WO1991018839A1 - Procede de regeneration des eaux usees par surpression et oxygenation - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a process for the continuous purification of water, which comprises a series of purifying devices placed in series and under pressure in a closed circuit, of a reduced volume, making it possible to obtain, in a very short time, only 2 to 3 hours, leaving water having characteristics, physical, chemical and biological, conforming, or even superior in quality, to those currently required by French legislation for discharges of urban wastewater into rivers.
- This tank is at a pressure of 1 to 4 bars. It is preferably cylindrical, accessible because it has a removable cover (4) Fig 1, of rounded shape.
- the inlet of the water to be treated is located on the upper part of the tank, it is fitted with a non-return valve (10) Fig 1, in order to avoid backflow of the water and to be able to maintain a stable pressure and adequate.
- This tank has an air inlet (6) Fig 1, which is under pressure. It is in the form of a stainless steel tube, with a length equal to the diameter of the tank, perforated with multiple holes.
- this tank is rounded (5) Fig 1 and includes the waste water outlet (9) Fig 1.
- the tank rests on a frame (8) Fig 1.
- the outlet flow rate of this tank is regulated by the valve retainer (10) Fig 1, which maintains the pressure
- This tank will vary depending on the flow of water to be treated. For example, for a treatment of 50m3 / hour, it will have a capacity of the order of 3m3.
- the air injected at level (6) Fig 1, using a compressor (11) Fig 5, should have a pressure of the order of 10 bars so that the air + water mixture contained in the tank is at a resulting pressure of 1 to 4 bars, a pressure which can be varied substantially depending on the degree of purification desired during the treatment.
- This additional addition of hydrogen peroxide will be made in order to obtain an even more thorough purification of the water and allow, if necessary, a denitrification until obtaining nitrate contents in accordance with the regulations in force at present.
- the passage of the waters to be treated in this first tank represents a first stage in this treatment process, which takes place continuously and in a closed circuit.
- this water will feed, still under pressure, a second tank called "accelerated settling” (20) Fig 5.
- the supply will be by a side inlet of the water (21) Fig 2 and Fig 3, so that the aerated liquid arrives in this tank in a rotating jet.
- This tank will have a capacity similar to the first tank, ie for the aforementioned example, with a volume of the order of 3m3. It will preferably have the cylindro-conical shape. It is composed of a perforated rotary drum (22) Fig 2 and Fig 3, rotating at low speed, continuously. Inside this drum is welded an archimedean screw (23) Fig 2 which allows the water to circulate downwards. This rotating drum has the effect of helping the particles in suspension to descend more quickly towards the bottom of the funnel-shaped tank (24) Fig 2 where the sludge outlet (25) is located Fig 2. These sludges are maintained at this level by an adjustable pressure check valve and will be sucked in intermittently using a pump.
- this second tank At the upper part of this second tank, is attached to the large rotary drum, a second drum (26) Fig 2, perforated with multiple holes (27) Fig 2, allowing a selection of the heavy particles in suspension and driving them back to the 'outside.
- An arrival (35) Fig 2 is provided for additives.
- This settling of water can be accelerated and perfected by combining the arrival of water with an inlet (28) Fig 2 of milk of lime or of metallic salts, injected under pressure.
- a variable speed motor (29) Fig 2 will allow the speed of rotation of the two drums to be adjusted.
- This basin (31) Fig 5 called “final decantation”, is provided with a surface scraper ("é) Fig 5 to remove the last floating suspended particles, it has multiple weirs (conventional device).
- REPLACEMENT SHEET takes place in an expansion chamber, its purpose is to participate in the release of gaseous substances and in the destruction of part of the microbial flora which will not resist this sudden difference in pressure.
- the whole of this new water purifier system can operate in full automaticity. It is interesting for treatment stations with a capacity of 20 to 500 m3Lhour, or even more.
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Abstract
Le procédé consiste à purifier les eaux usées en un temps très bref et de manière continue. Il permet d'obtenir dans un premier stade, en 2 à 3 heures, une eau présentant les caractéristiques physiques, chimiques et biologiques conformes, voires supérieures en qualité, aux normes françaises de rejet des eaux résiduaires. Le procédé permet la destruction de la flore anaérobie et une partie de la flore aérobie. Le système d'épuration accélérée, associé à certains dispositifs classiques d'épuration tertiaire, permet d'atteindre un stade de potabilité. Les eaux à traiter, prises après dégrillage, dessablage et dégraissage classiques, sont introduites successivement dans deux cuves en série, sous pression en circuit fermé. La première cuve dite 'd'aération forcée' (3), oxygène les eaux, de façon intense et les gazéifie par l'injection d'air comprimé oxygéné et chargé d'ozone. La deuxième cuve dite de 'décantation accélérée' (20), permet une récupération en fond de cuve de boues en partie purifiées et désodorisées. En sortie, les eaux présentent à ce stade les caractéristiques des normes de rejet. La troisième cuve (31) permet d'améliorer l'épuration, et pour atteindre la potabilité, on peut additionner du péroxyde d'hydrogène dans le système épurateur et des dispositifs classiques de filtre. La rapidité et la qualité de traitement de ce système épurateur qui peut fonctionner dans un espace relativement réduit, rend possible sa mise en application sous forme d'unités mobiles de traitement.
Description
PROCEDE DE REGENERATION DES EAUX USEES PAR SURPRESSION ET OXYGENATION.
i L'invention concerne un procédé d'épuration continue des eaux, qui comprend un ensemble de dispositifs épurateurs mis en série et sous pression en circuit fermé, d'un volume réduit, permettant d'obtenir en un temps très court, de l'ordre de 2 à 3 heures seulement, une eau en sortie présentant des caractéristiques , physiques, chimiques et biologiques, conformes, voire supérieures en qualité, à celles exigées actuellement par la législation française pour les rejets en rivière des eaux résiduaires urbaines.
Les eaux usées provenant du poste de dégrillage (1) Fig 5, puis du poste de dessablage et dégraissage ( 2 ) Fig 5, classiques, sont prises en charge par une pompe qui transportera ces eaux dégraissées dans une cuve dite " d'aération forcée " (3) Fig 5. Cette cuve est à une pression de 1 à 4 bars. Elle est de préférence cylindrique, visitable car présente un couvercle amovible (4) Fig 1, de forme arrondie. L'arrivée des eaux à traiter se situe sur la partie supérieure de la cuve, elle est munie d'un clapet anti-retour (10) Fig 1, afin d'éviter un refoulement de l'eau et de pouvoir maintenir une pression stable et adéquate.
Cette cuve comporte une arrivée d'air (6) Fig 1, qui est sous pression. Elle se présente sous la forme d'un tube en inox, d'une longueur égale au diamètre de la cuve, perforé de multiples trous.
Le fond de cette cuve est arrondi (5) Fig 1 et comprend la sortie des eaux usées (9) Fig 1. La cuve repose sur un châssis (8) Fig 1. Le débit de sortie de cette cuve est régulé par le clapet de retenue (10) Fig 1, qui maintient la pression
B f8 LACEl^ε^T
interne à une valeur adéquate, la pression étant contrôlée à l'aide d'un manocontact (7) Fig 1.
La contenance de cette cuve variera suivant le débit d'eau à traiter. Par exemple, pour un traitement de 50m3/heure, elle aura une contenance de l'ordre de 3m3.
L'air injecté au niveau (6) Fig 1, à l'aide d'un compresseur (11) Fig 5, devra avoir une pression de l'ordre de 10 bars afin que le mélange air + eau contenu dans la cuve soit à une pression résultante de 1 à 4 bars, pression que l'on pourra faire varier sensiblement suivant le degré de purification désiré lors du traitement.
Cet air sous pression, mis en présence d'un liquide lui-même sous pression, se dispersera dans le liquide sous forme de micro-bulles, rendant l'eau gazeuse, aérant et oxygénant celle-ci et cela, en quelques secondes, durée de temps suffisante pour améliorer et abaisser sensiblement la DBO et DCO.
En effet, en amont de l'arrivée de l'air (6) Fig 1, se trouve un appareil dit " épurateur électro-chimique " (&é) Fig 5, qui se présente sous la forme d'un cylindre en matière plastique et qui a pour fonction de créer au passage de l'air, une haute tension capacitive ( système
Latour ) (8) Fig 4 et de produire un ensemble de décharges électriques à l'aide de 2 électrodes (16) Fig 4, reliées à une série de pointes (17) Fig 4. Au niveau de l'arrivée d'air sous pression (13) Fig 4, est injectée à l'aide d'un pompe dσseuse (15) Fig 4 , une quantité de peroxyde d'hydrogène, de l'ordre de quelques ppm par m3 d'air, qui se trouvera vaporisé dans l'enceinte même de cet appareil. C'est cette micro-nébullisation de peroxyde d'hydrogène qui permettra par sa présence la conductivité entre les 2 électrodes et la création d'arcs électriques avec production d'un air oxygéné, chargé en ozone qui s'échappera par une sortie (14) Fig 4, directement reliée au tube perforé en inox (6) Fig 1.
Une deuxième arrivée de peroxyde d'hydrogène (19) Fig 4 est prévue à la sortie du dispositif dit " épurateur
FEUILLE DE REMPLACERAI
électro-chimique ", également sous la forme d'une vaporisation fine, qui viendra s'ajouter lors de l'aération sous pression des eaux à traiter, obtenue dans la cuve (3) Fig 5. Cette adjonction supplémentaire de peroxyde d'hydrogène sera faite dans le but d'obtenir une épuration de l'eau encore plus poussée et permettre si nécessaire une dénitrification jusqu'à obtenir des teneurs en nitrates conformes à la réglementation en vigueur actuellement. Le passage des eaux à traiter dans cette première cuve représente un premier stade dans ce procédé de traitement . Il se fait en continu et en circuit fermé.
Ensuite, cette eau alimentera, toujours sous pression, une deuxième cuve dite de " décantation accélérée " (20) Fig 5. L'alimentation se fera par une arrivée latérale de l'eau (21) Fig 2 et Fig 3, afin que le liquide aéré arrive dans cette cuve en jet tournant.
Cette cuve sera d'une capacité similaire à la première cuve, soit pour l'exemple pré-cité, d'un volume de l'ordre de 3m3. Elle aura de préférence la forme cylindro-conique. Elle est compsé d'un tambour rotatif perforé (22) Fig 2 et Fig 3, tournant à petite vitesse, de façon continue. A l'intérieur de ce tambour, est soudée une vis d'archimède (23) Fig 2 qui permet de faire circuler l'eau vers le bas. Ce tambour rotatif a pour effet d'aider les particules en suspension à descendre plus vite vers le fond de la cuve en forme d'entonnoir (24) Fig 2 où se situe la sortie des boues (25) Fig 2. Ces boues sont maintenues à ce niveau par un clapet de retenue de pression réglable et seront aspirées par intermittence à l'aide d'une pompe.
A la partie supérieure de cette deuxième cuve, se trouve solidaire au grand tambour rotatif, un deuxième tambour (26) Fig 2, perforé de multiples trous (27) Fig 2, permettant une sélection des particules lourdes en suspension et de les refouler à l'extérieur. Est prévue une arrivée (35) Fig 2 pour adjuvants. Ce système de deuxième cuve permet de récupérer en un temps bref, de
FEUILLE DE REMPLACEMENT
l'ordre de quelques minutes et en continu un maximum de boues denses et de les évacuer. Ces boues présentent à ce stade, l'avantage d'êtres en partie purifiées et désodorisées. On pourra accélérer et parfaire cette décantation des eaux en associant à l'arrivée de l'eau, une arrivée (28) Fig 2 de lait de chaux ou de sels métalliques,injectés sous pression. Un motovariateur (29) Fig 2 permettra le réglage de la vitesse de rotation des deux tambours. Une sortie, située au niveau supérieur de cette cuve (30) Fig 2 , munie d'un clapet de retenue (34) Fig 5 réglable afin de maintenir une pression stable et adéquate, permet l'évacuation de l'eau décantée vers un bassin (31) Fig 5.
Ce bassin (31) Fig 5 dit de " décantation finale ", est muni d'un racloir de surface ("é) Fig 5 pour éliminer les dernières particules en suspension flottantes,il présente de multiples déversoirs ( dispositif classique ). Il servira à une ultime clarification des eaux, en association avec un procédé de traitement pelliculaire, composé de trois dispositifs agissant à la surface de 1'eau:
- Dispositif émettant un rayonnement UV stérilisant.
- Dispositif émettant une lumière polarisée, grâce à un système réfléchissant la lumière de lampes halogènes, ceci permettant la décantation de métaux lourds et autres substances chimiques.
Dispositif émettant un champ magnétique continu favorisant la décantation de sels et autres substances chimiques. Au fond de ce bassin, les dernières boues résiduelles sont reprises (33) Fig 5 pour être réinjectées dans le circuit primaire au niveau (2) Fig 5. Ce bassin pourra être éventuellement couvert.
Les eaux en sortie (30) Fig 2, subissent à ce niveau 5une brutale chute de pression, se trouvant alors au contact de l'air libre à l'ouverture du clapet de retenue de pression (34) Fig 5. Cette variation de pression.
FEUILLE DE REMPLACEMENT
s'effectue dans une chambre de détente, elle a pour but de participer à la libération de substances gazeuses et à la destruction d'une partie de la flore microbienne qui ne résistera pas à cette différence brutale de pression. L'ensemble de ce nouveau système épurateur des eaux peut fonctionner en automaticité complète. Il est intéressant pour des stations de traitement d'une capacité de 20 à 500 m3Lheure, voire plus.
Dans le simple cas d'un traitement d'eaux résiduaires urbaines, pour un rejet direct à la rivière, on peut se dispenser du dernier passage des eaux dans le bassin dit de " décantation finale ", cette eau ayant déjà les caractéristiques des normes de rejets.
Cette simplification du traitement permet d'envisager une mise en application de ce système épurateur sous la forme d'unités mobiles de traitement pouvant être destinées à dépolluer ponctuellemnt, entre autres, des lacs et étendues d'eau à usage de baignade ou piscicole.
FEUILLE DE REMPLACEMENT
Claims
1. Procédé d'épuration des eaux usées urbaines, industrielles ou agricoles, qui permet d'obtenir, en un temps très court, de façon continue, sans stockage ni odeurs, des eaux épurées dont les caractéristiques physiques, chimiques et biologiques sont conformes aux normes françaises actuelles de rejet. Ce procédé, associé à des dispositifs complémentaires épurateurs, peut donner des eaux potables. Le système épurateur est principalement caractérisé par le maintient sous pression d'un ensemble de deux dispositifs épurateurs, mis en série, en circuit fermé: une cuve dite "d'aération forcée" et une cuve dite de "décantation accélérée" et d'un dispositif à pression admosphérique, une cuve dite de "décantation finale".
2. Procédé épurateur d'eau, qui selon la revendication 1, 5 est caractérisé par un premier passage des eaux à traiter dans la cuve dite "d'aération forcée", où est injecté de l'air sous pression associé à du peroxyde d'hydrogène. Ce mélange d'air oxygéné qui se charge d'ozone après un passage dans un dispositif dit "d'épuration o électrochimique haute tension", aère, oxygène et gazéifie l'eau à traiter, l'épurant en grande partie et cela en quelques secondes.
3. Procédé épurateur électro-chimique haute tension qui 5 selon la revendication 2, est caractérisé par un système haute tension ( système Latour ) dont la conductivité entre deux électrodes, est favorisée par l'addition de peroxyde d'hydrogène permettant un bon rendement de fabrication d'ozone. 0
4. Procédé épurateur qui selon la revendication 2, est caractérisé par le fait que l'on peut faire un apport supplémentaire de peroxyde d'hydrogène, de façon
FEUILLE DE REMPLACEMENT indépendante, à la sortie d'air du système dit "épurateur électrochimique haute tension". Il s'additionne au mélange air/ozone injecté dans l'eau à traiter. Cet apport supplémentaire de peroxyde d'hydrogène permet d'augmenter le degré de purification et de dénitrifier si nécessaire.
5. Procédé épurateur d'eau, qui selon la revendication 1, est caractérisé par un passage des eaux déjà aérées, dans une deuxième cuve de décantation accélérée, sous pression, à tambour rotatif, permettant, grâce à l'ensemble de son dispositif, de recueillir de façon continue, en un temps très bref, sans stockage, des boues désodorisées et partiellement épurées.
6. Procédé épurateur d'eau qui selon la revendication 1, est caractérisé par le fait qu'à la sortie de la cuve de décantation accélérée, l'eau subit une brutale chute de pression, lors de l'ouverture du clapet de sortie, ceci permettant la destruction de cetains germes microbiens.
7. Procédé d'épuration, caractérisé par le fait qu'il peut être simplifié au maximum, en n'utilisant que deux cuves: aération forcée et décantation accélérée, en série, sous pression, en circuit fermé. Il permet un traitement pour simple rejet en rivière aux normes légales. Ce système épurateur étant d'un volume très réduit, il peut être rendu mobile sur remorque et permettre une utilisation sur différents sites: lacs, étangs pollués...
8.Procédé épurateur , qui selon la revendication 1, est caractérisé par la présence dans la cuve dite de "décantation finale" de trois dispositifs de traitement pelliculaire de l'eau: - un rayonnement UV durs pour stérilisation. - une émission de lumière polarisée, à partir d'un système réfléchissant la lumière émise par des lampes halogènes, favorisant, entre autres, la décantation des métaux
FEUÎLLE DE REMPLACEMENT lourds .
- un champ magnétique continu favorisant la décantation des certains sels et substances chimiques.
FEUILLE DE REMPLACEMENT
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