise à un traitement tertiaire tel que : filtration sur sable, traitement par flottateur, décanteur lamellaire, ou filtration sur membrane. Une conduite 12 récupère l'effluent sortant du réacteur F après hydrolyse enzymatique. Cette conduite 12 se divise en plusieurs branches 12a, 12b, 12c qui permettent un recyclage de l'effluent en plusieurs points de l'installation. La branche 12a assure un recyclage dans le réacteur A d'hydrolyse biologique. La branche 12b assure un recyclage en un point de la conduite 3 située entre la sortie du réacteur A et l'entrée du séparateur X. La branche 12c assure un recyclage dans au moins un des réacteurs B, C, D, E. Les recyclages 6b et 9a provenant respectivement des réacteurs B et/ou C et/ou D et/ou E, en particulier du traitement par méthanisation, et du séparateur Y peuvent avantageusement apporter de l'alcalinité et de la chaleur (kilocalories) permettant l'augmentation de la température du réacteur F. Dans certains cas, en fonction de la température des effluents bruts et pour un taux de recyclage adapté, les recyclages peuvent permettre l'obtention de paramètres optimum de fonctionnement du réacteur F. Le taux de recyclage peut varier de 10 à 100 % du débit d'effluent à traiter. A line branched in line on the pipe 9 is provided for the extraction of excess sludge from the Y separator or separators. The sludge thus extracted can be subsequently subjected to a dehydration treatment. The treated water, separated from the sludge discharged via the pipe 9, leaves the separator Y via a pipe 11, and can be subjected to a tertiary treatment such as: sand filtration, float treatment, lamellar settling, or membrane filtration. A pipe 12 recovers the effluent leaving the reactor F after enzymatic hydrolysis. This pipe 12 is divided into several branches 12a, 12b, 12c which allow recycling of the effluent at several points of the installation. The branch 12a ensures recycling in the biological hydrolysis reactor A. The branch 12b provides a recycling at a point of the pipe 3 located between the outlet of the reactor A and the inlet of the separator X. The branch 12c ensures recycling in at least one of the reactors B, C, D, E. The recycling 6b and 9a respectively from the reactors B and / or C and / or D and / or E, in particular the methanation treatment, and the separator Y can advantageously bring alkalinity and heat (kilocalories) allowing the increase In some cases, depending on the temperature of the raw effluents and for a suitable recycling rate, the recycles can make it possible to obtain optimal operating parameters of the reactor F. The recycling rate can vary from 10 to 100% of the flow of effluent to be treated.

Les différentes conduites de l'installation sont équipées de vannes (non représentées) permettant de contrôler à volonté le débit passant dans la conduite considérée. Les recyclages 12a, 6a et 9b provenant respectivement du réacteur F, de l'ensemble de réacteurs B, C, D, E, en particulier du traitement par méthanisation dans le réacteur B, et du séparateur Y peuvent apporter dans le réacteur A de l'alcalinité et de la chaleur (kilocalories) permettant l'augmentation de la température du réacteur A. Dans certains cas, en fonction de la température des effluents bruts et pour un taux de recyclage adapté, les recyclages peuvent permettre l'obtention des paramètres optimums de fonctionnement du réacteur A. Le taux de recyclage peut varier de 10 à 100 % du débit d'effluent à traiter. Résultats obtenus Des essais pilotes ont été effectués sur des eaux résiduaires chargées de graisses et d'huiles de l'agroalimentaire et ont donné les résultats suivants. The various pipes of the installation are equipped with valves (not shown) to control at will the flow passing through the pipe in question. The recycles 12a, 6a and 9b respectively coming from the reactor F, from the set of reactors B, C, D, E, in particular from the methanisation treatment in the reactor B, and from the separator Y can supply the reactor A with alkalinity and heat (kilocalories) allowing the temperature of the reactor A to be increased. In some cases, depending on the temperature of the raw effluents and for a suitable recycling rate, the recyclings can make it possible to obtain optimum parameters. The recycling rate can vary from 10 to 100% of the effluent flow rate to be treated. Results obtained Pilot tests were carried out on waste water loaded with greases and oils from the food industry and gave the following results.

Etape d'hydrolyse Après hydrolyse Effluents biologique + Rendements à traiter enzymatique mg/L mg/L DCO totale 2300 à 12 850 2050 à 12 665 5 à 10 DCO soluble 1150 à 4 700 1900 à 11 700 DB05 850 à 4000 1285 à 7500 Matières grasses 600 à 3500 50 à 150 90 à 96 + huiles MES(Matières en suspension) 350 à2950 150 à450 57 à 85 Ces résultats font apparaître que le rendement d'hydrolyse (concentration en graisses de l'eau brute - concentration résiduelle) divisée par la concentration eau brute, représente 90 à 96 % d'élimination des matières grasses et huiles, et que l'augmentation de la DCO soluble (concentration en DCO soluble après hydrolyse - DCO soluble de l'eau brute) divisée par la concentration en DCO soluble de l'eau brute, représente 65 à 150 % (DCO = Demande chimique d'oxygène ; DB05 = demande biochimique en oxygène, ou quantité d'oxygène consommée, après 5 jours d'incubation à 20°C). Essais pilotes de méthanisation avec traitement biologique aérobie de finition Des essais pilotes de méthanisation avec traitement biologique aérobie de finition ont ensuite été effectués sur deux lignes de traitement. La ligne n° 1 correspondait à un traitement classique d'élimination des graisses et huiles par flottation, suivi d'une méthanisation et d'un traitement par boues activées aérobies. La ligne n° 2 correspondait à un traitement selon l'invention par couplage d'une hydrolyse biologique directement sur l'effluent à traiter suivie d'une hydrolyse enzymatique, puis d'une méthanisation et d'un traitement par boues activées aérobies. La production de méthane CH4 a donné, pour la ligne n° 1, de 0,46 à 0,2 litre/litre d'effluent, tandis que pour la ligne n° 2 cette production de méthane a été de 0,6 à 4 litre/litre d'effluent.Hydrolysis step After hydrolysis Biological effluents + Yields to be treated enzymatically mg / L mg / L Total COD 2300 to 12 850 2050 to 12 665 5 to 10 COD soluble 1150 to 4,700 1900 to 11,700 DB05 850 to 4000 1285 to 7500 Materials greasy 600 to 3500 50 to 150 90 to 96 + MES oils (suspended solids) 350 to 2950 150 to 450 57 to 85 These results show that the hydrolysis yield (fat concentration of the raw water - residual concentration) divided by the raw water concentration represents 90 to 96% removal of fats and oils, and that the increase of the soluble COD (concentration in soluble COD after hydrolysis - soluble COD of the raw water) divided by the concentration in COD soluble raw water, represents 65 to 150% (COD = Chemical oxygen demand, DB05 = biochemical oxygen demand, or amount of oxygen consumed, after 5 days of incubation at 20 ° C). Pilot tests of anaerobic digestion with aerobic biological finishing treatment Pilot tests of anaerobic digestion with aerobic biological finishing treatment were then carried out on two treatment lines. Line 1 corresponded to a conventional treatment for the elimination of fats and oils by flotation, followed by anaerobic digestion and treatment with aerobic activated sludge. Line No. 2 corresponded to a treatment according to the invention by coupling a biological hydrolysis directly on the effluent to be treated followed by an enzymatic hydrolysis, then anaerobic digestion and treatment with aerobic activated sludge. The production of methane CH4 gave, for line no. 1, 0.46 to 0.2 liter / liter of effluent, whereas for line no. 2 this methane production was 0.6 to 4. liter / liter of effluent.

2 9906 89 9 On constate donc une augmentation importante de la production de méthane, jusqu'à vingt fois en fonction de la concentration en graisses et huiles des effluents. Les concentrations du rejet final selon les deux lignes des essais 5 pilotes sont données ci-après. Rejet final Ligne 1 Ligne 2 DCO mg/L <125 <125 DB05 mg/L <25 <25 MES mg/L <25 <25 Production de boues en 0,4 kg MES/ 0,1 à 0,2 kg MES/ traitement aérobie kg DB05 éliminée kg DB05 éliminée Il apparaît que l'invention permet une réduction sensible de la production de boues.2 9906 89 9 There is therefore a significant increase in the production of methane, up to twenty times depending on the concentration of fats and oils effluents. The concentrations of the final rejection according to the two lines of the pilot tests are given below. Final release Line 1 Line 2 COD mg / L <125 <125 DB05 mg / L <25 <25 MES mg / L <25 <25 Sludge production in 0.4 kg MES / 0.1 to 0.2 kg MES / aerobic treatment kg DB05 eliminated kg DB05 eliminated It appears that the invention allows a significant reduction in the production of sludge.

10 Le couplage de l'hydrolyse biologique et de l'hydrolyse enzymatique selon l'invention permet d'obtenir de nombreux avantages, dont les suivants : - rendements élevés d'hydrolyse des graisses et huiles : 90 à 96 %; - après hydrolyse, les effluents sont très favorables pour le traitement par 15 méthanisation, y compris en réacteur à haute charge et haut rendement ; - forte augmentation de la production de gaz liés aux graisses et huiles hydrolysées ; - réduction de la consommation en réactifs et en énergie (kwh) du fait des recyclages et de l'utilisation d'enzymes, en particulier de lipases, 20 phospholipases, estérases, protéases du commerce; - réduction de la production de boues (boues graisseuses et huileuses éliminées, faible production de boues par la méthanisation, hydrolyse des boues biologiques) ; - dans le cas d'effluents carencés en azote et en phosphore, réduction des 25 apports nécessaires pour les besoins de synthèse ; - l'élimination des graisses et des huiles influence favorablement le coefficient de transfert de l'oxygène de l'air (kg 02/kwh) avec les boues biologiques aérobies, ce qui permet des économies d'énergie.30 The coupling of the biological hydrolysis and the enzymatic hydrolysis according to the invention makes it possible to obtain numerous advantages, including the following: high yields of hydrolysis of fats and oils: 90 to 96%; after hydrolysis, the effluents are very favorable for the anaerobic digestion treatment, including in a high-efficiency, high-efficiency reactor; - a sharp increase in the production of gases linked to hydrolysed fats and oils; reduction of consumption of reagents and energy (kwh) due to recycling and the use of enzymes, in particular lipases, phospholipases, esterases, commercial proteases; - reduction of sludge production (grease and oily sludge removed, low sludge production by methanation, hydrolysis of biological sludge); in the case of effluents deficient in nitrogen and phosphorus, reduction of the 25 contributions necessary for the needs of synthesis; - The elimination of fats and oils favorably influences the oxygen transfer coefficient of air (kg 02 / kwh) with aerobic biological sludge, which allows energy savings.

Claims

REVENDICATIONS1. Process for the treatment of urban and / or industrial waste water containing fats and / or oils to be eliminated, comprising a step of biological hydrolysis, in particular in the absence of oxygen by hydrolytic and acidogenic bacteria, characterized in that: - Biological hydrolysis is applied directly to the water to be treated, after sieving and without prior physicochemical treatment; a separation treatment (X) of the wastewater is carried out at the biological hydrolysis outlet, in particular by coagulation / flocculation / flotation; and the concentrated fats and / or residual oils of the sludges obtained after separation treatment are subjected to enzymatic hydrolysis.

2. Method according to claim 1, characterized in that, after enzymatic hydrolysis, the mixture of hydrolysed sludge is recycled, at least in part, to the biological hydrolysis.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the biological hydrolysis is carried out in a stirred reactor (A), and ensures the solubilization of a portion of the fats and oils, and the production of volatile fatty acids, the pH in the reactor (A) being advantageously maintained between 4.5 and 7.5, in particular by neutralization with alkalinity.

4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the residence time for biological hydrolysis is between 8 and 36 hours.

5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sludge concentrated at the outlet of the separation treatment (X) is brought into contact with the appropriate enzyme or enzymes, in particular in another stirred reactor (F). ).

6. Method according to claim 5, characterized in that the residence time in the reactor for enzymatic hydrolysis is between 4 and 24 hours, and the pH in the reactor (F) is maintained between 5.5 and 9.0.

7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the effluent, free of concentrated sludge at the outlet of the separation treatment (X), is subjected to at least one methanization step in a reactor (B), advantageously supplemented by at least one biological dephosphatation step in a reactor (C), optionally followed by at least one biological denitrification step in a reactor (D), and optionally followed by at least one step of aerobic activated sludge in a reactor (E).

8. Process according to claim 7, characterized in that at least one of the reactors is completed by at least one final separator (Y), and the concentrated sludge leaving the final separator is recycled at least partly to the inlet of the reactor. biological hydrolysis and / or enzymatic hydrolysis.

9. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that, for the enzymatic hydrolysis, use is made of lipases, phospholipases, esterases, proteases, or enzyme cocktails BM31 and DP60 (from Realco).

10. Installation for carrying out a process according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a first reactor (A) which receives the effluents directly from a source, in particular an agrifood plant, for treatment by biological hydrolysis, followed by a separator (X), in particular by flotation, or decantation, or lamellar decantation, or centrifugation, which delivers at the output fatty sludge directed to a second reactor (F) for treatment with enzymatic hydrolysis, and clear or underwater waters directed to a third reactor (B) for biological treatment.

11. Installation according to claim 10, characterized in that it comprises a pipe (12a) provided between the outlet of the second reactor (F) and the first reactor (A) for recycling at least a portion of the effluent treated by enzymatic hydrolysis in the second reactor (F).