WO2012175489A1 - Procede sequence de traitement biologique d'eau mettant en œuvre des granules de biomasse - Google Patents

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WO2012175489A1
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water
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anaerobic
stirring
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Kim Sorensen
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Veolia Water Solutions & Technologies Support
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the field of the invention is that of the biological treatment of wastewater containing organic matter.
  • the invention relates to a sequenced biological water treatment technique using biomass granules.
  • the carbon and nitrogen pollution contained in the water, especially wastewater, is commonly reduced by the implementation of biological treatments, for example sequenced type.
  • Sequenced biological water treatments consist of treating a volume of water by contacting it, in successive portions, with biomass housed in a reactor. This type of reactor is called SBR for Sequenced Batch Reactor in English.
  • Biomass degrades carbon pollution during an aerobic phase. Ammonia is converted to nitrates during this aerobic phase by nitrification while nitrates are degraded to nitrogen during an anoxic phase of denitrification.
  • Treated water, depleted in carbon and nitrogen pollution, can then be collected after being separated from the biomass.
  • the treated water is generally separated from the bio mass involved in its treatment during a settling phase.
  • the biomass is in water mainly in the form of small, slightly settling particles generally having a diameter of less than one millimeter. As a result, their settling is slow, which implies that the time required for the biological treatment of the water is relatively long.
  • EP-B1-1 542 932 describes a technique of this type.
  • a bed of biomass granules is housed in a reactor.
  • the water to be treated is introduced at the base of the reactor during an anaerobic feeding.
  • the reactor water supply rate is chosen such that the feed is slow. This prevents the formation of a fluidized bed of biomass granules.
  • a non-agitated lag phase is observed in the reactor during which the water to be treated is left in contact with the biomass granules.
  • the nutrients present in the water are assimilated by the bio mass whose granules have their volume and density increase accordingly.
  • Oxygen is then introduced into the reactor by means of a ramp provided in its lower part.
  • the nitrogen pollution contained in the water to be treated is then degraded at least in part by nitrification-denitrification.
  • the granules are then extracted and a settling is carried out in the reactor before extracting treated water depleted in nitrogen pollution.
  • the water supply to the reactor is slow to avoid fluidization of the bed of granules.
  • the closer the granules are to the surface of the bed the lower their contact with the organic matter of the water to be treated on which they feed.
  • There is therefore a vertical gradient of concentration of organic matter in the granules of the bed and therefore a non-uniform development of the granules.
  • the feeding step is followed by a latency step during which the reactor contents are not stirred.
  • the water to be treated is then kept in contact with the biomass granules long enough to allow the granules in the upper layers of the bed to absorb nutrients and develop in volume and density.
  • the biomass of which the granules are constituted comprises in particular two types of microorganisms:
  • GAO for "accumulative glucose organism” in English
  • PAOs for "accumulative polyphosphate organism”
  • the PAOs which are located in the lower layers of the granule bed are extracted from the reactor in greater proportions than the GAO.
  • WAGs compete with ODPs and predominate within the reactor. This phenomenon has a negative impact on the level of phosphorus removal contained in the water to be treated subsequently introduced into the reactor.
  • the water contained in the reactor further comprises granules, more weakly settling particles. These are removed with the treated water extracted from the reactor. It is then necessary to implement a polishing treatment downstream of the reactor. This tends to increase the size of water treatment facilities as well as the cost of water treatment.
  • the invention particularly aims to overcome these disadvantages of the prior art.
  • an object of the invention is to provide a biological water treatment technique which helps to improve the formation of biomass granules.
  • an object of the invention is to provide, in at least one embodiment, such a technique that allows the formation of granules of solid and stable biomasses.
  • Another objective of the invention is to provide, in at least one embodiment, such a technique which makes it possible to improve the settlability of the biomass granules.
  • the invention also aims to provide, in at least one embodiment, such a technique that reduces the duration of the biological treatment of water.
  • the invention further aims to provide, in at least one embodiment, such a technique that maximizes the elimination of pollution contained in the water to be treated.
  • the invention also aims to provide, in at least one embodiment, such a technique that is versatile including that it can ensure the treatment of different volumes of water with varying pollutants.
  • Another object of the invention is to provide, in at least one embodiment, such a technique that is simple to implement and / or reliable and / or economic.
  • such a method comprises a plurality of successive cycles each comprising:
  • the invention is based on a completely novel approach according to which a water to be treated is rapidly introduced inside a reactor in which it is brought into contact with biomass granules under anaerobic atmosphere, and then phases successive anaerobic brewing of the reactor contents, aeration, rapid decantation and extraction of treated water are implemented.
  • a water to be treated is rapidly introduced inside a reactor in which it is brought into contact with biomass granules under anaerobic atmosphere, and then phases successive anaerobic brewing of the reactor contents, aeration, rapid decantation and extraction of treated water are implemented.
  • all the granules of the bed formed in the reactor is promptly brought into contact with the water to be treated.
  • the granules are then distributed substantially uniformly and without stratification inside the reactor.
  • the agitation generated within the reactor makes it possible to increase the exposure of the entire surface of each granule to the nutrients contained in the water to be treated.
  • the mixing of the granules inside the reactor makes it possible, during the feeding phase, to improve the exchanges between the water and the granules. As a result, the rate of assimilation by the granules of nutrients initially present in the water, which is not limited by diffusion, is increased.
  • the granules formed then have a larger volume and density than those obtained by the implementation of the technique according to the prior art.
  • the diameter of these granules is generally between 1 and 5 millimeters while their density is generally between 1.02 and 1.10 kg / 1.
  • the granules formed then have a good ability to decant.
  • the technique according to the invention leads to promote the development of granules in proportions such that its implementation reduces the minimum concentration of organic matter that the water to be treated must contain to allow the formation of solid granules highly decantable.
  • the technique according to the invention makes it possible to generate the formation of highly settling solid granules from a water whose minimum concentration of organic matter is of the order of 400 mg / l.
  • the technique according to the invention makes it possible to increase the exchanges between the water to be treated and the granules, its implementation leads to improving the reduction of the organic matter contained in the water to be treated.
  • the technique according to the invention can therefore be implemented to effectively treat water with an organic matter concentration greater than 1500 mg / l.
  • the water supply speed of said reactor during said feeding step is between 10 and 20 m / h or m 3 / m 2 / h. This speed will preferably be greater than 8 mh or m 3 / m 2 / h.
  • the speed of supply of water can indifferently be expressed in m / h or in m 3 / m 2 / h.
  • the m 3 correspond to a volume of water while the m 2 correspond to the surface of the reactor.
  • said anaerobic stirring step comprises a recirculation of at least a portion of the water contained in said reactor from one zone of said reactor to another.
  • This implementation makes it possible to generate inside the reactor agitation sufficiently important to promote the development of large, solid and dense biomass granules, and low enough to maintain the integrity of the granules.
  • the recirculation speed will be between 4 and 8 m / h.
  • said anaerobic stirring step comprises mixing the contents of said reactor by means of stirrers.
  • Such an implementation makes it possible to generate an adequate mixing of the contents of the reactor in a simple and effective manner.
  • the level of agitation inside said reactor during said anaerobic feeding step is between 3 and 30 W / m 3 .
  • the level of agitation inside said reactor during said anaerobic stirring step is between 5 and 10 W / m 3 .
  • Such stirring levels within the reactor promote the development of bulky, solid and dense granules while preserving their integrity.
  • the level of the point of discharge of the water during said step of discharging treated water depleted in organic matter is variable.
  • This implementation also makes it possible to bring the level of the point of extraction of water closer to the bed of granules present at the bottom of the reactor and to evacuate the weakly settling particles which accumulate over time on the surface of the upper layers of water. granules of the bed.
  • This implementation can also lead to authorizing the development of a bed of granules more or less thick at the bottom of the reactor so as to allow the treatment of water with levels of polluting loads higher or lower.
  • the level of the water extraction point can also be considerably closer to the surface of the bed of granules present at the bottom of the reactor. In this way, almost all of the treated water depleted in organic matter can be extracted from the reactor.
  • the concentration of organic matter in the reactor is thus increased with each new feed by limiting the dilution of the water to be treated with stagnant treated water in the reactor after extraction. The growth of the granules is thus promoted because they feed on the organic matter to develop.
  • a method according to the invention comprises a step of extracting granules, said extraction step being preferably implemented after the course of several successive cycles.
  • Said extraction step is preferably preceded by a stirring step of said reactor.
  • the biomass of which the granules are constituted includes microorganisms called GAO ("Glucose Accumulative Organisms") and microorganisms called PAO ("Polyphosphate accumulative organisms").
  • GAOs which assimilate glucose, are less dense than PAOs that assimilate phosphorus.
  • PAO Polyphosphate accumulative organisms
  • said stirring step preferably comprises a step of aeration of said reactor.
  • Aeration of the reactor before extracting granules not only creates agitation, but also maintains an aerobic atmosphere and prevents the phosphorus assimilated by the granules from escaping from it. distribute in the reactor before the granules are extracted. This implementation therefore makes it possible to improve the removal of phosphorus.
  • At least one of said cycles comprises a step of extraction of weakly settling particles, said weakly settling particles not being extracted with said treated water.
  • the extracted treated water is thus separated from the slightly settling particles so that the treated water has a sufficiently low level of solid particles in suspension to prevent the implementation of a downstream polishing treatment. Only the slightly settling particles extracted can be routed to a treatment of this type. This limits the cost of producing biologically treated water.
  • FIG. 1 illustrates a first example of a water treatment installation for the implementation of a method according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a second example of a water treatment installation for the implementation of a method according to the invention.
  • the general principle of the invention consists in treating a water biologically by introducing it rapidly during an anaerobic feeding phase inside a reactor in which it is brought into contact with biomass granules. .
  • the water then undergoes successive anaerobic phases of mixing of the reactor contents, aeration, and then rapid settling.
  • a treated water is finally extracted from the reactor.
  • such an installation comprises a water supply pipe to be treated 10 whose outlet is connected to the inlet of a "T" connector 12.
  • a valve 11 is mounted on the pipe 10.
  • the "T” connector 12 comprises an outlet which is connected to the inlet of a recirculation pump 13.
  • the "T” connector 12 comprises a second inlet which is connected to the outlet of a recirculation duct 14 on which is mounted a valve 27.
  • the output of the recirculation pump 13 is connected to a collector 15 which opens at the bottom of a biological reactor 16.
  • the biological reactor 16 comprises a bottom 161, an upper part 162 and a side wall 163.
  • the side wall 163 is traversed by an extraction mouth 17.
  • the reactor 16 houses means for extracting treated water and / or particles. These extraction means comprise a pipe 18.
  • the inlet 181 of this pipe 18 is provided with a float 29.
  • the outlet 182 of this pipe 18 is connected to the extraction mouth 17.
  • the extraction mouth 17 is connected to a "T" connector 19, a first outlet of which is connected to a treated water discharge pipe 20 on which a valve 21 is mounted, and a second outlet is connected to a pipe discharge of loosely settling particles and granules 22 on which a valve 23 is mounted.
  • the installation comprises aeration means of the reactor 16.
  • These aeration means comprise an air supply pipe 24 whose outlet is connected to a diffuser 25 housed at the bottom 161 of the reactor 16.
  • the reactor 16 houses a bed consisting of a plurality of biomass granules
  • the recirculation pipe 14 comprises an inlet 141 which is connected to a funnel 28 placed in the upper part 162 of the reactor 16. In a variant, this recirculation could be carried out using the treated water discharge pipe 20.
  • Figure 2 illustrates a variant of the water treatment plant illustrated in Figure 1.
  • the water recirculation means which notably comprise the funnel 28 and the recirculation duct 14, are replaced in this variant by paddle stirrers 200 housed inside the reactor 16.
  • the biological reactor 16 operates, as will be explained more in detail later, in sequenced mode. It is therefore a type of reactor SBR for "Sequenced Batch Reactor" in English in which the total volume of water to be treated is treated in successive portions.
  • a method according to the invention comprises a plurality of successive cycles each comprising:
  • valve 11 is open while the valves 27, 21 and 23 are closed.
  • the pump 13 is implemented in such a way that water to be treated is introduced into the reactor 16 from its bottom 161 via the supply pipe 10, the collector 15 and the pipes 151 preferably until the high level of the reactor 16 is reached.
  • the water supply speed of the reactor 16 during the feeding stage is between 10 and 20 m / h.
  • the water supply to be treated reactor is therefore fast.
  • the water to be treated rapidly passes through the bed of granules present at the bottom of the reactor 16 so that it is fluidized. Thus, all the granules constituting the bed is exposed rapidly to the water to be treated on their entire surface. As soon as the water supply to the reactor is maximized, the exchanges between the water to be treated and the bio mass of which the granules are formed are thus maximized. In other words, as soon as the reactor feeds, the granules begin to assimilate nutrients.
  • agitation within the reactor 16 is generated by the implementation of stirring means.
  • valve 1 1 is closed, the valve 27 is open and the pump 13 is implemented so that water contained in the reactor 16 is sucked into the funnel 28 located in the upper portion 162 of the reactor 16 and flows into the recirculation pipe 14 before being reinjected into the bottom 161 of the reactor 16 via the collector 15 and the pipes 151.
  • the water recirculation speed is between 4 and 8 m / h.
  • stirring is generated in the reactor 16 by rotating the paddle stirrers 200.
  • stirring means during the anaerobic stirring stage makes it possible to create a level of agitation inside the reactor of between 5 and 10 W / m 3 .
  • Such a level of agitation improves the exchanges between the water to be treated and the biomass granules while preserving their integrity.
  • the implementation of the technique according to the invention which promotes the development of granules, leads to the production of stable granules, that is to say solids, having a high density and volume and therefore a good ability to decant.
  • the diameter of the granules thus obtained is generally between 1 and 5 millimeters whereas their density is generally between 1.03 and 1.5. kg / 1.
  • the technique according to the invention also improves the reduction of nutrients, in particular phosphorus and nitrogen.
  • the valve 27 is then closed, the pump 13 stopped and air, or another gas containing oxygen, is introduced into the bottom of the reactor 16 via the pipe 24 and the diffuser 25.
  • concentration of dissolved oxygen in the reactor is generally between 1 and 4 mg 0 2 / l.
  • Part of the bacteria that make up the biomass that make up the granules converts the ammonia present in the water into nitrates by consuming oxygen. Nitrification of the water is then observed.
  • the oxygen concentration inside the granules decreases in depth.
  • the oxygen concentration at the heart of the granules is substantially zero.
  • the granules formed in the reactor 16 decant rapidly because of their size. During the settling phase, the highly settling granules accumulate at the bottom of the reactor 16.
  • the treated water depleted in organic matter, as well as in nutrients, can then be extracted from the reactor 16.
  • the valve 21 is open so that the treated water flows from the inlet 181 of the pipe 18 floating on the surface of the water. Given that the inlet 181 of the pipe 18 floats on the surface of the water, it is possible to trigger the extraction of the treated water through the opening of the valve 21 without waiting for all the granules has decanted at the bottom of the reactor 16.
  • the extraction rate of the treated water can thus be chosen so that the drop in the level of the water in the reactor follows the drop in the level of the granules in the reactor. It is thus possible to reduce the time of production of treated water.
  • the extraction rate of the water will preferably be between 10 and 20 m / h.
  • the level of the extraction point of the treated water in other words that of the inlet 181 of the pipe 18, is variable, and decreases in this case during the extraction. It is thus possible to lower the level of the inlet 181 of the pipe 18 until it reaches a level close to that of the surface of the bed of granules. This allows the extraction of a very large volume of treated water and consequently reduces the volume of treated water stagnant inside the reactor 16 after the extraction step is completed.
  • the water contained in the reactor additionally comprises highly settling granules of other more weakly settling particles. During the settling phase, these particles tend to accumulate to form a layer on the surface of the bed of granules located at the bottom of the reactor 16.
  • the valve 21 can be closed and the valve 23 opened so that the Low settling particles can be removed from the reactor 16 separately from the treated water.
  • the treated water extracted from the reactor 16 thus has a low level of solid particles in suspension, which prevents the implementation of a downstream polishing treatment.
  • the low settling particles extracted from the reactor 16 can be sent for further processing. Such a step of extraction of weakly settling particles may not be implemented at each cycle.
  • a new cycle can be initiated by implementing a new anaerobic step 16. As many cycles as necessary will be implemented to ensure the treatment of a given volume of water to be treated.
  • a method according to the invention may comprise one or more granule extraction steps. This or these granule extraction steps are preferably implemented after the course of several successive cycles.
  • the extraction of granules can be obtained at the end of a low-decantable particle extraction step leaving the valve 23 open.
  • the step of extracting granules is preceded by a step of stirring the contents of the reactor 16.
  • This stirring could be generated mechanically by means of stirrers. It is preferentially generated by venting the inside of the reactor via the pipe 24 and the diffuser 25.
  • the bed of granules is stirred so that the distribution of GAO and PAO contained in the granules is substantially homogeneous inside the bed.
  • the proportions of GAO and PAO discharged out of the reactor 16 are substantially identical. In this way, GAOs are not preponderant inside the reactor at the following cycles, which would limit the reduction of phosphorus.
  • Aeration of the bed before the extraction of granules also makes it possible to maintain an aerobic state inside the reactor 16 and to prevent a portion of the phosphorus assimilated by the granules being discharged into the reactor before the granules are discharged. . This contributes to improving phosphorus abatement.
  • the duration of the step is the duration of the step:
  • anaerobic feeding is equal to 15 minutes and is preferably between 10 and 30 minutes;
  • anaerobic agitation is 45 minutes and is preferably between 30 and 60 minutes;
  • aeration time is equal to 120 minutes and is preferably between 90 and 180 minutes;
  • Decantation is equal to 15 minutes and is preferably included between 10 and 30 minutes;
  • treated water extraction is equal to 15 minutes and is preferably between 10 and 30 minutes.
  • aeration is equal to 2 hours
  • Treated water extraction is equal to 1 hour.
  • aeration is 2 hours
  • decantation is equal to 2-10 minutes
  • Treated water extraction is equal to 2 -10 minutes
  • the implementation of the technique according to the invention thus makes it possible to reduce the duration of the duration of the treatment.

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Abstract

Procédé séquencé de traitement biologique d'eau mettant en œuvre des granules de biomasse L'invention concerne un procédé de traitement d'eaux usées contenant de la matière organique au sein d'un réacteur logeant des granules de biomasse et pourvu de moyens d'aération. Selon l'invention, un tel procédé comprend une pluralité de cycles successifs comprenant chacun: une étape anaérobie d'alimentation en eaux usées dudit réacteur aux cours de laquelle lesdites eaux sont mélangées avec lesdites granules pour former un lit fluidisé; une étape anaérobie d'agitation contenu dudit réacteur; une étape d'aération contenu dudit réacteur; une étape de sédimentation; une étape d'évacuation d'une eau traitée appauvrie matière organique.

Description

Procédé séquencé de traitement biologique d'eau mettant en œuvre des granules de biomasse
1. Domaine de l'invention
Le domaine de l'invention est celui du traitement biologique d'eaux usées contenant de la matière organique.
Plus précisément, l'invention concerne une technique de traitement biologique séquencé d'eaux mettant en œuvre des granules de biomasse.
2. Art antérieur
La pollution carbonée et azotée contenue dans les eaux, notamment usées, est couramment abattue par la mise en œuvre de traitements biologiques par exemple de type séquencé.
Les traitements biologiques séquencés d'eau consistent à traiter un volume d'eau en la mettant en contact, par portions successives, avec de la biomasse logée dans un réacteur. Ce type de réacteur est dénommé SBR pour Sequenced Batch Reactor en langue anglaise.
La biomasse dégrade la pollution carbonée lors d'une phase aérobie. L'ammoniaque est transformé en nitrates lors de cette phase aérobie par nitrifïcation tandis que les nitrates sont dégradés en azote lors d'une phase anoxique de dénitrification.
De l'eau traitée, appauvrie en pollution carbonée et azotée, peut ensuite être recueillie après avoir été séparée de la biomasse.
L'eau traitée est généralement séparée de la bio masse impliquée dans son traitement au cours d'une phase de décantation.
Toutefois, la biomasse se trouve dans l'eau essentiellement sous la forme de petites particules faiblement décantables ayant généralement un diamètre inférieur à un millimètre. Il en résulte que leur décantation est lente ce qui implique que le temps nécessaire au traitement biologique de l'eau est relativement long.
Pour pallier cet inconvénient, d'autres techniques de traitement biologique séquencé d'eau ont été mises au point. Ces techniques consistent à mettre en contact l'eau à traiter avec de la biomasse se présentant essentiellement sous la forme de granules dont le diamètre est généralement supérieur à un millimètre. Les granules de bio masse, plus volumineuses et plus lourdes que les particules de biomasses classiques, présentent une meilleure capacité à décanter.
La mise en œuvre d'une telle technique de traitement d'eau présente l'avantage de réduire le temps nécessaire à la séparation par décantation de la bio masse et de l'eau traitée et le cas échéant de réduire la taille des équipements mis en œuvre à cet effet.
Le brevet européen portant le numéro EP-B1-1 542 932 décrit une technique de ce type.
Selon la technique décrite dans ce document, un lit de granules de biomasse est logé dans un réacteur.
L'eau à traiter est introduite à la base du réacteur au cours d'une alimentation anaérobie. Le débit d'alimentation en eau du réacteur est choisi de manière telle que l'alimentation soit lente. On évite ainsi la formation d'un lit fluidisé de granules de biomasse.
Après que l'alimentation du réacteur en eau à traiter est achevée, une phase de latence non agitée est observée dans le réacteur au cours de laquelle l'eau à traiter est laissée au contact des granules de biomasse. Au cours de cette phase, les nutriments présents dans l'eau sont assimilés par la bio masse dont les granules voient leur volume et leur densité croître en conséquence.
De l'oxygène est ensuite introduit dans le réacteur au moyen d'une rampe prévue dans sa partie inférieure. La pollution azotée contenue dans l'eau à traiter est alors dégradée au moins en partie par nitrification-dénitrifïcation.
Les granules sont ensuite extraites puis une décantation est mise en œuvre au sein du réacteur avant d'en extraire de l'eau traitée appauvrie en pollution azotée.
La technique décrite dans ce document permet de réduire la concentration de l'eau en pollution azotée et notamment en phosphores. Elle présente néanmoins quelques inconvénients. 3. Inconvénients de l'art antérieur
L'alimentation en eau du réacteur est lente pour éviter la fluidisation du lit de granules. Il en résulte que plus les granules sont situées à proximité de la surface du lit, plus leur mise en contact avec la matière organiques des eaux à traiter dont elles se nourrissent est faible. Il existe donc un gradient vertical de concentration en matière organique dans les granules du lit, et donc un développement non uniforme des granules.
Pour limiter ce phénomène, l'étape d'alimentation est suivie d'une étape de latence au cours de laquelle le contenu du réacteur n'est pas agité. L'eau à traiter est alors maintenue en contact avec les granules de biomasse suffisamment longtemps pour laisser le temps aux granules situées dans les couches supérieures du lit d'assimiler des nutriments et de se développer en termes de volume et de densité.
Les inventeurs ont toutefois remarqué qu'il résulte de ces phases non agitées d'alimentation et de latence un échange réduit entre les nutriments présents dans l'eau et les granules de biomasse. Ceci contribue :
à limiter l'assimilation de nutriments par les granules et par conséquent à réduire leur développement ainsi que leur capacité à décanter ;
à limiter la profondeur de pénétration des nutriments dans les granules, et pas conséquent à réduire leur stabilité, leur résistance ;
à augmenter la concentration minimale en matière organique que doivent contenir les eaux à traiter afin de permettre la génération de granules ayant de bonnes capacités à décanter ;
à réduire la concentration maximale en matière organique que doivent contenir les eaux à traiter ;
à augmenter la durée de la phase de latence anaérobie et de la phase de décantation, et par conséquent la durée total du traitement.
Par ailleurs, la biomasse dont sont constituées les granules comprend notamment deux types de micro -organismes :
les GAO (pour « glucose accumulative organism » en anglais) ; les PAO (pour « polyphosphate accumulative organism » en anglais).
On s'est aperçu que la densité des PAO est plus élevée que celle des GAO.
Ainsi, lors de l'extraction des granules, les PAO qui sont situés dans les couches inférieures du lit de granules sont extraits du réacteur dans de plus amples proportions que les GAO. Il en résulte que les GAO entrent en compétition avec les PAO et prédominent au sein du réacteur. Ce phénomène exerce un impact négatif sur le niveau d'élimination du phosphore contenu dans les eaux à traiter ultérieurement introduites dans le réacteur.
Les eaux contenues dans le réacteur comprennent en plus des granules, des particules plus faiblement décantables. Celles-ci sont évacuées avec l'eau traitée extraite du réacteur. Il est alors nécessaire de mettre en œuvre un traitement de polissage en aval du réacteur. Ceci tend à augmenter la taille des installations de traitement d'eau ainsi que le coût du traitement de l'eau.
4. Objectifs de l'invention
L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.
Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une technique de traitement biologique d'eau qui contribue à améliorer la formation de granules de biomasse.
En particulier, un objectif de l'invention est de procurer, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui permette la formation de granules de biomasses solides et stables.
Un autre objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui permette d'améliorer la décantabilité des granules de biomasse.
L'invention a encore pour objectif de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui permette de réduire la durée du traitement biologique de l'eau. L'invention poursuit encore l'objectif de procurer, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui permette de maximiser l'élimination de la pollution contenue dans l'eau à traiter.
L'invention vise également à procurer, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui soit polyvalente notamment en ce qu'elle puisse permettre d'assurer le traitement de volumes différents d'eaux présentant des charges polluantes variables.
Un autre objectif de l'invention est de procurer, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui soit simple à mettre en œuvre et/ou fiable et/ou économique.
5. Exposé de l'invention
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé de traitement d'eaux usées contenant de la matière organique au sein d'un réacteur logeant des granules de biomasse et pourvu de moyens d'aération.
Selon l'invention, un tel procédé comprend une pluralité de cycles successifs comprenant chacun :
une étape anaérobie d'alimentation en eaux usées dudit réacteur aux cours de laquelle lesdites eaux sont mélangées avec lesdites granules pour former un lit fluidisé ;
une étape anaérobie d'agitation du contenu dudit réacteur ;
une étape d'aération du contenu dudit réacteur ;
une étape de décantation ;
une étape d'évacuation d'une eau traitée appauvrie en matière organique.
Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait originale selon laquelle une eau à traiter est introduite rapidement à l'intérieur d'un réacteur au sein duquel elle est mise en contact avec des granules de biomasse sous ambiance anaérobie, puis des phases successives anaérobie de brassage du contenu du réacteur, d'aération, de décantation rapide puis d'extraction d'eau traitée sont mises en œuvre. Au cours de la phase anaérobie d'alimentation rapide du réacteur, l'intégralité des granules du lit formé dans le réacteur est promptement mise en contact avec l'eau à traiter. On observe alors une fluidisation du lit de granules. Cette fluidisation est maintenue au cours de l'étape anaérobie d'agitation. Les granules sont alors réparties de manière sensiblement uniforme et sans stratification à l'intérieur du réacteur.
L'agitation générée au sein du réacteur permet d'augmenter l'exposition de l'intégralité de la surface de chaque granule aux nutriments contenus dans l'eau à traiter.
Le brassage des granules à l'intérieur du réacteur permet, dès la phase d'alimentation, d'améliorer les échanges entre les eaux et les granules. Il en résulte que le taux d'assimilation par les granules de nutriments initialement présents dans l'eau, qui n'est pas limité par la diffusion, est augmenté. Les granules formées présentent alors un volume et une densité plus importants que ceux obtenus par la mise en œuvre de la technique selon l'art antérieur. Ainsi, le diamètre de ces granules est généralement compris entre 1 et 5 millimètres alors que leur densité est généralement comprise entre 1.02 et 1,10 Kg/1. Les granules formées présentent alors une bonne capacité à décanter.
Compte tenu du fait que la diffusion des nutriments à l'intérieur des granules est peu limitée par la diffusion, ceux-ci peuvent pénétrer en profondeur au sein des granules. Les granules formées présentent par conséquent une grande stabilité.
La technique selon l'invention conduit à promouvoir le développement des granules dans des proportions telles que sa mise en œuvre permet de réduire la concentration minimale en matière organique que les eaux à traiter doivent contenir pour permettre la formation de granules solides fortement décantables. Ainsi, la technique selon l'invention permet de générer la formation de granules solides fortement décantables à partir d'une eau dont la concentration minimale en matière organique est de l'ordre de 400 mg/1. Dans la mesure où la technique selon l'invention permet d'accroître les échanges entre les eaux à traiter et les granules, sa mise en œuvre conduit à améliorer l'abattement de la matière organique contenue dans les eaux à traiter. La technique selon l'invention peut par conséquent être mise en œuvre pour traiter efficacement des eaux dont la concentration en matière organique est supérieure à 1 500 mg/1.
Au final, la mise en œuvre de la technique selon l'invention permet notamment :
de promouvoir le développement des granules de biomasse volumineuses et denses ;
de réduire la durée de la phase au cours de laquelle les nutriments, notamment le glucose et le phosphore, présents dans l'eau sont assimilés par les granules et donc d'augmenter la vitesse de formation des granules ; d'améliorer la stabilité des granules de biomasse ;
d'obtenir une meilleure répartition des granules de biomasse à l'intérieur du réacteur ;
de diminuer la durée de la phase de décantation ;
d'améliorer l'élimination de la pollution de l'eau à traiter ;
de réduire la durée globale du traitement biologique de l'eau.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la vitesse d'alimentation en eaux dudit réacteur lors de ladite étape d'alimentation est comprise entre 10 et 20 m/h ou m3/m2/h. Cette vitesse sera préférentiellement supérieure à 8 m h ou m3/m2/h.
Le fait d'alimenter en eau le réacteur selon une telle vitesse permet d'y générer une fluidisation du lit de granules et d'améliorer ainsi le contact et donc les échanges entre les nutriments présents dans l'eau et les granules de biomasse. On favorise ainsi la formation de granules stables et denses dès le remplissage du réacteur. Bien entendu, le seul fait de choisir une telle vitesse ne suffit pas forcément à obtenir un lit fluidisé. D'autres paramètres doivent également être pris en compte comme par exemple la taille des granules, leur densité, leur état de surface. Pour améliorer la formation d'un lit fluidisé, l'eau doit également alimenter le réacteur de préférence de manière sensiblement homogène sur toute sa surface.
La vitesse d'alimentation en eaux peut indifféremment être exprimée en m/h ou en m3/m2/h. Dans ce dernier cas, les m3 correspondent à un volume d'eau alors que les m2 correspondent à la surface du réacteur.
Selon un mode de réalisation préférentiel, ladite étape anaérobie d'agitation comprend une recirculation d'au moins une partie de l'eau contenue dans ledit réacteur depuis une zone dudit réacteur vers une autre.
Cette mise en œuvre permet de générer à l'intérieur du réacteur une agitation suffisamment importante pour promouvoir le développement de granules de biomasse volumineuses, solides et denses, et suffisamment faible pour maintenir l'intégrité des granules.
Préférentiellement, la vitesse de recirculation sera comprise entre 4 et 8 m/h .
Selon un autre mode de réalisation, ladite étape anaérobie d'agitation comprend un brassage du contenu dudit réacteur au moyen d'agitateurs.
Une telle mise en œuvre permet de générer un brassage adéquat du contenu du réacteur de manière simple et efficace.
De manière préférentielle, le niveau d'agitation à l'intérieur dudit réacteur pendant ladite étape anaérobie d'alimentation est compris entre 3 et 30 W/m3.
De manière avantageuse, le niveau d'agitation à l'intérieur dudit réacteur pendant ladite étape anaérobie d'agitation est compris entre 5 et 10 W/m3.
De tels niveaux d'agitation au sein du réacteur permettent de promouvoir le développement de granules volumineuses, solides et denses tout en préservant leur intégrité.
Selon une variante avantageuse, le niveau du point d'évacuation de l'eau lors de ladite étape d'évacuation d'eau traitée appauvrie en matière organique est variable.
II est ainsi possible de diminuer progressivement le niveau depuis lequel est extraite l'eau traitée lors de l'étape d'extraction. L'extraction de l'eau traitée peut alors être entamée sans attendre que toutes les granules aient décantées. Ceci permet de réduire le temps d'extraction de l'eau traitée.
Cette mise en œuvre permet également de rapprocher du lit de granules présent au fond du réacteur le niveau du point d'extraction d'eau et d'évacuer les particules faiblement décantables qui s'accumulent au cours du temps à la surface des couches supérieures de granules du lit.
Cette mise en œuvre peut également conduire à autoriser le développement d'un lit de granules plus au moins épais au fond du réacteur de manière à permettre le traitement d'eaux présentant des niveaux de charges polluantes plus ou moins élevés.
Le niveau du point d'extraction de l'eau peut également être considérablement rapproché de la surface du lit de granules présent au fond du réacteur. De cette façon, la quasi-totalité de l'eau traitée appauvrie en matière organique peut être extraite du réacteur. On augmente ainsi la concentration en matière organique à l'intérieur du réacteur à chaque nouvelle alimentation en limitant la dilution de l'eau à traiter avec de l'eau traitée stagnant dans le réacteur après extraction. La croissance des granules est ainsi promue du fait que celles-ci se nourrissent de la matière organique pour se développer.
Selon une caractéristique avantageuse, un procédé selon l'invention comprend une étape d'extraction de granules, ladite étape d'extraction étant préférentiellement mise en œuvre après le déroulement de plusieurs cycles successifs.
Ceci permet de contrôler le développement et la hauteur du lit de granules à l'intérieur du réacteur ainsi que l'âge de la bio masse dont elles sont constituées. Le choix de la hauteur du lit de granules peut permettre d'adapter le procédé au traitement d'eaux présentant des niveaux de charges polluantes différents.
Ladite étape d'extraction est préférentiellement précédée d'une étape d'agitation dudit réacteur. La biomasse dont sont constituées les granules comprend notamment des micro-organismes dénommés GAO (« Glucose accumulative organisms ») et des micro-organismes dénommés PAO (« Polyphosphate accumulative organisms »). Les GAO, qui assimilent le glucose, sont moins denses que les PAO qui assimilent le phosphore. Il en résulte qu'à l'issue de la décantation, les PAO sont situés dans les couches inférieures du lit de granules alors que les GAO sont situés dans les couches supérieures du lit de granules. L'agitation du contenu du réacteur permet ainsi d'éliminer cette stratification à l'intérieur du réacteur et de répartir de manière essentiellement uniforme les GAO et les PAO à l'intérieur du réacteur. Ainsi, lors de l'extraction de granules, les GAO et les PAO sont extraits dans des proportions sensiblement identiques. On évite alors une prédomination des GAO sur les PAO aux cycles suivants maintenant ainsi un bon niveau d'abattement du phosphore.
Dans ce cas, ladite étape d'agitation comprend préférentiellement une étape d'aération dudit réacteur.
Le fait d'aérer le réacteur avant d'en extraire des granules permet non seulement d'y créer une agitation, mais également d'y maintenir une ambiance aérobie et d'éviter que le phosphore assimilé par les granules s'en échappe et se répartisse dans le réacteur avant que les granules en soient extraites. Cette mise en œuvre permet donc d'améliorer l'élimination du phosphore.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, au moins un desdits cycles comprend une étape d'extraction de particules faiblement décantables, lesdites particules faiblement décantables n'étant pas extraites avec ladite eau traitée.
L'eau traitée extraite est ainsi séparée des particules faiblement décantables en sorte que l'eau traitée présente un taux de particules solides en suspension suffisamment faible pour prévenir la mise en œuvre d'un traitement de polissage en aval. Seules les particules faiblement décantables extraites peuvent être acheminées vers un traitement de ce type. On limite ainsi le coût de production d'une eau traitée biologiquement. 6. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels :
la figure 1 illustre un premier exemple d'une installation de traitement d'eau pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention ;
la figure 2 illustre un deuxième exemple d'une installation de traitement d'eau pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention.
7. Description d'un mode de réalisation de l'invention
7.1. Rappel du principe général de l'invention
Le principe général de l'invention consiste à traiter une eau par voie biologique en l'introduisant rapidement lors d'une phase d'alimentation anaérobie à l'intérieur d'un réacteur au sein duquel elle est mise en contact avec des granules de biomasse. L'eau y subit ensuite des phases successives anaérobie de brassage du contenu du réacteur, d'aération, puis de décantation rapide. Une eau traitée est enfin extraite du réacteur.
7.2. Exemple d'une installation de traitement d'eau pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention
On présente, en relation avec la figure 1, une installation de traitement d'eau pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention.
Comme cela est représenté, une telle installation comprend une canalisation d'amenée d'eau à traiter 10 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un raccord en « T » 12. Une vanne 11 est montée sur la canalisation 10.
Le raccord en « T » 12 comprend une sortie qui est reliée à l'entrée d'une pompe de recirculation 13. Le raccord en « T » 12 comprend une deuxième entrée qui est reliée à la sortie d'une canalisation de recirculation 14 sur laquelle est montée une vanne 27.
La sortie de la pompe de recirculation 13 est reliée à un collecteur 15 qui débouche au fond d ' un réacteur bio lo gique 16. Le réacteur biologique 16 comprend un fond 161, une partie haute 162 et une paroi latérale 163. La paroi latérale 163 est traversée par une bouche d'extraction 17.
Le réacteur 16 loge des moyens d'extraction d'eau traitée et/ou de particules. Ces moyens d'extraction comprennent un tuyau 18. L'entrée 181 de ce tuyau 18 est pourvue d'un flotteur 29. La sortie 182 de ce tuyau 18 est reliée à la bouche d'extraction 17.
La bouche d'extraction 17 est reliée à un raccord en « T » 19 dont une première sortie est reliée à une canalisation d'évacuation d'eau traitée 20 sur laquelle est montée une vanne 21, et une deuxième sortie est reliée à une canalisation d'évacuation de particules faiblement décantables et de granules 22 sur laquelle est montée une vanne 23.
L'installation comprend des moyens d'aération du réacteur 16. Ces moyens d'aération comprennent une canalisation d'amenée d'air 24 dont la sortie est reliée à un diffuseur 25 logé au fond 161 du réacteur 16.
Le réacteur 16 loge un lit constitué d'une pluralité de granules de biomasse
26.
La canalisation de recirculation 14 comprend une entrée 141 qui est reliée à un entonnoir 28 placé dans la partie haute 162 du réacteur 16. Dans une variante, cette recirculation pourrait être effectuée en utilisant la canalisation d'évacuation d'eau traitée 20.
La figure 2 illustre une variante de l'installation de traitement d'eau illustrée à la figure 1.
Comme cela apparaît sur cette figure 2, les moyens de recirculation d'eau, qui comprennent notamment l'entonnoir 28 et la canalisation de recirculation 14, sont remplacés dans cette variante par des agitateurs à pales 200 logés à l'intérieur du réacteur 16.
7.3. Exemple d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention
Lors de la mise en œuvre d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention, le réacteur biologique 16 fonctionne, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite, en mode séquencé. Il s'agit donc d'un réacteur de type SBR pour « Sequenced Batch Reactor » en langue anglaise dans lequel le volume total d'eau à traiter est traité par portions successives.
Un procédé selon l'invention comprend une pluralité de cycles successifs comprenant chacun :
une étape anaérobie d'alimentation en eaux usées du réacteur 16 aux cours de laquelle les eaux sont mélangées avec les granules pour former un lit fluidisé ;
une étape anaérobie d'agitation du contenu du réacteur 16 ;
- une étape d'aération du contenu du réacteur 16 ;
une étape de décantation ;
une étape d'évacuation d'une eau traitée appauvrie en matière organique. Lors de chaque étape d'alimentation, la vanne 11 est ouverte alors que les vannes 27, 21 et 23 sont fermées. La pompe 13 est mise en œuvre de manière telle que de l'eau à traiter soit introduite dans le réacteur 16 depuis son fond 161 via la canalisation d'amenée 10, le collecteur 15 et les conduites 151 de préférence jusqu'à ce que le niveau haut du réacteur 16 soit atteint.
La vitesse d'alimentation en eaux du réacteur 16 lors de l'étape d'alimentation est compris entre 10 et 20 m/h. L'alimentation en eau à traiter du réacteur est donc rapide.
Du fait de l'alimentation rapide, l'eau à traiter traverse rapidement le lit de granules présent au fond du réacteur 16 en sorte que celui-ci est fluidisé. Ainsi, la totalité des granules constituant le lit est exposée rapidement à l'eau à traiter sur l'intégralité de leur surface. On maximise ainsi, dès l'alimentation en eau du réacteur, les échanges entre l'eau à traiter et la bio masse dont sont constituées les granules. En d'autres termes, dès l'alimentation du réacteur, les granules commencent à assimiler des nutriments.
Après que l'alimentation en eau du réacteur est achevée, son contenu est maintenu sous agitation dans des conditions anaérobiques.
Au cours de cette étape d'agitation anaérobie, l'agitation au sein du réacteur 16 est générée par la mise en œuvre des moyens d'agitation.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1 , la vanne 1 1 est fermée, la vanne 27 est ouverte et la pompe 13 est mise en œuvre en sorte que de l'eau contenue dans le réacteur 16 est aspirée dans l'entonnoir 28 situé dans la partie supérieure 162 du réacteur 16 et s'écoule dans la canalisation de recirculation 14 avant d'être réinjectée dans le fond 161 du réacteur 16 via le collecteur 15 et les conduites 151. Lors de cette phase aérobie d'agitation, la vitesse de recirculation de l'eau est compris entre 4 et 8 m/h.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 2, l'agitation est générée dans le réacteur 16 par la mise en rotation des agitateurs à pales 200.
La mise en œuvre des moyens d'agitation lors de l'étape anaérobie d'agitation permet de créer un niveau d'agitation à l'intérieur du réacteur compris entre 5 et 10 W/m3 .
Un tel niveau d'agitation permet d'améliorer les échanges entre l'eau à traiter et les granules de biomasse tout en préservant leur intégrité.
L'agitation au sein du réacteur permet d'assurer que les granules entrent en contact de manière continue avec l'eau sur l'intégralité de leur surface pendant toutes la durée de la phase d'agitation. Les nutriments, dont l'assimilation par les granules n'est pas limitée par la diffusion, peuvent pénétrer en profondeur au sein des granules. Le taux d'assimilation des nutriments par les granules est donc plus important que lors de la mise en œuvre de la technique selon l'art antérieur. Cela permet aussi d'augmenter la vitesse de relargage du P04-P nécessaire à la dé- phosphatation biologique par les bactéries PAO .
Compte tenu de l'amélioration des échanges entre l'eau et les granules, la mise en œuvre de la technique selon l'invention, qui promeut le développement des granules, conduit à la production de granules stables, c'est-à-dire solides, présentant une densité et un volume importants et donc une bonne capacité à décanter.
Le diamètre des granules ainsi obtenues est généralement compris entre 1 et 5 millimètres alors que leur densité est généralement comprise entre 1 ,03 et 1 ,5 kg/1.
La technique selon l'invention améliore également l'abattement des nutriments, notamment du phosphore et de l'azote.
Après que l'étape anaérobie d'agitation est achevée, une étape d'aération du contenu du réacteur est mise en œuvre.
La vanne 27 est alors fermée, la pompe 13 arrêtée et de l'air, ou un autre gaz contenant de l'oxygène, est introduit dans la fond du réacteur 16 via la canalisation 24 et le diffuseur 25. La concentration en oxygène dissous dans le réacteur est généralement comprise entre 1 et 4 mg 02/l.
Une partie des bactéries composant la biomasse dont sont constituées les granules transforme l'ammoniaque présent dans l'eau en nitrates en consommant de l'oxygène. On observe alors une nitrifîcation de l'eau.
Compte tenu de l'épaisseur des granules, il y existe un gradient de concentration en oxygène : la concentration en oxygène à l'intérieur des granules décroît en profondeur. Ainsi, la concentration en oxygène au cœur des granules est sensiblement nulle.
Une autre partie des bactéries composant la biomasse dont sont constituées les granules dégradent alors en azote gazeux, en phase anoxie, les nitrates produits précédemment. On observe alors une dénitrification de l'eau. Ainsi le Phosphore rélargué pendant l'étape anaérobie va être accumulé dans les granules.
Après que l'étape d'aération est achevée par l'arrêt de l'injection d'oxygène dans le réacteur 16, les granules formées dans le réacteur 16 décantent rapidement du fait de leur taille. Lors de la phase de décantation, les granules fortement décantables s'accumulent au fond du réacteur 16.
L'eau traitée appauvrie en matière organique, ainsi qu'en nutriments, peut alors être extraite du réacteur 16. Dans ce but, la vanne 21 est ouverte en sorte que l'eau traitée s'écoule depuis l'entrée 181 du tuyau 18 flottant à la surface de l'eau. Compte tenu que l'entrée 181 du tuyau 18 flotte à la surface de l'eau, il est possible de déclencher l'extraction de l'eau traiter par l'ouverture de la vanne 21 sans attendre que l'ensemble des granules ait décanté au fond du réacteur 16. Le débit d'extraction de l'eau traitée peut ainsi être choisi en sorte que la baisse du niveau de l'eau dans le réacteur suive la baisse du niveau des granules dans le réacteur. Il est ainsi possible de réduire le temps de production d'eau traitée. La vitesse d'extraction de l'eau sera préférentiellement comprise entre 10 et 20 m/h.
Le niveau du point d'extraction de l'eau traitée, en d'autres termes celui de l'entrée 181 du tuyau 18, est variable, et baisse en l'occurrence au cours de l'extraction. Il est ainsi possible de faire baisser le niveau de l'entrée 181 du tuyau 18 jusqu'à ce qu'elle atteigne un niveau proche de celui de la surface du lit de granules. On permet ainsi l'extraction d'un volume très important d'eau traitée et on réduit en conséquence le volume d'eau traitée stagnant à l'intérieur du réacteur 16 après que l'étape d'extraction est achevée.
Il en résulte qu'au remplissage suivant du réacteur 16, l'eau à traiter introduite est peu diluée avec de l'eau déjà traitée stagnante dont la concentration en nutriments pour la biomasse est très faible. Le développement des granules aux cycles suivants est ainsi également promu.
L'eau contenue dans le réacteur comprend en plus des granules fortement décantables d'autres particules plus faiblement décantables. Lors de la phase de décantation, ces particules ont tendance à s'accumuler pour former une couche à la surface du lit de granules situé au fond du réacteur 16.
Ainsi, lorsqu'au cours de l'extraction de l'eau traitée, l'entrée 181 du tuyau se trouve à proximité de la surface supérieure du lit de granules, la vanne 21 peut être fermée et la vanne 23 ouverte en sorte que les particules faiblement décantables puissent être extraites du réacteur 16 séparément de l'eau traitée. L'eau traitée extraite du réacteur 16 présente ainsi un faible taux de particules solides en suspension ce qui prévient la mise en œuvre d'un traitement de polissage en aval. Les particules faiblement décantables extraites du réacteurs 16 peuvent être envoyées vers un traitement ultérieur. Une telle étape d'extraction de particules faiblement décantables peut ne pas être mise en œuvre à chaque cycle.
Après que l'étape d'extraction d'eau traitée est achevée, un nouveau cycle peut être initié par la mise en œuvre d'une nouvelle étape anaérobie d'alimentation rapide du réacteur 16. Autant de cycles que nécessaires seront mis en œuvre pour assurer le traitement d'un volume donné d'eau à traiter.
Un procédé selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs étapes d'extraction de granules. Cette ou ces étapes d'extraction de granules sont préférentiellement mises en œuvre après le déroulement de plusieurs cycles successifs.
L'extraction de granules peut être obtenue à la fin d'une étape d'extraction de particules faiblement décantables en laissant le vanne 23 ouverte.
L'étape d'extraction de granules est précédée d'une étape d'agitation du contenu du réacteur 16. Cette agitation pourrait être générée mécaniquement au moyen d'agitateurs. Elle est préférentiellement générée en aérant l'intérieur du réacteur via la canalisation 24 et le diffuseur 25.
De cette manière, le lit de granules est brassé en sorte que la répartition des GAO et des PAO contenues dans les granules soit sensiblement homogène à l'intérieur du lit. Ainsi, au cours de l'extraction de granules, les proportions de GAO et de PAO évacués hors du réacteur 16 sont sensiblement identiques. On évite ainsi que les GAO soient prépondérants à l'intérieur du réacteur aux cycles suivants ce qui limiterait l'abattement du phosphore.
L'aération du lit avant l'extraction de granules permet aussi de maintenir un état aérobie à l'intérieur du réacteur 16 et d'éviter qu'une partie du phosphore assimilé par les granules soit rejetée dans le réacteur avant l'évacuation de granules. On contribue ainsi à améliorer l'abattement du phosphore.
Lors de la mise en œuvre d'un tel procédé, la durée de l'étape :
d'alimentation anaérobie est égale à 15 minutes et est préférentiellement comprise entre 10 et 30 minutes ;
d'agitation anaérobie est égale à 45 minutes et est préférentiellement comprise entre 30 et 60 minutes ;
d'aération est égale à 120 minutes et est préférentiellement comprise entre 90 et 180 minutes ;
- de décantation est égale à 15 minutes et est préférentiellement comprise entre 10 et 30 minutes;
d'extraction d'eau traitée est égale à 15 minutes et est préférentiellement comprise entre 10 et 30 minutes.
Dans une technique de l'art antérieur mettant en œuvre un réacteur de type SBR sans granules , la durée de l'étape :
d'alimentation et de latence est égale à 1 à 2 heures ;
d'aération est égale à 2 heure ;
de décantation est égale à 1 heure ;
d'extraction d'eau traitée est égale à 1 heure.
Dans la technique de l'art antérieur mettant en œuvre des granules , la durée de l'étape :
d'alimentation et de latence est égale à 1 à 2 heures ;
d'aération est égale à 2 heures ;
de décantation est égale à 2-10 minutes ;
d'extraction d'eau traitée est égale à 2 -10 minutes
La mise en œuvre de la technique selon l'invention permet ainsi de réduire la durée la durée du traitement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'eaux usées contenant de la matière organique au sein d'un réacteur logeant des granules de biomasse et pourvu de moyens d'aération, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de cycles successifs comprenant chacun :
une étape anaérobie d'alimentation en eaux usées dudit réacteur aux cours de laquelle lesdites eaux sont mélangées avec lesdites granules pour former un lit fluidisé ;
une étape anaérobie d'agitation du contenu dudit réacteur ;
- une étape d'aération du contenu dudit réacteur ;
une étape de décantation;
une étape d'évacuation d'une eau traitée appauvrie matière organique.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse d'alimentation en eaux dudit réacteur lors de ladite étape d'alimentation est compris entre 10 et 20 m3/m2/h.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite étape anaérobie d'agitation comprend une recirculation d'au moins une partie de l'eau contenue dans ledit réacteur depuis une zone dudit réacteur vers une autre.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite étape anaérobie d'agitation comprend un brassage du contenu dudit réacteur au moyen d'agitateurs.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le niveau d'agitation à l'intérieur dudit réacteur pendant ladite étape anaérobie d'alimentation est compris entre 3 et 30 W/m3.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le niveau d'agitation à l'intérieur dudit réacteur pendant ladite étape anaérobie d'agitation est compris entre 5 et 10 W/m3.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le niveau du point d'évacuation de l'eau lors ladite étape d'évacuation d'eau traitée appauvrie en matière organique est variable.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'extraction de granules, ladite étape d'extraction étant mise en œuvre après le déroulement de plusieurs cycles successifs.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite étape d'extraction est précédée d'une étape d'agitation dudit réacteur.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite étape d'agitation comprend une étape d'aération dudit réacteur.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins un desdits cycles comprend une étape d'extraction de particules faiblement décantables, lesdites particules faiblement décantables n'étant pas extraites avec ladite eau traitée.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la concentration en substance organique nutritive desdites eaux est supérieure à 400 mg/1, et préférentiellement à 650 mg/1.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le diamètre desdites granules est supérieur à un millimètre, et préférentiellement compris entre un et cinq millimètres.
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