Brevet FR2105006A1 — publié le 19720428

Ces filtres sont employés pour le traitement des eaux résiduaires domestiques et industrielles. Jusqu'à maintenant, le traitement biologique des eaux résiduaires fut accompli par trois méthodes: 1. boues activées, 2. filtres bactériens et 3.irrigation. Dans le passé, étaient utilisés des filtres submergés avec ou sans aération; cependant ces filtres ont été abandonnés dû aux difficultés d'opération et dt à un faible rendement. Les deux procédés employés aujourd'hui, le plus couramment, sont les boues activées et les filtres bactériens. Pour autant que ces deux systèmes sont économiques et efficaces, ils demandent quand meme dans le cas des boues activées, de grands volumes d'air avec des ouvrages de grande envergure pouvant retenir les eaux résiduaires de 4 à 10 heures environ et dans le cas des filtres bactériens, il y avait des problèmes de fonctionnement dans les climats froids et une charge biologique limitée par rapport au volume des filtres. En plus, ces deux systèmes exigeaient la construction de décanteurs seeondaires. Cette nouvelle invention permet de combler ces déficiences en promouvant un traitement aérobique dans un temps extrememexlt réduit avec un minimum d'air comprimé et en plus supprimer la nécessité de décanteurs secondaires. La nature de cette invention consiste dans la création d'une surface extrtmement large qui permet le développement de matières biologiques sur le grand nombre de particules qui se trouvent dans le lit du filtre. Ce lit est aéré par de l'air comprimé (ou sous vide) pendant sa période d'opération normale tandis que les eaux résiduaires peuvent traverser le lit de haut en bas ou vice versa. Le lit se constitue de sable, gravier ou autre matière de granulométrie variable et de densité variable. Pendant le temps de marche, le lit est aéré avec de l'air comprimé ou de l'air sous vide avec les quantités essentielles pour la transformation des matières organiques en sels inorganiques.La construction des ouvrages de distribution et de collection d'eau et d'air se fait selon les principes connus et les techniques similaires à celles employées dans le traitement de l'eau. Celles-ci incluent des filtres avec de faux fonds avec des buselures qui distribuent l'eau et l'air aussi bien que des filtres équipés de systèmes de distribution par tuyauterie avec orifices. La dimension des filtres aussi bien que la quantité de l'air, la profondeur du lit, la dimension des particules aussi bien que d'autres détails de construction sont fonction de la nature des eaux résiduaires et-du degré de puri#fication requis. Le temps de contact entre les eaux résiduaires et le lit sera par principe, extrêmement court et la quantité d'air requise sera très faible. A la suite d'une certaine période durant laquelle il y aura une augmentation des bactéries biologiques dans le filtre, chaque filtre est lavé simultanément avec l'air et l'eau ou avec lteau seule. La source d'eau de lavage peut être les eaux résiduaires purifiées ou de l'eau provenant d'une source extérieure. Les eaux de lavage seront recyclées à l'entrée du décanteur primaire. Le temps de lavage n'excédera pas 20 minutes et à la suite de ceci, le filtre est de nouveau mis en opération. Le temps de marche entre-le lavage sera fonction de la granulométrie, de la profondeur du lit de meme-que le degré de purification requis pour une eau rés##iduaire quelconque. Le but de l'invention est de fournir un système de traitement biologique complet dans un court temps, éliminant des décanteurs secondaires aus-si bien que réduisant le montant de génie civil requis produisant ainsi une réduction substantielle des colts de telles installations. L'objet de l'invention est de construire les travaux nécessaires afin d'arriver au but cihaut indiqué. Ceci peut être fait en soufflant de l'air comprimé à travers les filtres biologiques submergés ou en tirant l'air à travers du filtre biologique non submergé, en créant un vide.Les filtres peuvent être ouverts ou fermés en béton ou en métal opérant sous gravité, pression ou vide et remplis de matières pouvant être sable, gravier, anthracite ou autre matériel approprié employé en simple ou multiple couches à travers lesquelles les eaux résiduaires peuvent circuler de haut en bas ou de bas en haut dans la même direction que la circulation de l'air ou en direction opposée. Les filtres biologiques aérés avec le passage de l'eau résiduaire de haut en bas peuvent être construits avec deux couches de façon à ce quela couche inférieure se compose de sable fin et la couche supérieure soit la couche active biologique, composée de matières plus grandes et d'une densité plus faible. Dans ce schéma, les deux couches sont aérées avec de l'air comprimé pendant le cycle de marche et le processus biologique est tel que dans la couche supérieure prend place la minéralisation des solides en suspension et des solides colloidales et dans la couche inférieure, la minéralisation des solides dissous. Quand la bactérie biologique augmente jusqu'à un degré prédéterminé, les deux couches sont lavées simultanément. Un schéma alternatif consiste en deux couches dans lesquelles seulement la couche supérieure est aérée en continue. Ce schéma permet une purification biologique dans la couche supérieure suivie d'une filtration dans la couche inférieure. Ce schéma permet l'élimination d'un décanteur secondaire. A la fin du cycle, les deux couches sont lavées soit avec de l'air et de l'eau soit avec de l'eau seule. Un autre schéma consiste en deux couches qui sont entièrement séparées l'une de l'autre. Ce schéma permet l'aération des deux couches ou d'une couche seulement, selon les modalités de#l'opération. Le lavage est identique au système décrit ci-dessus ou en plus, peut se faire indépendamment pour chaque couche. L'objet de l'invention est décrit dans les dessins cijoints. Fig. 1 montre une section longitudinale du filtre avec une seule couche; Fig. 2 même que la Fig. 1 mais montrant un filtre å deux couches; Fig. 3 me que Fig. 2 mais montrant une arrivée d'air séparée pour l'aération de la couche supérieure; Fig. 4 même que Fig. 3 mais montrant les deux couches séparées l'une de l'autre. DESCRIPTION DETAILLEE En se référant à la Fig. 1, on voit une cuve en béton ouverte (1) équipée d'une manchette d'arrivée (2) et une manchette de départ (3). Dansa cuve, un faux fond de filtre (4) est placé de façon à retenir la matière filtrante (5). En alternative, le système montré ci-dessus peut être fourni avec des tuyauteries de distribution au lieu d'un faux fond. La distribution de l'influent peut être faite par des canaux ou autre moyen conventionnel tel qu'employé dans les systèmes de filtration actuelle. L'air surpressé requis pour l'aération est fourni par la manchette (6) également celle-ci peut servir comme le point de succion d'une pompe à vide. Quand l'unité est lavé, l'air requis est fourni par la manchette (6) et l'eau de lavage est fournie par la manchette (3). Le départ des eaux de lavage se fait par la manchette (2) et la goulotte de 'collecte (7). Cet unité peut aussi être construit en acier soit en système sous pression ou en système à vide. En se référant à la Fig. 2 on remarque qu'elle est identique à la Fig. 1 mais montre un filtre à deux couches dans lequel la couche No. 5 agit comme unité d'épuration biologique et la couche No 8 comme unité de filtration. Fig. 3 même que Fig. 2 m#ais seulement l'unité biologique est aéré par une arrivée d'air séparée à la manchette (9). Fig. 4, même que Fig. 2 et 3 mais montrant un filtre où les deux couches sont séparées. REVENDICATIONS 10- Procédé d'épuration des eaux résiduelles domestiques ou industrielles au moyen d'un filtre biologique, caractérisé en ce qu'on assure le passage des eaux résiduelles à travers un élément filtrant composé de principes actifs biologiques en maintenant une différence de pression entre l'amont et l'aval de cet élément filtrant, en ce que cet élément filtrant est aéré durant le passage des eaux et en ce qu'on lave cet élément filtrant lorsque ce dernier entraîne une perte de charge prédéterminée. 2.- Procédé d'épuration conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément filtrant est aéré par un balayage d'air sous pression, 3.- Procédé d'épuration conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément filtrant est aéré par aspiration d'air à travers cet élément filtrant. 40- Procédé d'épuration conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément filtrant est lavé par passage à travers lui d'eau épurée. 50- Installation pour la mise en oeuvre du procédé conforme à ####l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuve équipée d'une tubulure d'arrivée des eaux résiduelles ou de sortie des eaux de lavage, d'une tubulure de sortie des eaux épurées ou d'arrivée de ces dernières, ces deux tubulures étant disposées de part et d'autre d'un élément filtrant et en ce qu'il est prévu une troisième tubulure d'amenée d'air sous pression ou de prise de vide disposée 60- Installation conforme à la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément filtrant est composé d'une couche comportant des principes actifs biologiques et d'une couche à base de matériaux filtrants. 70-Installation conforme à la revendication 6, caractérisée en ce qu'une tubulure d'amenée d'air sous pression est disposée entre la couche comportant des principes actifs biologiques et la couche à base de matériaux filtrants.