Brevet FR2015657A1 — publié le 19700430

La présente invention est relative à un nouveau procédé de floculation chimique et de séparation des agents contaminant une eau usée municipale et/ou industrielle dans une unité de traitement distincte ou en combinaison avec des procédés connus0 Le nouveau procédé sera défini ci-après comme procédé de séparation par contact, tandis que ltunité de traitement sera désignée sous le nom de séparateur par contact. On peut précipiter les agents qui contaminent un- liquide en ajoutant à ce liquide des produits chimiques qui réagissent de manitre à donner naissance à un précipité, Le précipité se forme à partir de substances dissoutes dans le liquide-, -de matières en suspension dans le liquide et à partir d'un agent chimique d1addi- tion grace à des liaisons chimiques et à des phénomènes physiques tels que l'adsorption et la précipitation électrostat##ue.- Ce procédé est communément connu sous le nom de procédé/précipitation chimique. Une floculation effective exige que de liénergie soit envoyée au liquide, énergie amenée généralement par agitation ou brassage0 Les fleculats ou flocons résultants sont séparés par sédimentation ou par flottation.On peut séparer de cette manière les substances en suspension ou en dissolution et entre autres des sels appelés nutritifs, tels que des composés d'azote ou de phos phone. On peut réaliser à l'aide d'un bain de sable, la séparation des floculats résiduels après la mise en oeuvre du traitement chimique précipité aussi bien que la séparation des particules solides contenues dans le liquide. On peut exécuter la filtration de telle sorte que le liquide passe sa travers le lit de sable en s'écoulant soit en montant, soit en descendant, Conformément à un procédé de précipitation connu, on ajoute à l'entrée du lit de sable les produits chimiques nécessaires à la floculation, et 11 énergie exigée pour assurer cette floculation est apportée en réalisant une turbulence dans un volume de liquide situé au-dessus du lit de filtration. Les floculats résultants se déposent à la surface du lit d'où on peut les éliminer par lavages Le liquide s'écoule vers le bas à travers le lit de sable. Conformément à la présente invention, on réalise la purification de l'eau usée par floculation chimique et séparation dans une seule et même unité se présentant sous la forme d'un filtre comprenant un lit de produits pierreux grossiers dans sa section inférieure et de produits (tel que du sable) successivement de plus en plus minces par dessus0 L'épaisseur des différentes couches diffère de celles communément utilisées dans les autres filtres à sable dans la mesure où les couches plus grossières ont une épaisseur relativement plus grande0 Le liquide s'écoule vers le haut à travers le lit de filtration. Les produits chimiques nécessaires pour assurer la floculation sont ajoutés å 11 arrivée du liquide audessous du lit.Lorsque le liquide passe à travers la section inférieure du lit de filtration on crée une turbulence vigoureuse dans les cavités de ce lit, ce qui favorise la floculation. Le précipité résultant est constitué par ce qu'on appelle des microfloculats ayant la capacité d'adsorber les agents de contamination.Tandis que le liquide s'écoule vers le haut à travers la section inférieure du lit de filtration, les floculats sont pris progressivement dans les couches du lit de plus en plus# minces et le liquide qui sort du lit est sensiblement dépourvu de floculats et par suite de tous les agents de contamination qui. s-'y trouvent contenus sous la forme de composés. chimiques ou de matières adsorbées par les floculatso Comme conséquence du fait que-ltenlèvement des floculats et des agents de contamination lorsque le liquide s'écoule en position ascendante à travers le lit de filtrage intervient dans toutes les couches du lit, tandis que lorsque le liquide s'écoule vers le bas c'est seulement la section supérieure du lit qui est utilisée, le procédé que l'on rient de mentiowner donne des temps de fonctionnement plus grands avant que le lit de filtration ne soit colmaté et il doit être nettoyé par arrosage. Le dessin annexé représente le procédé illustré par le fonctionnement d'un séparateur par contact. On pompe au fond du filtre l'eau prétraitée avec les produits chimiques utilisés pour la précipitation; ce filtre contient une couche de pierres dans laquelle on réalise une turbulence vigoureuse donnant une floculation rapide des agents de contamination0 Les floculats se sépa rent lorsque 1Peau s'écoule vers le haut à travers le lit de fil- traction, On extrait l'eau purifiée au-dessus de la surface du lito On réalise le lavage du filtre avant que les cavités qui existent entre les particules de sable ne soient remplies de manière telle que le lit de sable monte.0 On pompe ensuite au fond l'eau de lavage ::et, gracie aux mouvements des particules, les flo cuits sont libérés- e-t enlevés- avec l'eau de lavage. Les expériences qui ont été exécutées ont révélé que ce procédé convenait bien à la purification des eaux usées municipales et industrielles. Les filtres utilisés dans les expériences ont été réalisés sous la forme dtun cylindre vertical ayant un diamètre de 0,1 à 1 mètre et une hauteur de 3 mètres0 On a placé au fond du cylindre une couche de macadam ou de galets (la dimension des pierres allant de 16 à 32 mm), couche présentant une épaisseur de 0,4 à 0,6 mètre, puis par dessus on a placé une couche de transition et au sommet une couche de sable (dimension de particule de 1 à 2 mm) présentant une épaisseur de 1,2 à 1,8 mètre. Grâce à l'utilisation de semblables filtres on a obtenu une réduction appréciable des substances organiques restantes ainsi que des sels nutritifs et spécialement de composés à base de phosphore.Les produits chimiques utilisés pour la floculation sont d'un type connu, par exemple du sulfate daluminiumt du chlorure de fer, de la chaux hydratée, etc..0 On peut exécuter la précipitation d'une manière convenable à un pH variançde 5,5 à 7,50 La quantité appropriée de produits chimiques est fonction de l'agent choisi pour la floculation et de l'effet de purification désirée. Lorsque l'on utilise du sulfate d'aluminium, la teneur peut varier par exemple entre 30 et 130 milligrammes par litre. La charge sur le filtre se monte normalement à 5 m3 par m2 et par heure. On peut réaliser la combinaison de la séparation par contact conformément au procédé décrit ci-dessus et de la stérilisation de liteau usée en ajoutant des agents de stérilisation à l'entrée du filtre et en adaptant la durée de séjour de l'eau dans le filtre de telle sorte que le temps de contact nécessaire à la stérilisation soit assuré, Dans le cas où on exécute seulement un traitement mécanique et chimique de liteau usée, on peut réaliser la combinaison d'un procédé connu de séparation de boues avec la séparation par contact conforme au procédé précité, avec ou sans stérilisation et réglage du pH simultanés. Dans le cas d'un traitement combiné biologique et chimique, on exécute la combinaison d'un procédé de traitement biologique connu et d'une séparation par contact conforme au procédé ci-dessus décrit avec ou sans stérilisation et réglage du pH simultanés, grâce à quoi on peut supprimer le procédé de séparation. utilisé dans certains traitements biologiques connus pour séparer les boues biologiques de l'eau usée traitée au préalable, de telle sorte que la boue biologique soit séparée aussi dans le bain de filtration. HEVENDICAT IONS 10) Un procédé de floculation chimique et de séparation d'agents de contamination dans une eau usée, gracie à une séparation par contact dans un lit de filtration dans lequel l'eau s'écoule en direction ascendante à travers le lit de filtration, caractérisé par le fait que l'on fait passer l'eau usée à travers un lit de filtration comprenant une couche inférieure de produits solides grossiers, tels que par exemple des pierres, que l'on dépose au-dessus des couches successives plus minces constituées par exemple par du du gravier et du sable et que l'on ajoute les produits chimiques nécessaires à la floculation à l'entrée du liquide et au-dessous du lit, gracie à quoi on satisfait aux conditions de floculation optimales obtenues par la turbulence créée au passage du liquide à travers le lit de filtration et on extrait hors de l'eau dans le lit de filtration les floculats résultants avec les agents de contamination adsorbés par eux, tandis que liteau débarrassée d'agents de contamination émerge à la surface du lit et en est chassée0 20) Procédé tel que revendiqué en 1, caractérisé par ce fait qu'un instrument de mesure de pH contrôle ltaddition de produits chimiques pour régler le pH. 30) Procédé tel que revendiqué en 1, caractérisé par le fait que la stérilisation de l'eau usée intervient dans la même unité de traitement grâce à l'addition d'agents de stérilisation à l'eau, à son entrée dans le lit de filtration, et grace à l'adaptation de la durée de séjour de l'eau dans le filtre de manière à réaliser la durée de passage requise. 40) Procédé tel que revendiqué en 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'on soumet l'eau usée à une séparation de boues, conformément aux procédés connus, avant de la soumettre à la séparation par contact. 5 ) Procédé tel que revendiqué en 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que l'on soumet l'eau usée à un traitement biologique conforme aux procédés connus avant de la soumettre à la séparation par contact, 60) Procédé tel que revendiqué en 5, caractérisé par le fait que l'on n'utilise pas les procédés connus employés dans le traitement biologique de séparation des boues biologiques, mais que la boue biologique en tant que telle est amenée au filtre et y est séparée.