Brevet FR2096826A1 — publié le 19720303

L'invention est relative au traitement des eaux d'égout et d'autres eaux de rebut contenant des matières azotées, par le procédé de la boue activée. Cette invention concerne particulièrement le séchage ou le séchage et l'incinération de la boue activée en excès, de façon à faciliter sa disposition. Un tel traitement demande, dans une première étape, l'assèchement de la boue en excès, du fait que l'extraction de l'eau par des moyens mécaniques est généralement moins chère que le chauffage. L'assèchement de la boue en excès est usuellement réalisé par un épaississement préalable de la boue gr ce au dépôt des particules susceptibles de se déposer dans un compartiment de décantation et grâce à l'enlèvement mécanique du matériau déposé et épaissi. Ce matériau épaissi est ensuite filtré et/ou centrifugé ou disposé sur des lits de séchage et est, dans certains cas, incinéré.Dans tous les cas, il y a intéret considérable à augmenterwle contenu solide dans le premier stade du procédé d'assèchement, et ainsi à augmenter la capacité des stades suivants, mais cet accroissement du contenu des solides dans le premier stade, dans le but d'augmenter lteficacité dans les stades ultérieurs, pose de nombreux problèmes. La dimension du compartiment de décantation exigé pour épaissir la boue en excès est déterminée par des considérations de vitesse, la gravité ayant à surmonter la vitesse ascensionnelle du courant de sortie qui doit ainsi Rtre faible, de façon à permettre aux petites particules de se déposer, et il en résulte généralement un compartiment de décantation qui est un ouvrage de taille importante. Pour éliminer ou réduire la dimension du compartiment de décantation, il a été développé antérieurement un procédé désigné comme flottation, qui consiste à dissoudre de l'air sous une pression considérable dans une portion de la boue en excès à épaissir, et ensuite à libérer l'air. Quand cette libération s'effectue, une multitude de bulles d'air très petites monte vers la surface et par là se fixe sur les flocules et les particules discrètes de boue et les transporte vers la surface. Les particules montent alors à la surface et s'y concentrent, et il est ainsi possible d'obtenir des concentrations en solides de 5 - 6% dans une couche concentrée de particules s'étendant sur et immédiatement sous la surface de la boue. Cette couche peut être enlevée par des racleurs mécaniques ou analogues.L'inconvénient de ce système déjà proposé est que la puissance en chevaux, requise pour com primer l'air et assurer sa dissolution sous pression, est considérable, élevant beaucoup le court principal et les colts d'exploitation. Il est connu que les eaux d'égout qui sont soumises à une dégradation aérobie et qui contiennent des substances azotées subissent un processus de nitrification sous certaines conditions d'aération, par lequel certaines ou toutes ces substances azotées sont converties en nitrates et nitrites. Les produits du processus de nitrification sont soumis ensuite à un processus de dénitrification dans des conditions définies et en l'absence d'oxygène, par lequel les nitrates et nitrites et autres sont réduits en azote qui se dégage sous forme gazeuse. Ce gaz montant s'attache, au hasard, aux flocules et aux particules discrètes de boue, et les apports vers la surface en grandes masses au hasard, qui doivent ensuite être fragmentées pour permettre la redécantation. L'objet de la présente invention est de fournir un procédé pour traiter les eaux de rebut, notamment les eaux usées, contenant des substances azotées, par le procédé de boue activée, comprenant un procédé amélioré d'assèchement de la boue en excès qui, vraisemblablement, permet au contenu en solides de la boue d'être augmenté en comparaison des procédés conventionnels et qui peut être effectué dans un compartiment plus petit pour le traitement d'un volume donné de boue en excès que pour 11 épaississe-. ment par décantation. En conséquence, la présente invention fournit, dans un processus de boue activée pour traiter les eaux de rebut, par exemple les eaux usées, contenant des substances azotées, un procédé d'assèchement de boue activée en excès qui a été soumise à la nitrification, ce procédé comportant l'épaississement de la boue à assécher en créant des conditions dans lesquelles une dénitrification a lieu dans la boue, un contrôle du dernier stade de la dénitrification de façon que l'azote soit libéré sous forme de bulles montantes qui se fixent aux flocules et aux autres particules discrètes de la boue et les transportent vers la surface de la boue, et l'enlèvement des flocules et particules discrètes ainsi concentrées. Le procédé précité peut être mis en oeuvre dans toute installation ou récipient convenable. La nitrification et la dénitrification ultérieure dans la boue dépendent de nombreuses variables, telles que le temps de rétention de la boue en excès, la température, la demande biologique en oxygène de la boue activée et la quantité de boue activée en excès fraîche introduite. La dénitrification est aidée et accélérée en augmentant le taux de respiration de la boue activée ainsi que par le mélange d'eaux usées brutes avec la boue activée en excès, et peut, par là, être contrôlée. De façon correspondante, il est préféré que la nitrification soit principalement contrôlée par le contrôle de la quantité de boue fraiche activée en excès introduite dans la boue à épaissir avant son épaississement et la dénitrification par la quantité d'eaux usées brutes mélangées avec la boue en excès en cours dlas- sèchement, puisque ces opérations sont les plus facilement commandées. Les autres variables resteront constantes, pour autant que cela soit possible, ou bien elles pourront être modifiées, comme requis, pour contr#ler ou aider à contrôler la nitrification et/ou la dénitrification. Le dispositif est, de préférence, tel que les flocules et autres particules discrètes soient transportées vers la surface de la boue dans une zone prédéterminée où ils peuvent être enlevés plus facilement. On s'attend à ce que le procédé de la présente invention produise une couche flottante de particules discrètes avec environ 4 - 6% de solides secs. Cette couche peut être enlevée de façon continue, de préférence mécaniquement, en utilisant des râcleurs ou d'autres moyens convenables. Il est vraisemblable que le procédé de traitement, selon 1'i vention, fournisse les avantages suivants. a) Il assure le départ de l'azote, ce qui est avantageux, car s'il n'était pas enlevé, il se comporterait en agent de nutrition et encouragerait une croissance exubérante dans les rivières et fleuves. b) La flottation est effectuée sans nécessiter une puissance importante pour comprimer et pomper l'air, la seule demande de puissance dans le procédé selon l'invention étant la quantité de puissance relativement faible exigée pour mélanger les eaux usées brutes avec la boue en excès durant la dénitrification. c) Les eaux usées brutes ajoutées consomment l'oxygène libéré par les nitrates et nitrites et un processus d'aération plus efficace est ainsi assuré. d) Si la boue épaissie doit être éventuellement incinérée, elle possèdera une valeur calorifique plus élevée que la boue à la- quelle des eaux usées brutes n'ont pas été ajoutées, et il en résultera une réduction des coûts d'incinération ou un gain de chaleur si l'incinération s'effectue déjà d'elle-même. e) Il est vraisemblable que le procédé de traitement et l'installation pour mettre en oeuvre ce procédé permettront des économies aussi bien dans les frais principaux que dans les frais de fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assèchement de boue activée en excès qui a été soumise à une nitrification, dans un processus de boue activée pour traiter les eaux de rebut, notamment les eaux usées, contenant des substances azotées, ledit procédé étant caractérisé par le fait qu'il comporte l'épaississement de la boue à assécher en créant des conditions dans lesquelles une dénitrification s'instaure dans la boue, le contrôle du dernier stade de dénitrification de façon telle que l'azote soit libéré sous forme de bulles ascendantes qui s'attachent aux flocules et autres particules discrètes de boue et les transportent vers la surface de la boue, et l'enlèvement des flocules et particules discrètes ainsi concentrées. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que la dénitrification est contrôlée en augmentant le taux de respiration de la boue activée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les eaux usées brutes sont mélangées à la boue activée en excès en cours d'épaississement, en quantités contrôlées, pour augmenter le taux de respiration de la boue et par là la dénitrification. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que de la boue activée en excès fraîche est introduite dans la boue à épaissir avant son épaississement et que la quantité de boue activée franche introduite est commandée pour contrôler la nitrification. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les flocules et autres particules discrètes transportés vers la surface de la boue sont continuellement enlevés. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdites particules sont enlevées par des moyens mécaniques. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lesdites particules sont enlevées par des râcleurs.