FR3062648A1 - Installation de traitement biologique a reacteur sequentiel discontinu integrant des plantes epuratrices et des supports mobiles de biomasse et procede de mise en oeuvre - Google Patents

Installation de traitement biologique a reacteur sequentiel discontinu integrant des plantes epuratrices et des supports mobiles de biomasse et procede de mise en oeuvre Download PDF

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Abstract

Installation pour le traitement biologique d'eaux comprenant un réacteur séquentiel discontinu (SBR) caractérisée en ce que ledit réacteur séquentiel discontinu (1) accueille des plantes épuratrices (2) pourvues de racines au moins en partie immergées (3) et des supports creux mobiles (4) en matière plastique dure sur laquelle une biomasse se développe.

Description

Domaine de l'invention
L'invention concerne le domaine du traitement des eaux, notamment des eaux usées en vue de leur épuration.
Plus précisément, l'invention concerne le domaine du traitement des eaux dans un réacteur séquentiel discontinu également connu dans l'état de la technique par les termes anglais « sequencing batch reactor » (SBR).
Art antérieur
De tels réacteurs séquentiels discontinus (SBR) ont été utilisés pour le traitement des eaux usées depuis le début du XXème siècle. Ce type de réacteur est largement utilisé dans le monde pour traiter à la fois les eaux usées municipales et industrielles. Lorsque Γοη dispose d'un espace limité, un SBR procure en effet l'opportunité de traiter les eaux usées dans un unique bassin de réaction dans lequel se déroulent toutes les réactions biochimiques attendues, en remplacement de multiples bassins qui assureraient le même fonctionnement. Cette caractéristique permet de construire des systèmes de traitement des eaux usées avec une emprise au sol relativement faible. Les SBR constituent donc une variante du procédé par boues activées classique.
Un SBR est typiquement mis en œuvre selon quatre étapes distinctes : (1) remplissage du réacteur, (2) réaction biologique, (3) décantation et (4) vidange.
Pendant l'étape de remplissage, le réservoir reçoit des eaux brutes n'ayant généralement subi qu'un prétraitement, par exemple de dessablage, déshuilage et dégraissage. Pendant cette opération, les eaux peuvent être brassées et/ou aérées.
Pendant la phase de réaction biologique, la biomasse bactérienne consomme par le biais de réactions biochimiques le carbone organique biodégradable et l'azote organique et minéral (ammoniaque et nitrates) contenues dans les eaux. L'apport d'oxygène dans le réacteur favorise les réactions biochimiques d'oxydation et le développement bactérien qui en résulte. Des cycles intermittents d'aération et de non aération permettent soit l'oxydation de l'ammoniaque (phase aérée) soit la réduction des nitrates (phase non aérée). La troisième étape est la phase de décantation au cours de laquelle la boue activée se dépose au fond du bassin sans aucune action mécanique.
Enfin, au cours de la dernière étape le réacteur est vidangé des eaux traitées dépourvues de l'essentiel des matières en suspension qu'elles contenaient suite à l'étape de décantation.
Ces eaux doivent ensuite être clarifiées, car elles contiennent encore une partie de la biomasse qui n'a pas décanté. L'utilisation d'un dispositif de clarification en aval des SBR est donc classique. La mise en œuvre de celui-ci augmente les coûts et l'emprise des installations.
En parallèle, l'extraction et le traitement des boues en excès, suite à leur développement lors des phases de réactions biochimiques doivent être mis en œuvre.
Ainsi, pendant l'étape de décantation et l'étape de vidange, le SBR n'est pas alimenté en eaux brutes à traiter. Le procédé SBR présente donc une capacité de charge limitée. De ce fait, les eaux brutes à traiter doivent être stockées dans un bassin tampon situé en amont du SBR mais très souvent ce bassin tampon ne suffit pas à emmagasiner tout le débit des eaux à traiter entrantes et par conséquent une deuxième ligne de SBR doit être installée. Cette second ligne fonctionne alors en alternance par rapport à la première ligne et permet ainsi de traiter en continu tout l'influent brut qui arrive sur la station.
Il existe donc un besoin pour résoudre le problème de la capacité limitée des procédés SBR voire pour augmenter cette capacité pour des SBR existants en lieu et place d'en construire de nouveaux.
Pour ce faire, des procédés de type SBR fonctionnant avec des plantes épuratrices , le plus souvent intégrées dans une serre, dont les racines sont immergées dans le réacteur, ont été développés. Selon de tels procédés, de telles plantes participent au traitement biologique des eaux complémentairement à la boue activée. Ces plantes participent également à la réduction des odeurs dans la station de traitement. Il existe aujourd'hui de nombreuses références industrielles fonctionnant selon cette configuration
Les inconvénients liés à l'art antérieur sont notamment les suivants.
Ces techniques nécessitent l'installation d'un clarificateur secondaire pour réduire la concentration en matières en suspension dans l'effluent rejeté. Un tel clarificateur augmente l'emprise au sol de l'installation. De plus, son utilisation dans de mauvaises conditions peut conduire à des fuites de boues. La concentration en boues dans le bassin biologique doit donc être contrôlée en permanence afin de maintenir cette concentration élevée.
Par ailleurs, en pratique, il est difficile d'obtenir de faibles concentrations en azote global (NGL) en raison des conditions de dénitrification qui ne sont pas simples à mettre en œuvre (recirculation eau nitrifiée, apport source extérieure de carbone organique...).
Objectifs de l'invention
Un objectif de la présente invention est de proposer une installation de traitement d'eaux dans un réacteur séquentiel discontinu ne présentant pas aux moins certains des inconvénients de l'état de la technique cités ci-dessus.
Notamment, un objectif de l'invention est de décrire une telle installation de traitement d'eau intégrant un réacteur séquentiel discontinu présentant une emprise au sol réduite par rapport aux installations de l'art antérieur, à performance et capacité de traitement égales.
Encore un objectif de l'invention est de proposer une installation de traitement d'eaux permettant de s'affranchir de la mise en œuvre d'un clarificateur secondaire pour clarifier les eaux traitées qui en sont extraites.
Encore un autre objectif de la présente invention est de divulguer un procédé de traitement d'eaux mettant en œuvre une telle installation en vue d'en abattre la teneur en polluants organiques et minéraux.
Egalement un objectif de l'invention est de proposer un tel procédé n'incluant pas d'étape de clarification secondaire des eaux traitées.
Egalement un objectif de la présente invention est de proposer un tel procédé qui permette d'optimiser la dépollution des eaux.
Description de l'invention
Tout ou partie de ces objectifs sont atteints grâce à l'invention qui concerne une installation pour le traitement biologique d'eaux comprenant un réacteur séquentiel discontinu (SBR) caractérisée en ce que ledit réacteur séquentiel discontinu accueille des plantes épuratrices pourvues de racines au moins en partie immergées dans ledit réacteur et des supports creux mobiles en matière plastique dure sur laquelle une biomasse se développe.
Ainsi, selon l'invention, un biofilm est formé à la fois sur les racines au moins en partie immergées des plantes épuratrices et sur les supports mobiles creux.
Grâce à la fixation d'une partie de la biomasse sur les supports creux mobiles et d'une autre partie sur les racines, la quantité de biomasse libre est fortement diminuée. Les eaux obtenues après la phase de décantation sont donc peu chargées en matières particulaires. Ainsi, l'installation selon la présente invention n'a pas besoin d'inclure un clarificateur secondaire pour traiter les eaux extraites du réacteur après la phase de décantation. L'installation selon l'invention ne comprend donc préférentiellement pas de clarificateur secondaire en aval du réacteur séquentiel discontinu pour le traitement des eaux extraites du réacteur à l'issue de la phase de décantation. Corolairement, l'installation selon l'invention peut donc présenter une emprise au sol réduite par rapport aux installations de l'art antérieur à capacité et qualité de traitement équivalentes. Elle est également moins coûteuse.
On notera que selon l'invention, les racines de plantes épuratrices du réacteur séquentiel discontinu sont au moins en partie immergées Ainsi, leur participation au traitement biologique des eaux est optimisée. A ce sujet, on notera que l'homme de l'art n'aurait pas été enclin à prévoir des supports mobiles sous de telles racines, de crainte d'abimer celles-ci et ainsi de nuire à cette participation.
Dans le but de protéger ces racines, selon une variante de l'invention, le réacteur séquentiel discontinu peut être équipé d'au moins une grille permettant d'isoler lesdits supports mobiles desdites racines au moins en partie immergées.
Selon une autre variante de l'invention lesdits supports mobiles sont isolés desdites racines au moins en partie immergées par une tranche d'eau tranquille. En pratique, lorsque l'eau à traiter est présente dans le réacteur, une lame d'eau tranquille est prévue entre l'extrémité inférieure des racines au moins en partie immergées des plantes épuratrices et les supports creux mobiles, de sorte que même lorsque ceux-ci sont amenés à être mis en mouvement, ce mouvement ne les met pas en contact avec les racines des plantes épuratrices . Ces racines et leurs fonctions sont ainsi préservées.
Les plantes épuratrices mises en œuvre selon l'invention pourront être choisies parmi celles connues de l'homme de l'art et utilisées dans le cadre du traitement de l'eau. Les espèces sont choisies et adaptées en fonction des zones géographiques caractérisées par les conditions nécessaires à leur développement telles que par exemple le taux d'humidité, la température. Elles pourront être constituées, au sein d'un même réacteur, par un mélange de plantes épuratrices de différentes espèces. Une serre sera avantageusement prévue au-dessus du réacteur pour les protéger, notamment des faibles températures et des variations de températures.
On entend par support creux mobiles des supports se présentant sous la forme d'éléments indépendants dont une partie de la surface est protégée des chocs et des frottements. De tels chocs ou frottements peuvent se produire lorsque le contenu du réacteur est agité, lors de la phase de remplissage ou de la phase de traitement biologique. De tels éléments sont disponibles sur le marché, notamment auprès de la société AnoxKaldnes ®.
La masse volumique du matériau constituant ces supports creux mobiles est telle que lorsque ceux-ci accueille un biofilm, ils ne flottent pas mais au contraire coulent au fond du réacteur. En pratique cette masse volumique sera proche de celle de l'eau.
Selon une variante de l'invention, l'installation selon l'invention comprend des moyens de distribution de lest dans ledit réacteur séquentiel discontinu. Ceci permet de lester la matière particulaire non fixée sur les supports mobiles et de favoriser sa décantation. Ce lest pourra être constitué par tout matériau classiquement utilisé dans ce cadre, tel que par exemple du micro-sable. Les boues décantées extraites du réacteur pourront être traitées de façon à permettre le recyclage de ce lest.
Selon une variante particulièrement intéressante de l'invention, ledit réacteur séquentiel discontinu (SBR) présente un premier compartiment accueillant des plantes épuratrices communiquant avec un second compartiment accueillant des plantes épuratrices , des supports creux mobiles étant prévus au moins dans ledit second compartiment.
Selon une variante, ledit premier compartiment dudit réacteur séquentiel discontinu (SBR) accueille également des supports mobiles de biomasse en matière plastique.
Egalement avantageusement, ledit réacteur séquentiel discontinu (SBR) comprend des moyens de réacheminement des eaux contenues dans ledit second compartiment vers ledit premier compartiment.
La présente invention concerne également un procédé de traitement d'eaux dans un réacteur séquentiel discontinu, ledit procédé comprenant les étapes de remplissage dudit réacteur avec des eaux à traiter, de traitement biologique desdites eaux présentes dans ledit réacteur, de décantation des eaux biologiquement traitées dans ledit réacteur, et d'évacuation des eaux traitées dudit réacteur, dans lequel ladite étape de traitement biologique est effectuée en partie grâce à une biomasse se développant sur les racines au moins en partie immergées de plantes épuratrices présentes dans ledit réacteur, et en partie grâce à une biomasse se développant sur des supports creux mobiles présents dans ledit réacteur.
Un tel procédé pourra être mis en oeuvre dans un réacteur selon l'invention ne présentant qu'un seul compartiment. Il permettra alors le traitement de la pollution carbonée (DBO5, DCO) et le cas échéant la dénitrification en alternant les phases aérées et non aérées durant la phase de traitement biologique.
Selon une variante particulièrement intéressante, ledit réacteur séquentiel discontinu présente un premier compartiment communiquant avec un second compartiment et ladite étape de traitement biologique est effectuée en partie grâce à une biomasse se développant sur les racines au moins en partie immergées de plantes épuratrices présentes dans ledit premier compartiment et dans ledit second compartiment, et en partie grâce à une biomasse se développant sur des supports creux mobiles présents au moins dans ledit second compartiment, ledit réacteur incluant une étape de réacheminement des eaux contenues dans le second compartiment vers ledit premier compartiment.
Selon cette variante particulièrement intéressante, ledit traitement biologique comprend :
l'abattement d'une partie de la pollution carbonée, la dénitrification, et le cas échéant la déphosphatation des eaux dans ledit premier compartiment en plaçant alternativement en conditions anaérobie et anoxie la biomasse qu'il contient ; et, la nitrification et l'abattement en pollution carbonée des eaux dans le second compartiment en plaçant en conditions aérobies la biomasse qu'il contient.
On notera que dans de telles conditions d'anoxie et d'anaérobie, les quantités d'oxygène rejetées par les plantes épuratrices ne perturbent pas les cinétiques de dénitrification et le cas échéant de dé-phosphatation, ces quantités étant faibles par rapport aux limites biochimiques tolérées par les bactéries de la dénitrification et de la dé-phosphatation.
Selon une variante, ledit premier compartiment dudit réacteur séquentiel discontinu ne contient pas de supports creux mobiles.
Selon une alternative intéressante, ledit premier compartiment dudit réacteur séquentiel discontinu contient des supports creux mobiles. Selon une telle variante, la taille du premier compartiment peut être inférieure, à performances et capacités et niveau de traitement égales, à celle d'une installation dans laquelle le premier compartiment ne contient pas de supports creux mobiles.
Afin que les supports mobiles n'abîment pas les racines des plantes épuratrices durant ladite étape de traitement biologique, les supports creux mobiles sont maintenus à distance des racines au moins en partie immergées desdites plantes épuratrices . Selon une variante, lesdits supports mobiles sont maintenus en fluidisation contrôlée ménageant une tranche d'eau tranquille sans supports mobiles dans laquelle s'étendent lesdites racines au moins en partie immergées desdites plantes épuratrices. En pratique, une telle tranche d'eau tranquille pourra présenter préférentiellement une épaisseur allant de 0,5 m à 2 m environ.
Selon une autre variante, lesdits supports mobiles sont maintenus à distance des racines au moins en partie immergées des plantes épuratrices grâce à une grille.
Selon une variante, le procédé comprend de plus une étape d'injection d'un lest dans ledit réacteur séquentiel discontinu de façon à lester la matière particulaire non fixée sur les supports et accélérer sa décantation
Liste des figures
L'invention, ainsi que les avantages qu'elle présente, seront mieux compris grâce à la description qui va suivre de modes de réalisation de celle-ci donnés en référence aux dessins dans lesquels :
la figure 1 représente une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'une installation selon la présente invention dans lequel le réacteur SBR ne présente qu'un compartiment ;
la figure 2 représente un exemple de supports mobiles pouvant être utilisés dans le cadre de la présente invention ;
la figure 3 représente une vue schématique d'un second mode de réalisation de l'invention dans lequel le réacteur SBR ne présente qu'un compartiment ; la figure 4 représente une vue schématique d'un troisième mode de réalisation de l'invention dans lequel le réacteur SBR présente deux compartiments.
Description de modes de réalisation
En référence à la figure 1, l'installation selon l'invention comprend un réacteur 1 de type réacteur séquentiel discontinu (SBR) surmonté par une serre 6.
Ce réacteur 1 comprend à la fois des plantes épuratrices 2 et des supports creux mobiles 4. Les plantes épuratrices sont mises en place dans un milieu leur permettant leur maintien et le développement de leurs racines pour atteindre le milieu liquide. Comme indiqué ci-dessus, ces plantes épuratrices 2 peuvent être constituées par toutes celles connues par l'homme de l'art classiquement utilisées dans le cadre du traitement de l'eau. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, ces plantes épuratrices 3 présentent des racines au moins en partie immergées 3 dans l'eau à traiter. Ces plantes sont protégées des basses températures et des variations brutales de températures par la serre 6.
Les plantes épuratrices 2 recouvrent toute la surface des eaux présentes dans le réacteur 1 à l'exception d'une partie de celle-ci occupée par un dispositif permettant l'évacuation des eaux après la phase de décantation. Ce dispositif est constitué d'un déversoir flottant 7 relié à une canalisation d'évacuation 8 des eaux traitées.
Les supports 4 creux mobiles utilisés dans le cadre du présent mode de réalisation sont des supports classiquement utilisés pour les « Mobile Bed Bioreactors » (MBBR) disponibles dans le commerce. Un support de ce type est représenté à la figure 2. Ces supports creux mobiles sont en matière plastique dure et ont une densité entre 0,9 et 1,2. Ils présentent une fraction de vide et une surface spécifique élevée. On notera que dans d'autres modes de réalisations, d'autres types de supports que celui représenté à la figure 2 pourront être mis en oeuvre, notamment des supports Kl, K3, K5 BiofilmChip™ M, BiofilmChip™ P ou F3 d'ANOXKALDNES.
De façon facultative, le réacteur 1 est par ailleurs pourvu de moyens de brassage 10 incluant des agitateurs à pales et/ou de moyens d'aération 11 incluant une rampe d'aération. Ces différents moyens peuvent permettre de créer dans les eaux présentes dans le réacteur des conditions d'aérobie, d'anoxie ou d'anaérobie en fonction du traitement biologique souhaité.
On notera aussi que la hauteur du réacteur 1 est conçue de façon à ménager une tranche d'eau tranquille H dans laquelle les supports mobiles 4 ne sont pas amenés à pénétrer lorsque les moyens de brassage 10 sont actionnés afin de fluidiser le lit de supports mobiles creux 4. Cette hauteur H évite toute interaction qui pourrait abîmer ces racines 3 entre ces supports 4 et les racines 3 des plantes épuratrices 2 pendant cette fluidisation.
Des moyens de vidange du réacteur 1 à la suite de l'étape de décantation sont prévus. Ces moyens incluent une canalisation 9 d'évacuation de boues.
Enfin, un tamis (non représenté) pourra être prévu pour empêcher les supports 4 d'être entraînés avec les eaux extraites du réacteur.
Une telle installation est destinée à être mise en œuvre selon un procédé de traitement séquentiel discontinu desdites eaux comprenant les étapes de remplissage dudit réacteur avec des eaux à traiter, de traitement biologique desdites eaux présentes dans ledit réacteur, de décantation des eaux biologiquement traitées dans ledit réacteur, et d'évacuation des eaux traitées dudit réacteur.
Selon l'invention, l'étape de traitement biologique est effectuée en partie grâce à un biofilm se développant sur les racines au moins en partie immergées 3 des plantes épuratrices 2, et en partie grâce à un biofilm se développant sur les supports creux mobiles 4.
La biomasse utilisée pour cette étape étant ainsi fixée, les eaux traitées biologiquement évacuées par le déversoir flottant 7 et la canalisation 8 ne contiennent que très peu de matières solides de sorte qu'aucune clarification ultérieure de ces eaux n'est nécessaire.
Après l'étape de décantation des eaux, les boues interstitielles présentes dans le réacteur sont quant à elles évacuées du réacteur 1 par la canalisation 9.
En référence à la figure 3, un autre mode de réalisation d'une installation selon l'invention est représenté. Cette installation ne diffère de celle décrite à la figure 1 que par la caractéristique selon laquelle une grille 5 est prévue pour isoler les supports mobiles 4 des racines 3 au moins en partie immergées des plantes épuratrices 2. Cette grille présente un maillage qui retient les supports mobiles 4 dans la partie inférieure du réacteur 1 tout en laissant passer les eaux.
Les installations représentées aux figures 1 et 3 peuvent être mises en œuvre pour abattre la pollution carbonée, et le cas échéant l'azote ammoniacal et le phosphore des eaux en alternant les conditions aérobies, anoxies anaérobies durant l'étape de traitement biologique, en pratique en distribuant ou non de l'air par la rampe 11.
En référence à la figure 4, un troisième mode de réalisation d'une installation selon l'invention est représenté.
Selon ce mode de réalisation, ledit réacteur séquentiel discontinu comprend deux compartiments la, lb communiquant entre eux par une canalisation 13.
Le second compartiment lb correspond à un réacteur 1 tel que décrit en référence aux figures 1 et 3.
Le premier compartiment comprend quant à lui des plantes épuratrices 2 mais ne comprend pas de moyens d'aération.
Des moyens de recyclage des eaux du second compartiment vers le premier compartiment sont également prévus. Ces moyens incluant une canalisation de recyclage 12.
Les plantes épuratrices 2 utilisées sont essentiellement les mêmes dans les premier et second compartiments.
Des tamis (non représentés) peuvent être prévus pour empêcher les supports 4 d'être entraînés avec les eaux extraites des premier et second compartiments.
Lors de la mise en oeuvre de cette installation, l'abattement d'une partie de la pollution carbonée, la dénitrification, et le cas échéant la déphosphatation des eaux est effectuée dans le premier compartiment la en plaçant alternativement en conditions anoxie ou en conditions anaérobie la biomasse qu'il contient. Les moyens de brassage 10 du premier compartiment lb peuvent alors être mis en oeuvre de façon à fluidiser les supports mobiles de façon contrôlée afin que ceux-ci ne pénètrent pas dans la tranche d'eau tranquille et n'abiment donc pas les racines 3 des plantes 2.
La nitrification et l'abattement en pollution carbonée des eaux sont effectués dans le second compartiment la en plaçant la biomasse en conditions aérobies. Un recyclage des eaux du second compartiment la vers le premier compartiment lb est assuré via la canalisation 12.
Les inventeurs ont pu constater qu'en conditions anoxie ou anaérobie, le différentiel d'oxygène rejeté par les plantes ne perturbe pas les cinétiques de dénitrification ou de déphosphatation, ces cinétiques étant faibles par rapport aux limites biochimiques tolérées par les bactéries de la dénitrification et de la déphosphatation.
En conditions aérobies, l'oxygène rejeté par les plantes améliore les conditions de développement du biofilm car l'oxygène diffuse directement dans le biofilm et devient plus facilement accessible aux bactéries.
Des essais ont été menés sur site afin d'estimer l'impact du biofilm des racines sur la consommation de la pollution carbonée et azotée.
Ces tests consistent à vérifier l'activité biologique des bactéries hétérotrophes du biofilm immergé dans de l'eau brute, l'activité biologique étant mesurée par la consommation en oxygène dans le milieu réactionnel.
Selon ces tests, les racines prélevées sont immergées dans un bêcher de 2 litres rempli d'eau brute. Une sonde d'oxygène dissous est introduite dans le bêcher et des moyens d'aération et des moyens d'agitation sont utilisés pour agiter et aérer le contenu de celui-ci. On mesure ainsi la décroissance de l'oxygène, révélatrice de l'activité bactérienne.
Le même protocole a été utilisé pour évaluer l'effet de la nitrification. Tout en suivant la décroissance de l'oxygène, NH4 et NO3 sont également analysés. De la même façon que précédemment, on constate que la biomasse fixée sur les racines présente bien une activité de nitrification.
Ces résultats sont synthétisés sur le graphe selon la figure 5 qui indique que le biofilm présente une activité biologique (décroissance de l'oxygène lié à la respiration du biofilm).
L'atmosphère dans la serre a également fait l'objet d'une étude. En effet, la serre n'étant aérée que durant la journée lorsque les conditions climatiques (température et vent) le permettent, l'atmosphère peut alors contenir des composés tels que l'ammoniac (NH3), le sulfure d'hydrogène (H2S) ou encore divers mercaptans (composés soufrés). Les capteurs de mesure de NH3, H2S et mercaptans installés dans la serre ont indiqué des concentrations très faibles de ces différents composés. Un prélèvement d'air a alors été effectué pour analyse sous-traitée à un laboratoire spécialisé. Les paramètres analysés dans ce prélèvement sont le NH3, le H2S, les mercaptans. Un analyseur de gaz a été installé pour suivre les concentrations en oxygène et dioxyde de carbone durant 39 heures, la serre n'ayant pas été aérée durant cette période. Concernant l'analyse des composés odorants, aucun des composés mesurés n'a atteint une concentration supérieure aux seuils de quantification.
Des essais ont été menés afin de caractériser la biomasse présente sur les supports creux mobile, qui est retrouvée sous forme de biomasse libre dans les eaux dans lesquels baignent ses supports, et la biomasse fixée sur les racines des plantes immergées.
Ces tests ont montré que :
- les biomasses au moins en partie immergées des zones aérées, anoxies et anaérobies sont similaires, en terme de composition en espèces bactériennes, à celles retrouvées sur les média supports des « Mobile Bed Bio Reoctors » (MBBR) conventionnels.
- la biomasse fixée sur les racines des plantes était similaire à celle présente sur les supports creux mobiles.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS
    1. Installation pour le traitement biologique d'eaux comprenant un réacteur séquentiel discontinu (SBR) caractérisée en ce que ledit réacteur séquentiel discontinu (1) accueille des plantes épuratrices (2) pourvues de racines au moins en partie immergées (3) et des supports creux mobiles (4) en matière plastique dure sur laquelle une biomasse se développe.
  2. 2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit réacteur séquentiel discontinu (1) est équipé d'au moins une grille (5) permettant d'isoler lesdits supports mobiles (4) desdites racines au moins en partie immergées (3).
  3. 3. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que lesdits supports mobiles (4) sont isolés desdites racines au moins en partie immergées (3) par une tranche d'eau tranquille.
  4. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce qu'elle comprend une serre (6) protégeant lesdites plantes épuratrices.
  5. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de distribution de lest dans ledit réacteur séquentiel discontinu (SBR).
  6. 6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que ledit réacteur séquentiel discontinu (SBR) présente un premier compartiment accueillant des plantes épuratrices communiquant avec un second compartiment accueillant des plantes épuratrices, des supports creux mobiles étant prévus dans ledit second compartiment.
  7. 7. Installation selon la revendication 6 caractérisée en ce que ledit premier compartiment dudit réacteur séquentiel discontinu (SBR) accueille également des supports mobiles de biomasse en matière plastique.
  8. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que ledit réacteur séquentiel discontinu (SBR) comprend des moyens de réacheminement des eaux contenues dans ledit second compartiment vers ledit premier compartiment.
  9. 9. Procédé biologique de traitement d'eaux dans un réacteur séquentiel discontinu ledit procédé comprenant les étapes de remplissage dudit réacteur avec des eaux à traiter, de traitement biologique desdites eaux présentes dans ledit réacteur, de décantation des eaux biologiquement traitées dans ledit réacteur, et d'évacuation des eaux traitées dudit réacteur, dans lequel ladite étape de traitement biologique est effectuée en partie grâce à une biomasse se développant sur les racines au moins en partie immergées de plantes épuratrices présentes dans ledit réacteur, et en partie grâce à une biomasse se développant sur des supports creux mobiles en matière plastique dure présents dans ledit réacteur.
  10. 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit réacteur séquentiel discontinu présente un premier compartiment communiquant avec un second compartiment, et en ce que ladite étape de traitement biologique est effectuée en partie grâce à une biomasse se développant sur les racines au moins en partie immergées de plantes épuratrices présentes dans ledit premier compartiment et dans ledit second compartiment, et en partie grâce à une biomasse se développant sur des supports creux mobiles présents au moins dans ledit second compartiment, ledit réacteur incluant une étape de réacheminement des eaux contenues dans le second compartiment vers ledit premier compartiment.
  11. 11. Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que ledit traitement biologique comprend :
    la dénitrification, le cas échéant la déphosphatation, et un abattement d'une partie de la pollution carbonée des eaux dans ledit premier compartiment en plaçant alternativement en anoxie ou en anaérobie la biomasse qu'il contient ; et, la nitrification et l'abattement en pollution carbonée des eaux dans le second compartiment en plaçant en conditions aérobies la biomasse qu'il contient.
  12. 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11 caractérisé en ce que ledit premier réacteur ne contient pas de supports creux mobiles
  13. 13. Procédé selon la revendication 10 ou 11 caractérisé en ce que ledit premier réacteur contient des supports creux mobiles.
  14. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13 caractérisé en ce que durant ladite étape de traitement biologique, lesdits supports creux mobiles sont maintenus à distance desdites racines au moins en partie immergées desdites plantes épuratrices .
  15. 15. Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que durant ladite étape de traitement biologique, lesdits supports mobiles sont maintenus en fluidisation contrôlée ménageant une tranche d'eau tranquille sans supports mobiles, dans laquelle s'étendent lesdites racines au moins en partie immergées desdites plantes épuratrices.
  16. 16. Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que lesdits supports mobiles sont maintenus à distance des racines au moins en partie immergées des plantes épuratrices grâce à une grille.
  17. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 16 caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'injection d'un lest dans ledit réacteur séquentiel discontinu.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169050A (en) * 1977-11-03 1979-09-25 Solar Aquasystems, Inc. Buoyant contact surfaces in waste treatment pond
WO2003042115A1 (fr) * 2001-11-14 2003-05-22 Dharma Living Systems, Inc. Systemes de traitement des eaux usees integres par hydroponie et milieux humides et procedes associes
WO2015171374A1 (fr) * 2014-05-07 2015-11-12 Veolia Water Solutions & Technologies Support Procédé et système pour le traitement d'eaux usées dans un réacteur discontinu à séquençage de boue activée à film fixe intégré

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002126777A (ja) * 2000-10-25 2002-05-08 Kawasaki Steel Corp ろ過槽および水処理方法
EP2508488B1 (fr) * 2011-04-04 2015-06-10 Veolia Water Solutions & Technologies Support Réacteur amélioré d'épuration biologique des eaux usées et procédé
CN102153247B (zh) * 2011-05-06 2015-06-10 梁锦雄 一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169050A (en) * 1977-11-03 1979-09-25 Solar Aquasystems, Inc. Buoyant contact surfaces in waste treatment pond
WO2003042115A1 (fr) * 2001-11-14 2003-05-22 Dharma Living Systems, Inc. Systemes de traitement des eaux usees integres par hydroponie et milieux humides et procedes associes
WO2015171374A1 (fr) * 2014-05-07 2015-11-12 Veolia Water Solutions & Technologies Support Procédé et système pour le traitement d'eaux usées dans un réacteur discontinu à séquençage de boue activée à film fixe intégré

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