WO2008015350A2 - Procede et installation d'epuration d'eaux residuaires - Google Patents

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WO2008015350A2
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a method and an installation for the purification of wastewater, in particular of urban or industrial waste water.
  • the treatment of wastewater is largely based on activated sludge processes which are based on the principle of placing heterotrophic bacteria under optimum conditions so that they consume the biodegradable organic matter contained in the water.
  • the treatment of urban or industrial wastewater by the activated sludge process consists essentially of a biological water treatment step during which the organic matter contained in the water is degraded by microorganisms by producing sludge and a water separation stage. sludge, the sludge leaving the separation stage being recycled in the biological treatment stage.
  • the Applicant has now developed a sewage treatment process to solve the aforementioned problems.
  • the implementation of the method is simple.
  • the method comprises a biological treatment step of urban or industrial waste water during which the organic matter contained in the water is degraded by microorganisms by producing activated sludge and a step of decantation characterized in that some or all of the sludge at the outlet of the decantation stage, intended to be recycled to the biological treatment stage, is brought into contact with hydrogen peroxide.
  • the amount of hydrogen peroxide involved is preferably between 20 and 200 milligrams per liter of wastewater to be treated, and advantageously between 30 and 100 milligrams per liter of wastewater to be treated.
  • the hydrogen peroxide used may be in the form of an aqueous solution, preferably of concentration of between 20 and 70% by weight and advantageously of between 35 and 50% by weight.
  • the water treatment plant generally comprises at least one biological treatment reactor receiving raw water loaded with organic matter that is degraded by microorganisms by producing sludge and a solid / liquid separator which receives the wastewater from the plant. biological reactor and which ensures the separation of water sludge, a recycling loop to return to the biological reactor at least a portion of the sludge thus separated.
  • the plant according to the present invention is characterized in that it comprises at least one means for injecting hydrogen peroxide into the recycling loop.
  • the hydrogen peroxide is injected into the loop for recycling activated sludge.
  • the implementation of the method according to the present invention is simple and moreover does not require a particular activation step. In addition, this implementation is possible without major modification of the current processing facilities.
  • the process according to the present invention also makes it possible to improve the sludge index (that is to say, their settling ability) and offers the advantage of not generating any toxic by-products.
  • the preferred concentrations of hydrogen peroxide and its by-products have no biocidal effect on the bacteria.
  • the single figure is a schematic view of an embodiment of a wastewater treatment plant implementing the method according to the present invention. It comprises a raw water inlet (1), a 2200 liter aeration basin (2) in which the organic matter contained in the raw water is degraded by microorganisms by producing sludge, a decanter / clarifier (3) 900 liters which receives the waste water from the aeration basin and which separates the water from the sludge, a treated water outlet (4) which collects the water at the outlet of the clarifier (3) and a loop recirculation (5) which brings a portion of the sludge from the clarifier (3) to the head of the pond (2), the rest being withdrawn (7) from the facility for subsequent treatment.
  • the recirculation loop is provided with an injection device (6) for a solution of hydrogen peroxide.
  • the pond (2) is fed continuously with raw water (1) having the following characteristics: feed rate: 41 liters / hour
  • MES sustained matter
  • An aqueous solution of hydrogen peroxide of concentration 35% by weight is injected continuously during the recirculation periods, with a flow rate of 50 milligrams of hydrogen peroxide per liter of raw water, in (6) in the recirculation loop.
  • the recirculation of activated sludge consists of alternations of 40 minutes at 270 l / h and 35 minutes of stopping.
  • the average production of sludge is 134 g MES / day to maintain a content of 3.5 g / l MES in the basin.
  • the sludge index (volume occupied by 1 gram of sludge after thirty minutes of settling) is 100 ml / g.
  • the treated water collected in (4) has the following characteristics: DOC: ⁇ 10 mg / l
  • MES ⁇ 10 mg / l
  • the production of sludge is 223 g MES / day to maintain a content of 3.5 g / 1 MES in the basin.
  • the sludge index is 500 ml / g.
  • the characteristics of the treated water are: COD: ⁇ 10 mg / l
  • the sludge production, the mud index and the characteristics of the treated water are substantially equivalent to those obtained in the absence of hydrogen peroxide treatment.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé et une installation d'épuration d'eaux usées, notamment d'eaux résiduaires urbaines ou industrielles. Le procédé, selon la présente invention, comprend une étape de traitement biologique des eaux résiduaires urbaines ou industrielles au cours de laquelle les matières organiques contenues dans les eaux sont dégradées par des micro-organismes en produisant des boues activées et une étape de décantation caractérisé en ce qu'une partie ou la totalité des boues à la sortie de l'étape de décantation, destinée à être recyclée à l'étape du traitement biologique est mise en contact avec du peroxyde d'hydrogène.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION D'EPURATION D'EAUX RESIDUAIRES
La présente invention concerne un procédé et une installation d'épuration d'eaux usées, notamment d'eaux résiduaires urbaines ou industrielles .
Il est connu que le traitement des eaux résiduaires fait largement appel aux procédés des boues activées qui sont basés sur le principe de mettre en conditions optimales des bactéries hétérotrophes pour qu'elles consomment la matière organique biodégradable contenue dans l'eau. Le traitement des eaux résiduaires urbaines ou industrielles par le procédé des boues activées consiste essentiellement en une étape de traitement biologique des eaux durant laquelle les matières organiques contenues dans les eaux sont dégradées par des micro-organismes en produisant des boues et une étape de séparation eau - boue, les boues en sortie de l'étape de séparation étant recyclées dans l'étape de traitement biologique.
Ce procédé présente toutefois l'inconvénient de produire d'importantes quantités de boues en excès, dont la destination finale pose des problèmes environnementaux. Pour réduire de façon significative les quantités de boues produites par un système de traitement biologique, le document FR 2766813 enseigne de coupler un traitement d'ozonation avec un traitement mécanique d'une partie des boues issues du traitement biologique.
Ce procédé présente toutefois l'inconvénient d'utiliser l'ozone dont la mise en œuvre est coûteuse et délicate.
La demanderesse a maintenant mis au point un procédé d'épuration d'eaux usées permettant de résoudre les problèmes précités. En outre, la mise en œuvre du procédé est simple.
Le procédé, selon la présente invention, comprend une étape de traitement biologique des eaux résiduaires urbaines ou industrielles au cours de laquelle les matières organiques contenues dans les eaux sont dégradées par des micro-organismes en produisant des boues activées et une étape de décantation caractérisé en ce qu'une partie ou la totalité des boues à la sortie de l'étape de décantation, destinée à être recyclée à l'étape du traitement biologique est mise en contact avec du peroxyde d'hydrogène.
La quantité de peroxyde d'hydrogène mise en jeu est de préférence comprise entre 20 et 200 milligrammes par litre d'eau résiduaire à traiter, et avantageusement comprise entre 30 et 100 milligrammes par litre d'eau résiduaire à traiter.
Le peroxyde d'hydrogène mise en jeu peut-être sous la forme d'une solution aqueuse, de concentration de préférence comprise entre 20 et 70 % en poids et avantageusement comprise entre 35 et 50% en poids.
L'installation de traitement des eaux comprend en général au moins un réacteur de traitement biologique recevant les eaux brutes chargées en matières organiques qui sont dégradées par des micro-organismes en produisant des boues et un séparateur solide/liquide qui reçoit les eaux résiduaires provenant du réacteur biologique et qui assure la séparation de l'eau des boues, une boucle de recyclage permettant de ramener vers le réacteur biologique au moins une partie des boues ainsi séparées.
L'installation selon la présente invention est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un moyen d'injection de peroxyde d'hydrogène dans la boucle de recyclage.
De préférence, le peroxyde d'hydrogène est injecté dans la boucle de recyclage des boues activées.
La mise en œuvre du procédé selon la présente invention est simple et de plus ne nécessite pas d'étape d'activation particulière. En outre, cette mise en œuvre est possible sans modification majeure des installations de traitement actuelles. Le procédé, selon la présente invention, permet aussi d'améliorer l'indice de boues (c'est-à-dire leur aptitude à la décantation) et offre l'avantage de ne générer aucun sous-produit toxique. De plus, le peroxyde d'hydrogène aux concentrations préférées et ses sous-produits n'ont pas d'effet biocide sur les bactéries. PARTIE EXPERIMENTALE
La figure unique est une vue schématique d'un mode de réalisation d'une installation de traitement d'eaux résiduaires mettant en œuvre le procédé selon la présente invention. Elle comprend une arrivée d'eau brute (1), un bassin d'aération (2) de 2200 litres dans lequel les matières organiques contenues dans l'eau brute sont dégradées par des micro-organismes en produisant des boues, un décanteur/clarificateur (3) de 900 litres qui reçoit les eaux résiduaires provenant du bassin d'aération et qui sépare l'eau des boues, une sortie d'eau traitée (4) qui recueille l'eau en sortie du clarificateur (3) et une boucle de recirculation (5) qui ramène une partie des boues provenant du clarificateur (3) en tête du bassin (2), le reste étant soutiré (7) de l'installation pour traitement ultérieur. La boucle de recirculation est munie d'un dispositif d'injection (6) d'une solution de peroxyde d'hydrogène.
Le bassin (2) est alimenté en continu par de l'eau brute (1 ) ayant les caractéristiques suivantes : débit d'alimentation : 41 litres/heure
COD ( carbone organique dissous ) : 395 mg/l
DCO ( demande chimique en oxygène ) : 1040 mg/l
MES ( matière s en suspension) : 4 g/l Une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène de concentration 35 % en poids est injectée en continu pendant les périodes de recirculation, avec un débit de 50 milligrammes de peroxyde d'hydrogène par litre d'eau brute, en (6) dans la boucle de recirculation. La recirculation des boues activées est constituée d'alternances de 40 minutes à 270 l/h et 35 minutes d'arrêt. Après 4 semaines de fonctionnement, la production moyenne de boues est de 134 g MES/ jour pour maintenir une teneur de 3,5 g/l MES dans le bassin. L'indice de boues (volume qu'occupe 1 gramme de boue, après trente minutes de décantation) est de 100 ml/g. L'eau traitée recueillie en (4) a les caractéristiques suivantes : COD : < 10 mg/l
MES : < 10 mg/l En l'absence de traitement avec le peroxyde d'hydrogène, la production de boues est de 223 g MES/ jour pour maintenir une teneur de 3,5 g/1 MES dans le bassin. L'indice des boues est de 500 ml/g. Les caractéristiques de l'eau traitée sont : COD : < 10 mg/l
MES : < 10 mg/l
Si l'injection de peroxyde d'hydrogène est effectuée dans le bassin d'aération et non dans la boucle de recirculation, la production de boues, l'indice de boue et les caractéristiques de l'eau traitée sont sensiblement équivalents à ceux obtenus en l'absence de traitement au peroxyde d'hydrogène.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Procédé d'épuration d'eaux résiduaires comprenant une étape de traitement biologique au cours de laquelle les matières organiques contenues dans les eaux sont dégradées par des micro-organismes en produisant des boues activées et une étape de décantation caractérisé en ce qu'une partie ou la totalité des boues à la sortie de l'étape de décantation, destinée à être recyclée à l'étape du traitement biologique est mise en contact avec du peroxyde d'hydrogène. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la quantité de peroxyde d'hydrogène mise en jeu est comprise entre 20 et 200 milligrammes par litre d'eaux résiduaires, et de préférence comprise entre 30 et 100 milligrammes par litre d'eaux résiduaires.
3) Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le peroxyde d'hydrogène mis en jeu est sous forme d'une solution aqueuse, de concentration de préférence comprise entre 20 et 70 % en poids et avantageusement comprise entre 35 et 50% en poids.
4) Installation d'épuration des eaux comprenant au moins un réacteur de traitement biologique recevant les eaux brutes chargées en matières organiques qui sont dégradées par des micro-organismes en produisant des boues, un séparateur solide/liquide qui reçoit les eaux résiduaires provenant du réacteur biologique et qui assure la séparation de l'eau des boues et une boucle de recyclage permettant de ramener vers le réacteur biologique au moins une partie des boues ainsi séparées caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un moyen d'injection de peroxyde d'hydrogène dans la boucle de recyclage.
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