Brevet FR2195596A1 — publié le 19740308

On connatt des éléments de remplissage pour lits bactériens de purification des eaux résidi#res, dont les surfaces réactives ne sont pas interrompues sur toute la longueur de réaction, En font partie des tubes en pa- quets, ainsi que des grands tubes ronds ou angulaires, dont les sections transversales sont subdivisées en cellules, ainsi que des feuilles et des tissus de fibres de verre lisses ou profilé(e)s bnt la suspension dans le lit bactérien produit des surfaces réactives continues Les surfaces réactives continues offrent, des avantages de rendement et de fonction nement , du fait que la pellicule d'eau résiduaire formée dans la zone supérieure du lit bactérien n'est plus détruite pendant un passage, Les points de transition des surfaces ré-. actives interrompues demandent, à cause de la séparation surtout sous forme de gouttes, une nouvelle formation de la pellicule d'eau résiduaire, ce qui implique une diminution de rendement L'invention a pour objet d'accroStre encore la sécurité d'obturation des éléments de remplissage connus et tout en conservant une surface spécifique de même grandeur, de réduire considérablement l'utilisation de matière fâcheusement importante Jusqu a présent pour les él6- ments de remplissage utilisés dans le lit bactérien, d1aug- venter la vitesse de croissance avec une masse biologique nécessaire lors de ltentrée en fonctionnement et de troubles de fonctioenexent éventuels et d'agrandir la surface réactive effective formée par la croissance de la masse biologique, Pour y parvenir, selon l'invention, on dispose d'éléments de remplissage pour lits bactériens dont les surfaces réactives ne sont pas interrompues sur toute la longueur de réaction, caractérisés par le fait qu'ils sont constitués par des fils ou des filés de fibres synthétiques sans fin, sous forme de bandes de fibres, Le choix que peut faire facilement un spécialiste pour l'eau résiduaire envisagée dans chaque cas, à l'aide de données connues, suppose seulement essentiellement que les polymères constituant les fils ou .les filés de fibres soient insensibles aux micro-organismes et aux impuretés de l'eau, soient doués de stabilité hydrolytique et ne présentent pas d'inconvénients physiologiques De même, le maintien de l'exactitude des dimensions des fils ou filés de fibres doit etre garanti pour tous les états de fonctionnement ultérieurs, On peut facilement y parvenir par le choix d articles appropriés d'une résistance à la déchirure et d::un allongement appropriés dans ce but, connus en outre pour les différentes sortes de fibres, ce qui empoche absolument une déchirure ou un allongement gênant des fils, sous l'action du poids de la masse de croissance biologique, Ainsi par exemple, des fils de chlorure de polyvinyle, de polyacrylonitrile, de téréphtalate de polyéthylène, de Nylon 6 9 de Nylon 66, de Nylon 11, de Nylon 610 et de verre conviennent très bien pour des eaux résiduaires ren- fermant des protides ou des hydrates de carbone glucides pour des décharges d'usines de carton paille, d'usines de fabrication de pommes de terre frites, d'usines de papeterie, de brasseries et d'installations de clarification communales, Il est connu que ces fils se caractérisent par une forte résistance aux agents chimiques et aux micro-organismes i ainsi que par de bonnes propriétés mécaniques, En tenant compte des conditions précitées, on peututilisqr aussi ;pendant, en plus des types normaux, des types de fils et de filés de fibres les plus variés, par exemple des fils profilés, des fils I profil creux, des fibres coupées et des filés texturés, Le procédé à lit bactérien que propose également l'invention est caractérisé par le fait que pour effectuer la purification des eaux résiduaires 9 on utilise un grand nombre de bandes de fils synthétiques accrochés dans un lit bactérien, La distance séparant les bandes entre elles ne doit pas, dans ce cas, être inférieure à 15 mm, ce qui est également courant pour d'autres éléments de remplissage, Les bandes de fil sont fixées chacune à leur extrémité supérieure et à leur extrémité inférieure, par des éléments de serrage ou d'autres fixations courantes, Il est bien entendu, extrêmement avantageux , pour des raisons de prix, d'utiliser des bandes de fils synthétiques Le titre des fils individuels peut varier dans les limites les plus larges, de sorte que l'on peut utiliser en particulier tous les titres de fils courants dans le commerce, Le nombre de fils de d Iférentes bandes est également variable.En général, on le choisit selon le titre des fils individuels, de façon que la bande ait un titre d'environ 200.000 à 1o000o000 dtex/m de largeur de bande, Comme il est aQ#nu, la puissance de nettoyage des éléments de remplissage ne dépend pas de la surface absolue offerte par la matière, mais de la surface réactive effective apparaissant après croissance de la masse biologique0 Il s'est avéré de façon surprenante que lorsqu'on utilise des éléments de remplissage selon l'invention, que non seulement les différents fils sont entourés uniformément de masse biologique et surtout que de façon imprévisible, les intervalles entre fils en sont également remplis, les fils jouant en quelque sorte le rôle de structure de support pour la masse biologique en croissance, mais qu'en outre, la masse biologique n'est pas plane, mais profilée, Cela augmente considérablement la surface réactive effective déterminante pour la puissance de nettoyage. A ce propos, il y a lieu de noter que l'adhérence de la masse biologique aux fils accrue observée en m#me temps n'implique aucun risque d'obturation, du fait que, lorsqu'une certaine épaisseur de couche est atteinte, la cohésion de la masse biologique devient trop faible et qu'elle se dégrade en flocons.Il n'était pas, non plus prévisible, que les éléments de remplissage selon l'invention accroetraient, avec leur surfaces absolues formées spécifiquement, la vitesse de croissance de la masse biologiqueole mouillage des fils enduits de masse biologique se caractérise, en outre, par une homogénéité parfaite, D'un point de vue économique, les fils synthétiques sous forme de bandes de fils sont largement supérieurs à tous les éléments de remplissage plastiques connus, Il ressort, par exemple, d'une comparaison avec les feuilles de chlorure de polyvinyle profilées utilisées couramment dans le meme but que l'ordre de grandeur de la quantité de matière nécessaire pour les éléments de remplissage selon l'invention est largement inférieur O Celles ci doivent avoir une épaisseur d'au moins 0,3 à 0,4 mm 9 pour obtenir la solidité et la rigidité nécessaire pour le profil en dents de scie, On en tire une quantité de chlorure de polyvinyle de 200 à 250 g Pour la même surface, il faut, par contre, seulement 10 à 50 g/m de fils de téréphtalate de polyéthylène, d'un titre de 1,7 dtlex, L'invention est décrite avec davantage de détails dans les exemples non limitatifs qui suivent, Exemple 1 Dans une enceinte de lit bactérien ex périmentale, ayant pour dimensions d = 800 mm et H = 2100 mm, on suspend des fils de Nylon 6 ayant pour titre individuel 20 dtex (une résistance à la déchirure 43,2 Rkm, allongement à la rupture - 60,5 %) sous la forme de bandes de fils de titre +a1 de 1.000.000 dtex/m de largeur de bande, sensiblement parallèlement à intervalle de 2 cm On met l'installation en fonctionnement en mettant en circulation, en les-pompant d'une installation de clarification biologique dans laquelle se trouve la biocoenose courante de la boue activée d'une installation de purification dea eaux résiduaires biologique normalement chargée (cf lehr-und Randbuch der Â3WASSERTECHNIK, volume Il, page 227 (1969) Editions WILHEIM ERNST & SOHN, BERLIN-MUNICH), 100 g de masse sèche par mètre carré des bandes de fil, sous forme de suspension aqueuse de boue activée que l'on fait passer par les bandes de fil, On constate, en deux heures, la présence d'une masse biologique profilée homogène sur les bandes de filso Ensuite, on ajoute goutte à goutte du glycol dans la suspension aqueuse essentiellement dépourvue de boue activée, on met en circulation l'eau résiduaire qui appa ratt en la faisant passer par le lit bactérien et on mesure la dégradation du glycol pour différentes charges Charge superficielle spécifique Rendement en en g glycoVm2/jour 14 98,5 18 97,0 53 9997 140 97,2 Par charge superfici#lle spécifique, il faut entendre ici la quantité de glycol dégradée en g, rapportée à un mètre carré d'une bande de fils et à un jour, la surface totale étant calculée par le plan bilatéral formé par la bande de fil, Le rendement est le quotient de la quantité de glycol dégradée, sur la quantité de glycol ajoutée, Exemple 2 Dans les mimes conditions que dans l'exemple 1, on teste des fils de téréphtalate de polyéthylène de titre de fil individuel de 1,7 dtex (résistance à la déchirure = 41 REms allongement â la rupture o 24 %) sous forme de bandes de fil de titre total de 200.000 dtex par mètre de largeur de bande, pour déterminer leur puissance de purification pour le glycol Pour une charge spécifique de 19 g de glycol par mètre carré par jour, le rendement est de 9998 Ig, Exemple compszL~iS Dans 1fr même enceinte à lit bactérien expérimentale que dans l'exemple 1, on des feuilles de chlorure de polyvinyle courantes dans le commerce, suivant le m8me agencement. On met en fonctionnement l'installation de la même façon que dans l'exemple la Il s'avère, dans ce cas, que l'on ne peut obtenir sur les feuilles une masse biologique homogène. De même, la quantité en poids de masse biologique par mètre carré de surface n'est nettement inférieure que dans le cas de fils, en fait 4 g/m2 de surface de feuille, contre 100 g/m2 de surface de bande de fils, Pour une charge superficielle spécifique de 17 g de glycol par mètre carré par jour, le rendement est de 80,5 %. REVEND I C AT IONS lo Eléments de remplissage pour lits bactériens dont les surfaces réactives ne sont pas interrompues sur la longueur de réaction totale, caractérisés par le fait qu'ils sont constitués par des fils ou des filés de fibres synthétiques sans fin, sous forme de bandes de fibres, 20 Procédé utilisant des éléments de remplissage dont les surfaces réactives ne sont pas interrompues, sur toute la longueur de réaction, caractérisé par le fait que, pour purifier les eaux résiduaires, on utilise un $rand nombre de bandes de fils synthétiques suspendues dans un lit bactérien,