Brevet FR2010250A1 — publié le 19700213

i La présente invention concerne tm procédé de traitement des eaux d'égout. Elle concerne plus particulièrement un procédé pour transformer les solides insolubles dans l'eau des eaux d'égouts en matières à décantation rapide. D'une façon encore plus particu-5 lière, elle concerne le traitement des boues qui se forment dans la liqueur mixte aérée d'un procédé des "boues activées par le peroxyde d'hydrogène pour donner une boue ayant des caractéristiques de décantation rapide. 10 En bref, le procédé conforme à l'invention consiste à faire passer un gaz oxygéné dans une matière aqueuse résiduaire contenant des matières organiques solides et solubles, cette matière aqueuse résiduaire étant maintenue à une température inférieure à 100°C,à ajouter à cette matière aqueuse pendant le passage du gaz oxygéné 15 du peroxyde d'hydrogène en quantité suffisante pour maintenir une activité continue du peroxyde d'hydrogène pendant le passage du gaz, à soutirer cette matière résiduaire aqueuse traitée par le peroxyde d'hydrogène et à en séparer les solides résiduels insolubles dans 11 eau. 20 Le traitement des produits résiduaires comme les eaux d'égouts a pour but d'éliminer les matières organiques, de préférence sous forme d'une matière non putrescible, et de produire, des milieux aqueux d'une qualité telle que leur introduction dans une autre masse d'eau n'affecte que peu ou pas celle-ci. Les traitements 2j? des produits résiduaires tels que les eaux d'égout varient depuis un traitement primaire destiné à séparer les solides insolubles dans l'eau du milieu aqueux jusqu'à des traitements comme la digestion anaérobie des boues primaires et à des traitements secondaires du type des boues activées mettant en jeu une aérobiose. Les produits 30 des traitements peuvent être évacués directement ou, dans le cas des produits de digestion ou des produits des traitements secondaires,ils peuvent être soumis à une séparation donnant un concentré solide destiné le cas échéant à l'évacuation. La séparation des solides insolubles du milieu aqueux duns 35 chacun des traitements est toujours une opération délicate car les solides d'un traitement primaire, les boues digérées et les boues sont au mieux des produits à décantation lente et ont tendance à rester en suspension sauf dans des conditions de repos.En outre, des modifications des caractéristiques des produits entrant 40 dans une installation de traitement des eaux d'égout peuvent alté- BAÛ ORIGINAL 69 18074 2010250 cL rer notablement l'efficacité de la décantation. Les modifications des produits introduits dans une installation de traitement des eaux d'égout se réflètent aussi s'ouvent dans ies traitements secondaires par une réduction moindre de la demande biochimique en 5 oxygène et par la formation de boues ayant un indice de volume élevé. Lorsque les conditions sont telles que les produits de traitement sont d*une qualité qui empêche leur évacuation de la manière habituelle, les produits doivent être soumis à un post-traitement. Par exemple, les liquides surnageants obtenus par décanta-1G tion du contenu des fosses de digestion, sont renvoyés dans le système pour être traités de nouveau. Une forme de post-traitement suggérée consiste à ajouter du peroxyde d'hydrogène au lieu d'un agent de chloration aux produits sortant d'une installation de traitement 'secondaire, car il agit 15 comme désinfectant et agent d'élimination de l'odeur. Un tel traitement rend inoffensif les organismes viables et fait temporairement disparaître l'odeur. On a maintenant découvert que la présence de pero: D'une façon plus détaillée , suivant un de ses aspects, l'invention consiste à chauffer à tmo teqpémtearo • conprisé. entre 60 et 100®C environ,une "boue de digestion anaéxoMe," à faire passer un gaz oxygéné dans cette boue pendant un quart d'heure à 3 heures se— 30 ion le pourcentage en poids des solides totaux dans la boue à aérer, à ajouter périodiquement' du peroxyde d'hydrogène à cette boue aérée, par exemple toutes les 15 mimrces ou continuellement, par exemple par addition, d'une solution de- d'une concentra tion de 50$, en quantités mesurées ■ pendant la période d'aération? 35 et à décanter le mélange résultant.' Suivant un autre aspect de i'invention,s'appliquant au procédé-des .boues, activées , on peut traiter la liqueur mixte aérée qui peut -avoir une température comprise entra "10 et 75°C environ, avant décantation au après une concentration, avec ou sans ajustement de la température dans l'intervalle préférée de" 20 à 30°,G, 40 par1 aération et addition de peroxyde d'hydrogène avant d'introduire bAù ORIGINAL- 69 18074 2010250 3 la liqueur sixte dans l'appareil à décanter final. Dans d'autres applications encore, cornue le traitement des "boues provenant d'un appareil de décantation prinaire ou le traitement des liquides surnageants provenant d'appareils de digestion 5 anaérobie ou aérobie, on chauffe le jjroduit à traiter à la température désirée, puis on ajoute du peroxyde d'hydrogène et on laisse décanter le- milieu aqueux résultant avant tout traitement ultérieur. Le temps pendant lequel on doit aérer un produit aqueux rési-10 duaire contenant des matières organiques dépend de la teneur totale en solides du produit résiduaire aqueuse à traiter et de la réduction désirée de la demande biochimique en oxygène. Les boues provenant d'appareils de décantation pour le traitement anaérobie ou aérobie des produits résiduaires de faible teneur en solides 15 et ayant une teneur totale en solides inférieure à 0,6>; en poids, peuvent nécessiter des traitements d'une durée inférieure à 15 minutes. Par ailleurs, un concentré de boue obtenu par décantation d'une boue primaire ou digérée par voie anaérobie, pouvant avoir une teneur en solides de l'ordre de 3 à 6>^, peut nécessiter 20 de 3 à 4- heures d'aération associée à un traitement au peroxyde d'hydrogène. On peut aussi appliquer une aération combinée à un traitement au peroxyde d'hydrogène, à des concentrés de boue, contenant en général moins de 3% de solides au total, qui peuvent s'obtenir 25 comme produits de traitement aérobie par exemple dans le procédé des boues actives. Ces boues peuvent ne nécessiter que 1 à 2 heures de traitement. Néanmoins l'aération des liqueurs mixtes est en général effectuée pendant 1 à 6 heures, bien que des traitements atteignant 24 heures soient courants dans"'des procédés d'aération 30 prolongée. Dans un procédé de traitement des eaux d'égout du type de boues activées, on peut ajouter du peroxyde d'hydrogène à la liqueur mixte plutôt qu'au concentré de boue "pendant une partie de la période d'aération. Ce traitement de la liqueur mixte se traduit en 2 à 3 heures, par une diminution de volume de la boue, 35 se manifestant par un abaissement de l'interface entre la" liqueur clarifiée et la boue. Après utilisation continue de peroxyde d'hydrogène dans le récipient d'aération de la liqueur mixte, la boue décantée peut présenter une diminution de volume de 35 à 75% par rapport au volume obtenu d'une boue normale avec une durée 40 de décantation correspondante , par exemple d'environ 15 minutes. BAD OBIG1NAL.; 69 18074 2010250 4 La quantité do peroxyde nécessaire pour modifier les caractéristiques de la "bouc traitée, dépend de la teneur en solides du produit résiduaire traité. Eli général, il faut 0,3 à 1,2 g dj ■^2^2 pour 10 g de solidœ, c'est -à-dire que le peroxyde ajouté 5 doit représenter entre 3 et 12% du poids total des solides dans le produit résiduaire. L'invention est illustrée à l'aide des exemples non limitatifs suivants. SIECLE 1- 10 Une eau d'égout, après les opérations courantes d'élimination, de sables, de broyage, de décantation primaire, etc, ayant une demande ■biochimique en oxygène de 200 mg/1 est partagée en 4 portions pour un traitement aérobie , à savoir l'aération et la décantation. 15 Le traitement de chaque portion est essentiellement celui d'un procédé habituel des boues activées. Chaque portion de l'eau d'égout est mélangée à des boues de recyclage en quantité suffisante pour obtenir une concentration en solides dans la liqueur mixte de 1500 ppm, et aérée pendant 3 heures. 20 La portion A est traitée comme décrit dans le paragraphe pré cédent. La liqueur mixte contenant la portion B est additionnée, au début de l'aération de 24 ml d'une solution à 30% Le volume de boue après décantation de la liqueur mixte aérée 30 pendant 15 minutes est le suivant : A B 0 _D 1 heure d'aération 48 22,5 9,5 2 heures d'aération 48 46,5 27,0 6,5 3 heures d'aération - 47,0 22,0 13,0 35 TOTffiLE 2- L'effet d'une modification de la quantité do H^Og dans l'aération combinée au traitement par le peroxyde d'hydrogène est illustré par le traitement des échantillons de liqueur mixte identifiés comme étant les portions E, î et &, 40 On traite des portions de 300 ml de liqueur mixte dans des bad original 69 18074 2010250 récipients bouchés. On. agite chaque portion par passage d'air dans celle-ci à raison de 0,5 litre par minute, vitesse suffisante pour créer l'agitation. La portion E n'est pas additionnée de ELjOg. On ajoute aux portions F et G une solution à 30% de HgO2, 5 goutte à goutte, à une* vitesse permettant d'introduire respectivement 1 ml par heure et 2 ml par heure. Au terme de chaque heure,on prélève un échantillon de boue et on le décante pendant 15 minutes. Les résultats sont les suivants; E_ 10 ïï-2®2 ^ ajoutée , ml/heure néant 1,0 volume de boue en %, après 15 mn de décantation: durée de traitement par H2O2, heures 15 1 40 38 40 2 40 34 30 3 . - . . . 40 32 18 " "RXKiIPLB 3- L'influence de la température sur 1'efficacité de l'aération . 20 "combinée au traitement par le peroxyde d'hydrogène est illustrée par le traitement des portions de liqueur mixte identifiées par H, I, J, K et L. On traite des portions de,. 300 ml de liqueur mixte dans des récipients bouchés. On agite chaque portion par passage d'air à 25 raison de 0,5 1/rnn. la portion H est maintenue à 25°0 sans addition de "H^Og la portion I est maintenue à 40PC sans addition de H2O2 la portion J est maintenue à 60°C sans addition de HgOg la portion K est maintenue à 40°C et additionnée de H2O2 à 30% 30 par quantité de 1 ml toutes les 30 minutes, La portion L est maintenue à 60°G et additionnée de H^Og à 30% à raison de 1 ml toutes les 30 minutes. Au terme de chaque heure,on prélève un échantillon de boue et on le décante pendant 15 minutes. 35 Les résultats sont les suivants t . H J_ . E___ L température °G 25 40 60 40 60 ml de HgOg à 30% ajoutés toutes les 30 mn 0 .0 0.1 .1 40 volume de boue en % après 15 ton de décantation,durée de traitement, 69 18074 2010250 b heures H I J K 1 50 46 36 16 2 50 42 36 16 5 3 44 36 36 — 16 18 ETTvJPlE 4 Une "boue soutirSe au voisinage du fond d'un digesteur anaérobie des solides accumulés dans un appareil dû„ décantation primaire d'une oau d'égout "brute, est divisée en portions ET , 0 et P. 10 La "boue est Maintenue à 60°'C environ par chauffage dans une enveloppe électrique. La portion 17 est agitée- par passage d'air à raison de 0,5-1/nn sans addition de H^Og. La portion 0 est agitée avec la inône quantité d'air ot additionnée d'une solution de ■^2^2 ^ ^ ra^son ^ml Pour 5 g de solides présents toutes 15 les 30 ninutes. La portion P est agitée avec la même quantité d'air et additionnée goutte à goutte de à 30% à une vitesse permettant l'introduction de 1 ml pour 5 g Au torrac de chaque heure on prélève un échantillon de boue 20 et on le décante pendant 15 minutes. Los résultats sont les suivants : II _0 F Température °C 60 60 60 ni de à 30% ajoutés 25 pour 5 g de solides/heure .0 4 4 Voluiae de boue en %, après 15 uinuteb de décantation durée do traitaient, heures ■ 2 100 100 3 1QQ - 92 30 4 98 43 52 Suivant la nature de leurs constituraits, les produits résiduaires introduits dans une installation do traitement peuvent différer forteuent par leur pïî» Une boue produite par un traitenent aérobie ou anaérobie 35 de ces produits résiduaires peut ou non varier do pH plus que le produit résiduaire, selon la susceptibilité dos constituants de ce produit à l'osiydation qui altère la nature acide du produit aqueux traité. En général les eaux d'égout domestiques ont un pH compris .entre 5 et 7». Une "boue de digestion anaérobie produite 40 par traitement d'une boue prinaire décantée de ces eaux d'égout "COPY j 69 18074 2010250 7 domestiques peut avoir un pH compris entre- 6y7 et 7?4-. Une eau d'égout soutirée d'un appareil do décantation secondaire, après traiteront aérobie de la liqueur mixte d'un procédé dc-s boues activées, peut avoir un pE compris entre 7 et 8. 5 "Une liqueur mixte, acidifiée jusqu'à un pE de 3,3 par de l'acide sulfuriquc ou de 3 ,2 par de l'acide ciil or hydrique, lors d'une addition de peroxyde d'hydrogène à 30%' goutte à goutte à raison de 1 ml pour 1$ minutes présente après 30 minutes de traitement comme décrit dans l'exemple 1, une diminution de volume 10 de la boue do 30 à 7% pour la suspension ayant un pE de 3j3 et de 30 à 14-/5 pour la suspension ayant un pE de 352. Four cotte dernière, en continuant le traitement pondant un total de 45 minutes, la quantité totale de E2O2 ajoutée étant de 3^15 on obtient un volume final de boue de 8 Si, lors du trait orient au 15 peroxyde d'hydrogène,1a solution est fortement acide, les boues résultantes peuvent nécessiter un ajustement du pE aux valeurs indiquées ci-dessus avant traitement ultérieur. Les boues digérées contenant jusqu'à 7?5 % cLe solides réagissent plus lentement avec le peroxyde d'hydrogène et nécessi-20 tent une température plus élevée pour une réaction efficace que les boues d'une concentration de 3 à 4c/o en solides obtenues par traitement des eaux d'égout suivant le procédé des boues activées. Une température comprise entre 50 et 80eC est en général utilisée de préférence pour le traitement par exemple, de la boue ob-25 tenue dans un digost;-ur anaérobie. L ces températures supérieures 9 l'efficacité d'-utilisation du peroxyde d'hydrogène est ac~ amio par un abaissement du pE. La consommation de peroxyde d'hydrogène est réduite de 50% par un ajustement entre 6,8 et 2,3 du pE d'une boue digérée • 69 18074 2010250 8 -BEVETOICATIOMB- 1. Un. procédé do traitement.des gaux d'égout qui consiste fondamentalement à maintenir un produit résiduaire aqueux conto-nant des matières organiques L mie température coripriso entre la température ambiants et 100°C, à faire passer un gaz oxygéné dans 5 ce produit aqueux, à mélanger du peroxyde d'hydrogène à ce produit aqueux pendant le passage du gaz, en quantité suffisante pour maintenir une activité continue de dans le produit aqueux pendant le passage du gaz £ soutirer le produit aqueux traité par GÏ1 séparer les matières solides, 10 2. Un procédé conforme à la revendication 1 dans lequel le produit aqueux est la liqueur mixte d'un procédé dos boues activées et le peroxyde d'hydrogène est ajouté de façon continue pondant l'aération, 3. Un procédé conforme à la revendication 1 dans lequel le 15 produit aqueux est la liqueur mixte d'un procédé des boues activées , ot le peroxyde d'hydrogène est ajouté périodiquement pendant l'aération. 4. Un procédé conforme à la revendication l,dans lequel le peroxyde d'hydrogène est ajouté pendant les derniers stades de 20 l'aération du produit résiduaire aqueux» 5» Un procédé conforme à la revendication 1 dans lequel le produit résiduaire aqueux est une boue d'égout digérée et cette boue digérée est en outre chauffée à une température comprise entre SO et 100°G. 25 6.Un procédé conforme à la revendication 1, dans lequel le pH du produit résiduaire aqueux à traiter est ajusté entre 2,3 et 3)5 avant l'addition de , 7» Un procédé conforme à la revendication 1 , dans lequel le produit résiduaire aqueux est une boue concentrée d'un procédé 30 de traitement des eaux d'égout ayant une concentration en solides comprise entre 3 et 7^5%* 8. Un procédé conforme à la revendication 1, dans lequel le produit résiduaire aqueux est une liqueur mixte provenant du stade- d'aération d'un proc édé d ' activât ion des boues activées. bad original