WO2011122924A2 - Traitement des eaux usées par infiltration percolation sur un lit de phosphate - Google Patents

Traitement des eaux usées par infiltration percolation sur un lit de phosphate Download PDF

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WO2011122924A2
WO2011122924A2 PCT/MA2010/000017 MA2010000017W WO2011122924A2 WO 2011122924 A2 WO2011122924 A2 WO 2011122924A2 MA 2010000017 W MA2010000017 W MA 2010000017W WO 2011122924 A2 WO2011122924 A2 WO 2011122924A2
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Amina Achkoun
Jamal Naja
Rachid M'hamdi
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UNIVERSITÉ HASSAN 1er
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the invention relates to a method for treating urban wastewater, and a device for implementing said method.
  • the invention is in the field of filtration by designating as phosphate material phosphate, hence the subclass B01D.
  • the invention also falls within the field of urban wastewater treatment, hence the subclass C02F.
  • the purification of wastewater by infiltration percolation into the soil consists of slowly percolating the water through a granular medium in which an unsaturated flow of water is maintained and according to a sequential mode of supply that alternates the periods feeding and rest periods.
  • Soil wastewater treatment systems are able to achieve disposal levels comparable to the best conventional wastewater treatment technologies with additional benefits such as the recovery and reuse of treated wastewater and nutrients for the treatment of wastewater. agricultural production.
  • the solid elements contained in said effluent are separated from the effluent of water to be treated so as to obtain a liquid flow;
  • the liquid flow is pretreated by screening, sandblasting, deoiling followed by decantation of discrete particles
  • the liquid stream is post-treated by a secondary settling downstream of the process
  • the treatment of the liquid flow by suction and percolation is carried out on a filter consisting of phosphate.
  • pre-treated phosphate is used.
  • a step of washing said phosphate is carried out before drying.
  • the suction is carried out discontinuously, reserving periods of rest.
  • a grit removal operation is carried out treated wastewater.
  • the separation step leading to a liquid stream to be treated and a solid mass is advantageously conducted by passing the water to be treated through sieving means, especially at least mesh less than or equal to 1 millimeter.
  • the invention also relates to a device for implementing said method for the treatment of urban wastewater, characterized in that it comprises at least: screening means designed to separate said water in, at least part of liquid stream, and secondly at least one solid mass, de-oiling means of said liquid stream.
  • the device further comprises means for the treatment of urban wastewater pretreated by infiltration percolation on a bed of phosphate.
  • the process according to the invention advantageously makes it possible to treat the wastewater of the mining towns without having the goodness to bring the sand, and thus to increase the investment cost.
  • the method according to the invention firstly requires a step of separating the solid elements contained in the effiuents of water to be treated of said liquid effluents, so as to obtain on the one hand at least one liquid flow, which will then be treated and on the other hand at least one solid mass.
  • the separation is carried out by at least one sieving operation with at least one sieve of mesh less than 2 millimeters, preferably less than or equal to one millimeter, of the water to be treated.
  • a desanding operation polluted water to be treated.
  • a liquid flow is obtained which is free of sand particles and comprises only particles having a maximum size of less than or equal to 2 millimeters.
  • the liquid stream is treated to be cleaned on a phosphate filter.
  • the liquid flow through this filter to reach a drain, the filter retaining organic matter and some ions, by physicochemical action.
  • the substrate used is advantageously constituted by phosphate free of fines.
  • the substrate is preferably arranged in a container with a thickness of 15 cm. By way of non-limiting example.
  • the filter is also advantageously contained in an open structure so as to allow the oxygenation of said bed.
  • the aspiration of the liquid flow on the same filter is carried out, according to a mode of alternation between the periods of supply and the rest periods.
  • the parallel use of several filters, in several separate containers receiving the substrate may advantageously allow treatment over the water of the liquid stream, without prior storage or decantation zone.
  • the liquid flow is post-treated by means of disinfections in particular; ultraviolet, tertiary lagooning, ozonation, microfiltration, and chlorination, before reuse of water then cleared.
  • the invention also relates to a device for implementing the method as previously described, for treating urban wastewater.
  • the device comprises at least: sieve means (1) designed capable of separating said dewatered water into at least one liquid flow and a solid mass, means (2) for dewatering the effluent water, deoiling and degreasing means (3), decanting means (4), sheet feed means (5), and means (6) for filtration on a bed of phosphate. Finally means (7) of decantation and / or disinfection.
  • the filtration bed consists of a layer (9) of phosphate placed on a layer (8) of phosphate washing refusal, also called sterile, said filtration bed is covered by the same layer (10) of washing refusal in order to avoid the installation of a preferential path.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement des eaux usées urbaines par infiltration percolation sur un lit de phosphate, comprenant les étapes suivantes : On sépare de l'effluent d'eau à traiter les éléments solides contenus dans ledit effluent de manière à obtenir un flux liquide; On prétraite le flux liquide par déshuilage suivi d'une décantation de particules discrètes; On clarifie le flux en éliminant les matières solide en suspension en passant ledit flux à travers un lit de phosphate; On poste-traite le flux liquide par une décantation secondaire à l'aval du procédé L'invention concerne encore un dispositif pour la mise en œuvre dudit procédé.

Description

Traitement des eaux usées par infiltration percolation sur un lit de phosphate
Description
L'invention concerne un procédé de traitement des eaux usées urbaines, ainsi qu'un dispositif pour la mise en œuvre dudit procédé.
L'invention entre dans le domaine de la filtration en désignant comme matériau poreaux le phosphate, d'où la sous-classe B01D.
L'invention entre également dans le domaine de traitement des eaux usées urbaines, d'où la sous-classe C02F.
L'épuration des eaux usées par infiltration percolation dans le sol consiste à faire percoler lentement les eaux au travers d'un milieu granulaire dans lequel on maintient un écoulement non saturé d'eau et selon un mode d'apport séquentiel qui fait alterner les périodes d'alimentation et les périodes de repos.
Dans un système de traitement des eaux par le sol ; les composés organiques, l'azote, le phosphore, les matières en suspension, les métaux en traces, les bactéries et les virus, peuvent être éliminés efficacement. Ceci par infiltration, percolation, adsorption, réaction chimique, voie biologique, la prédation et les mécanismes d'absorption de plates ou de processus de purification.
Les systèmes de traitement des eaux usées par le sol sont capable de parvenir à des niveaux d'élimination comparables aux meilleures technologies conventionnelles de traitement des eaux usées avec des avantages supplémentaires tels que la récupération et la réutilisation des eaux usées traitée et des nutriments pour la production agricole.
Des études sur le terrain et en laboratoire ont permis l'obtention d'excellente performance de traitement des eaux usées domestiques par infiltration. Avec des taux d'élimination de la DCO, matières en suspension, et les virus ont été de plus de 80 % avec l'élimination du phosphore de près de 100 %.
L'infiltration percolation sur sable est une technique rustique à faible consommation énergétique et faible coûts de revient, non bruyante mais produisant des boues, présentant des risque de colmatage et d'odeurs, peu adaptée pour les surcharge hydrauliques d'où la nécessité d'un ouvrage de décantation primaire efficace, mais également cette technique nécessite d'avoir à disposition de grandes quantités de sable, ce qui peut engendrer des investissements importants s'il n'y en a pas de disponible à proximité comme il est le cas pour les villes minières au Maroc. D'où cette invention qui va remédiée à ce problème.
Il est un objet de la présente invention que d'obtenir une solution d'eau usée urbaine prétraitée qui produise le minimum de boues possible remédiant ainsi au problème de colmatage. Il est un autre objet de la présente invention que d'obtenir un phosphate qui est exempt de fines qui provoquent le colmatage et qui réduisent ainsi la vie du lit.
Il est encore un autre objet de la présente invention que le traitement obtenu soit à action efficace.
C'est dans le cadre d'une démarche inventive que l'on a imaginé un procédé de traitement des eaux usées urbaines par infiltration - percolation sur du phosphate, caractérisé en ce que l'on réalise les étapes suivantes :
- On sépare de l'efïluent d'eau à traiter les éléments solides contenus dans ledit effluent de manière à obtenir un flux liquide
- On prétraite le flux liquide par dégrillage, dessablage, déshuilage suivi d'une décantation de particules discrètes
- On clarifie le flux en éliminant les matières solide en suspension en passant ledit flux à travers un lit de phosphate
- On poste-traite le flux liquide par une décantation secondaire à l'aval du procédé
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'on réalise le traitement du flux liquide par aspiration et percolation sur un filtre constitué par du phosphate.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'on utilise du phosphate prétraité.
Avantageusement, à l'issue du prétraitement du phosphate, on réalise une étape de lavage dudit phosphate avant son séchage.
Selon une autre caractéristique de l'invention, lors du traitement du flux par aspiration et percolation sur le filtre, l'aspiration est réalisée de manière discontinue, en réservant des périodes de repos.
Selon une autre caractéristique de l'invention, préalablement à l'étape de séparation conduisant à un flux liquide à traiter et une masse solide, on réalise une opération de dessablage des eaux usées à traitées.
Par ailleurs, l'étape de séparation conduisant à un flux liquide à traiter et une masse solide est avantageusement conduite par passage des eaux à traiter au travers de moyens de tamisage, notamment au moins de maille inférieure ou égale à 1 millimètre.
L'invention concerne encore un dispositif pour la mise en uvre dudit procédé pour le traitement des eaux usées urbaines, caractérisé en ce qu'il comprend au moins : des moyens de dégrillage conçus aptes à séparer les dites eaux en, une part au moins un flux liquide, et d'autre part au moins une masse solide, des moyens de déshuilage dudit flux liquide.
Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend en plus des moyens pour le traitement des eaux usées urbaines prétraitées par infiltration percolation sur un lit de phosphate.
On voit que la présente invention s'inscrit dans une logique écologique en évitant les impacts environnementaux négatifs liés aux rejets directs dans les milieux récepteurs, en mobilisant les ressources non conventionnelles, ainsi cette réutilisation s'inscrit dans une vision de développement durable. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la description qui va suivre. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin ci-joint qui est une représentation schématisée, en vue en coupe, d'un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.
Le procédé selon l'invention permet avantageusement de traitée les eaux usées des villes minières sans avoir l'obligeance de faire venir le sable, et augmenter ainsi le coût d'investissement.
Pour ce faire, le procédé selon l'invention nécessite au préalable une étape de séparation des éléments solide contenus dans les effiuents d'eaux à traiter desdits effluents liquides, de manière à obtenir d'une part au moins un flux liquide, qui sera ensuite traité et d'autre part au moins une masse solide.
Selon un mode préféré de réalisation la séparation est conduite par au moins une opération de tamisage avec au moins un tamis de maille inférieure à 2 millimètres, préférablement inférieur ou égale au millimètre, des eaux à traiter.
Selon un mode de réalisation avantageux, on réalise, préalablement à l'étape de séparation, une opération de dessablage des eaux polluées à traiter.
A l'issue de ces opérations, on obtient d'une part un flux liquide exempt de particules de sable et ne comprenant que des particules d'encombrement au maximum inférieur ou égale à 2 millimètre.
A l'issue de la phase d'aération, le flux liquide est traité pour être dépollué sur un filtre constitué par du phosphate. Le flux liquide percole au travers de ce filtre pour rejoindre un drain, le filtre retenant les matières organique et certains ions, par action physico-chimique.
Le substrat utilisé est avantageusement constitué de phosphate dépourvu de fines. Le substrat est préférentiellement agencé dans un contenant sur une épaisseur de 15 cm. A titre d'exemple non limitatif.
Le filtre est par ailleurs avantageusement contenu dans un ouvrage ouvert de manière à permettre l'oxygénation dudit lit.
Tout particulièrement, l'aspiration du flux liquide sur un même filtre est réalisée, selon un mode d'alternance entre les périodes d'alimentation et les périodes de repos.
Dans ce cas, l'emploi en parallèle de plusieurs filtres, dans plusieurs contenants distincts recevant le substrat, peut avantageusement permettre un traitement au fil de l'eau du flux liquide, sans zone de stockage ou de décantation préalable.
A l'issue de la phase de traitement sur un lit de phosphate, on post-traite le flux liquide par des moyens de désinfections notamment ; l'ultraviolet, le lagunage tertiaire,, l'ozonation, la microfiltration, et la chloration, avant réutilisation de l'eau alors dépolluée.
L'invention concerne encore un dispositif de la mise en œuvre du procédé tel que précédemment décrit, destiné à traiter des eaux usées urbaines. Tel que visible dans la figure 1, le dispositif comprend au moins : des moyens (1) de tamisage conçus aptes à séparer lesdites eaux dessablées en au moins un flux liquide et une masse solide, des moyens (2) de dessablage des eaux effluentes, des moyens (3) de déshuilage et de dégraissage, des moyens (4) de décantation, des moyens (5) d'alimentation par bâchée, puis des moyens (6) pour la filtration sur un lit de phosphate. Enfin des moyens (7) de décantation et/ou de désinfection.
Par ailleurs, tel qu'il est démontré dans la figure 2, le lit de filtration est constitué d'une couche (9) de phosphate posée sur une couche (8) de refus de lavage du phosphate nommé également stérile, ledit lit de filtration est couvert par la même couche (10) de refus de lavage dans le but d'éviter l'installation d'un chemin préférentielle.

Claims

Revendications
1. Procédé de traitement des eaux usées urbaines par infiltration percolation caractérisé en ce qu'il soit réalisé sur un lit de phosphate.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le phosphate subit une étape de traitement avant utilisation
3. Le procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on traite le phosphate selon les étapes suivantes :
- on sépare du ou des fractions de phosphate utilisées les éléments fins contenus dans lesdits phosphates, de manière à obtenir au moins d'une part une partie fines et d'autre part une partie plus grossière qui subira le traitement
- On élimine lesdites fines particules de phosphates qui génèrent des boues, en réalisant une coupure à 40 μπι
- On lave le phosphate exempt de fines à l'eau distillée avant de le séché à l'étuve à une température de 115 °C
- Une fois sortie de l'étuve le phosphate est homogénéisé en réalisant un quartage
4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise de l'eau usées urbaine
5. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'eau usées urbaine soit prétraitée
6. Le procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on prétraite l'eau usées urbaine selon les étapes suivantes :
- on sépare du ou des effluents des eaux usées urbaines à traiter les éléments solides contenus dans lesdites effluents, de manière à obtenir au moins un flux liquide
- on prétraite le flux liquide par dégrillage, déshuilage,
- par la suite ladite eau usée urbaine subit une décantation primaire de 2 jours
7. Dispositif pour la mise en uvre du procédé selon les revendications 1 à 6, destiné à traiter des eaux usées urbaines, caractérisé en ce qu'il comprend au moins : des moyens de dégrillage (1) conçus aptes à séparer les eaux usées urbaines en, une part au moins un flux liquide, et d'autre part au moins une masse solide, des moyens (2) de dessablage, des moyens de déshuilage (3) dudit flux liquide, des moyens de décantation (4), ainsi que des moyens d'aspiration (5) du flux, puis des moyens de filtration sur un lit de phosphate (6)
8. Dispositif selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le lit de filtration soit constitué par du phosphate traitée (9) et disposé sur une couche de gravier (8) puis une toile filtrante (11), ladite couche de phosphate est surmonté par une couche de gravier (10) posé sur une toile filtrante (12), à son extrémité le dispositif est muni de moyens de récupération de l'eau traitée
9. Dispositif selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en plus des moyens pour le post-traitement (7) du flux liquide à savoir un moyen de décantation secondaire et / ou une méthode de désinfection.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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