Brevet FR2168347A1 — publié le 19730831

La présente invention concerne d'une façon générale le traitement des eaux usées et plus spécialement un procédé perfectionné de traitement de certains types d'eaux d'égouts et d'eaux usées industrielles par un nouveau processus destiné à régler la nature et la distribution du poids moléculaire de la matière organique soluble de manière à réaliser un traitement optimal et à obtenir un effluent de la meilleure qualité possible. tes eaux d'égout contiennent souvent des déchets industriels et des ordures ménagères. Ces déchets contiennent généralement un mélange très complexe d'impuretés organiques et minérales solubles et insolubles. te plus souvent, la purification des eaux usées tend à l'élimination des impuretés organiques qui peuvent être mesurées en fonction de la demande biochimique en oxygène (1)Bo), de la demande chimique en oxygène (DUO) ou du carbone organique total (COT > . ta technique classique permettant de déterminer le DBO dure cinq jours tandis que le DCO peut Qtre mesuré en beaucoup moins de temps.Des techniques ap propriées d'analyse de ces deux facteurs sont décrites dans "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater", 13e édition, New York : American Public Health Association (1971). Il existe de nombreux procédés d'élimination des impuretés organiques insolubles qui sont bien connus des spécialistes du traitement de l'eau et des eaux usées, c'est-à-dire la sédimentation, la coagulation, la filtration et la flottation. Cependant, deux procédés seulement sont couramment utilisés pour éliminer les impuretés organiques solubles des eaux usées : la sorption-oxydation biologique et l'adsorption physique. te traitement biologique (par exemple boue activée ou lit bactérien) a été utilisé seul pour réduire sensiblement la teneur en matière organique particulaire des eaux usées mais il n'est pas très efficace pour éliminer les matières organiques solubles. Comme décrit dans l'article de Zuckerman M.M. et Molof A.H., intitulé "Righ Quality Reuse Water by Chemical Physical Wastewater Treatment tt J. Water Pollution Control Federation, pages 457-465 (mars 1970), qu'on désignera ci-après par article de Zuckerman et ses collaborateurs, une cause prin cipale de cette élimination peu efficace est la variation-du poids moléculaire.C'est-à-dire que pendant le traitement biologique classique, une partie de la matière organique soluble à bas poids moléculaire (par exemple inférieur à 400) est oxydée et une autre partie est transformée en une matière soluble à poids moléculaire élevé (par exemple supérieur à 1200). Ainsi, après le traitement biologique, il reste une grande quantité de matière soluble organique à haut poids moléculaire- dans les eaux usées. Après adsorption par le charbon actif, les eaux usées conservent une DCO relativement élevée. On peut l'expliquer en se référant à La structure du charbon actif qui comporte une surface spécifique externe limitée et un vaste réseau de canaux internes comprenant des macropores de grand diamètre et des micropores de petit diamètre. tes eaux usées contiennent généralement des matières moléculaires de petite et de grande dimensions. Chaque molécule, selon sa grosseur, peut accéder à une certaine partie de ces pores. tes petites molécules ont accès à la majeure partie de ces pores et par conséquent, à toute la surface d'adsorption, et par suite leur adsorption est favorisée par rapport à celle des grandes molécules. t'adsorption des plus grandes molécules est effectivement empechée dans certains pores à cause (a) d'un blocage physique ou (b) d'une vitesse de déplacement insuffisante dans le pore. Plus le diamètre de la molécule tend à égaler celui du canal environnant du pore, plus la résistance intraparticulaire augmente en provoquant une diminution de la vitesse de déplacement vers le lieu d'adsorption.Ainsi, même si une molécule présente un diamètre inférieur à celui du canal du pore, elle peut être encore suffisamment grande pour réduire sa vitesse de déplacement à une valeur qui empoche son adsorption profondément dans les pores internes du charbon. La matière à haut poids moléculaire est trop grande pour pénétrer facilement dans les micropores et ainsi, elle ne peut être adsorbée que par la surface externe limitée et les grands micropores. Après la saturation relativement rapide de cette région, ces matières "traversent" le charbon actif en n'étant que faiblement adsorbées. te poids moléculaire de la matière organique soluble à haut poids moléculaire des eaux usées peut etre ramené essentiellement à un bas poids moléculaire (par exemple au-dessous de 400) par hydrolyse, par exemple par ajustement du pH avec de Ta chaux. Ceci est décrit en détail dans T'article précité de Zuckerman et ses collaborateurs. La matière à bas poids moléculaire est suffisamment petite pour accéder facilement aux micro- pores du charbon actif et être fortement adsorbée. Tfr traitement en deux étapes ne comprenant qu'une hydrolyse et une adsorption des eaux usées selon l'article de Zuckerman et ses collaborateurs donne un effluent de meilleure qualité que celui produit par un traitement en trois étapes comprenant dans l'ordre un traitement biologique, une hydrolyse et une adsorption. On peut expliquer logiquement ce résultat par le fait que-le traitement biologique produit une eau usée avec une partie relativement grande de la matière organique soluble caractérisée par un poids moléculaire élevé qui n'est pas entièrement hydrolysée avant l'adsorption. La présente invention a pour objet un procédé de traitement des eaux usées de manière a produire efficacement un effluent de bonne qualité. L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé du type ci-dessus qui est très efficace pour tra des eaux usées contenant un composant organique soluble avec une forte proportion d'une matière à bas poids moléculaire très peu adsorbable. Il s'est avéré qu'un procédé d'hydrolyse et d'adsorption en deux étapes est inapproprié en ce qui concerne certaines normes de l'effluent pour le traitement de certains types d'eaux usées contenant de telles matières très peu adsorbables. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel les figures 1 à t représentent des diagrammes d'analyse chromatographique. Selon ses caractéristiques essentielles, la présente invention concerne un appareillage pour le traitement d'une eau usée brute d'un type comprenant un composant organique soluble avec une forte prosorJJion (par exemp'e au moins 25 Q en poids) d'une matière à bas poids moléculaire très peu adsorbable (par exemple moins de 60 % sur du charbon actif vierge ou régénéré). Des exemples de telles matières très peu adsorbables comprennent des sucres et des alpha-âmino-acides neutres tels que le glucose, le saccharose, la glycine, l'alanine, la syrine et la N-phénylglycine. Le processus comprend dans l'ordre un traitement biologique, une hydrolyse et une adsorption. Pendant le traitement biologique, une partie du composant à bas poids moléculaire est oxydée tandis qu'une autre partie est transformée en une matière à haut poids moléculaire. Le traitement biologique est de préférence d'une durée suffisante pour éliminer sensiblement toute la matière soluble à bas poids moléculaire très peu adsorbable. Après. le traitement biologique, l'eau usée est hydrolysée pour transformer une partie importante de la matière à haut poids moléculaire en une matière à bas poids moléculaire dont la faculté d'adsorption est sensiblement améliorée comme déterminé par le pourcentage d'adsorption sur du charbon actif (par exemple 80 % ou plus) en comparaison de la matière de départ à bas poids moléculaire. Pour déterminer le mode d'application du présent procédé, on compare la qualité de l'effluent d'un échantillon d'eau usée après hydrolyse et adsorption soit avec celle d'un autre échantillon traité selon la présente invention, soit avec une norme minimale d'un effluent. Après hydrolyse, l'eau usée est traitée pour être soumise à une adsorption soit par contact avec un adsorbant phy- sique tel que le charbon actif, soit en la faisant passer à travers un milieu adsorbant biologique tel que des boues constituées par une population mélangée d'organismes autotrophes et hétérotrophes. tes figures 1 à 4 sont des graphiques donnant la répartition comparative des poids moléculaires d'un certain nombre d'échantillons d'eaux usées traités et non traités. Pour certains types d'eaux usées, un traitement successif comprenant une hydrolyse suivie par une adsorption par exemple sur du charbon actif, donne un effluent ayant une faible DCO. Ceci est décrit en détail dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 3 635 817 et NO 3 676 334. On a constaté que ce traitement est avantageux pour certains types d'eaux usées mais ne convient pas dans certaines conditions.La présente invention est fondée sur la découverte qu'un effluent de bonne qualité peut être obtenu en traitant une eau usée brute en la soumettant aux étapes successives suivantes : (a) un traitement biologique, (b) une hydrolyse et (c) une adsorption. te traitement successif ci-dessus est applicable à une eau usée comprenant un composant organique soluble avec une forte proportion d'une matière à bas poids moléculaire très peu adsorbable. Ce procédé est particulièrement utile lorsqutune telle matière très peu adsorbable est présente dans l'eau usée brute en une quantité d'au moins 25 % en poids du composant organique soluble. De telles eaux usées peuvent provenir soit de sources industrielles, soit d'égouts urbains. Toutefois, le procédé s'applique tout particulièrement à des eaux usées d'installations pharmaceutiques. Aux fins de la présente invention, des matières à hauts poids moléculaires présentent généralement un poids moléculaire supérieur à une valeur, c'est-à-dire de l'ordre de 1200 à 2000 environ tandis que les matières à bas poids moléculaires ont généralement un poids moléculaire plus bas. A cause de la nature complexe des eaux usées, il est évident que ces valeurs tendent beaucoup plus vers des poids moléculaires moyens et ainsi, il convient de prévoir une certaine marge de variations lorsqu'on se réfère aux plages précitées. Pour déterminer les plages de poids moléculaires utilisés dans le présent mémoire, on a recours à une séparation par chromatographie en phase liquide comme décrit par Zuckerman M.M. dans sa thèse de doctorat "Chemical Versus Biological Wastewater Treatnient in Production oç liigh-Quality Reuse Water" New York Uriversity, New York, New York 1969. tes poids moléculaires cités dans le présent mémoire sont par conséquent plutôt des poids moléculaires déterminés avec précision par chromatographie que des poids moléculaires absolus. Toutefois, la relation entre les deux semble très étroite, en particulier dans les plages inférieures des poids moléculaires. Comme on l'a décrit brièvement ci-dessus, les matières organiques solubles à bas poids moléculaires sont mieux adaptées pour l'adsorption que les matières à hauts poids moléculaires. C'est la raison pour laquelle le procédé décrit dans le journal "Water Pollution Control Pederation et etles brevets correspondants implique une hydrolyse pour abaisser le poids moléculaire de la matière organique soluble avant l'adsorption. Cette technique est très efficace pour produire un effluent d'eau usée de bonne qualité tant que l'eau usée brute ne contient pas une proportion relativement grande de matières à bas poids moléculaires présentant une médiocre aptitude à l'adsorption. Toutefois, la présente invention serait applicable lorsque de telles matières sont présentes dans des eaux usées dans une proportion suffisante pour affecter sensiblement l'adsorption. Par exemple, dans une publication du Département de l'Intérieur des Etats-Unis d'Amérique, sous la désignation WP-20 AWTR-19 et intitulée "Advanced Waste Treatment" (19641967), certains composants organiques solubles à bas poids moléculaires des eaux usées sont indiqués comme ayant l'aptitude à l'adsorption suivante sur du charbon actif frais TABLEAU I Substance 46 adsorbés Glucose 8 Saccharose 37 Glycine 1 Alanine 1 Syrine o N-phénylglycine 48 Ces valeurs ont été déterminées au cours d'essais d'adsorption par lots en utilisant 100 mg/l de carbone en poudre avec une concentration des composés dans l'eau de 100 mg/l. Ainsi, le procédé de la présente invention est particulièrement bien adapté pour le traitement d'une eau usée contenant une quantité importante d'un ou plusieurs des composés organiques solubles ci-dessus à bas poids moléculaire trèapeu adsorbables. D'autres matières ayant une faculté d'adsorption inférieure à 50 ou 60 ga pourraient être incluses dans la catégorie des matières très peu adsorbables. On présume que les sucres et les alpha-amino-acides neutres à bas poids moléculaires constituent les matières très peu adsorbables les plus g8nantes. Avec une certaine quantité de support, on a émis l'hypothèse que l'adsorption des amino-acides est fortement influencée par le pH au cours de l'adsorption. Aux fins de la présente invention, la faculté d'adsorption sur du charbon actif est déterminée comme correspondant au pli auquel l'adsorption devrait normalement se produire, par exemple à peu près à un pH neutre ou à un pH d'environ 7,0. Une eau usée du type ci-dessus comportant une partie importante de substances solubles très peu adsorbables subit au cours du traitement biologique classique une série de réactions complexes dont beaucoup ne sont pas entièrement--éluci- dées. En tout cas, des examens ont révélé que le milieu biologique attaque ou agit de préférence sur la matière organique soluble à bas poids moléculaire plutôt que sur la matière plus complexe à poids moléculaire élevé. te résultat d'une telle réaction est une oxydation d'une certaine quantité de la matière sous des formes moins complexes et finalement en anhydride carbonique et en eau, tandis qu'une autre partie de la matière à bas poids moléculaire est transformée en matière soluble à poids moléculaire élevé, qui, lorsqu'elle est ultérieurement hydrolysée (comme on le décrira plus loin) forme une matière à bas poids moléculaire qui est plus facilement adsorbable que la matière initiale. En d'autres termes, les matières hydrolysées à bas poids moléculaires présentent des propriétés différentes dont l'une est une meilleure aptitude à l'adsorption. Le traitement biologique peut être du type utilisé pour un traitement secondaire classique des eaux usées tel c-}'-}n lit bactérien ou un traitement par des boues activées. Dans Te processus utilisant un lit bactérien, l'eau usée ayant subi le traitement primaire est répandue sur un lit de rOCne#JOU de planches de pin rouge d'Amérique ou d'un milieu plastifié dans lequel des bactéries ont été cultivées. Les bactéries adsorbent des parties des matières organiques contenues dans l'eau usée pendant l'écoulement et une partie de cette matière est ensuite oxydée par une exposition à l'air.Pans le procédé des boues activées, l'eau usée s'écoule dans de longs bassins étroits aérés dans lesquels des bactéries peuvent se développer pour former des flocs ou des grappes sur lesquels une partie de la matière organique de l'eau usée est adsorbée et transformée. L'eau usée est ensuite dirigée dans une cuve de sédimentation dans laquelle les flocs bactériens se déposent tandis qu'une partie est ramenée en amont du bassin d'aération et une autre est éliminée alors que l'eau usée clarifiée est évacuée de la partie supérieure du réservoir de sédimentation. Une autre forme de traitement biologique consiste à effectuer une simple aération en présence des microorganismes biologiques présents dans l'eau usée. te traitement biologique de la présente invention est effectué de préférence dans une mesure suffisante pour éliminer sensiblement la totalité de la matière très peu adsorbable du type ci-dessus. Ce degré de traitement dépend du type d'eau usée, de la concentration des microorganismes et de la durée du traitement. Par exemple, dans une installation d'aération dans laquelle les microorganismes sont peu concentrés, le traitement peut durer 20 à 30 heures ou plus. Par ailleurs, dans un traitement par boues activées dans lequel par exemple 1000 à 10 000 parties par million environ de microorganismes sont présents, comme détermine en mesurant la teneur en matières solides en suspension dans un mélange de liqueurs volatiles, il faudrait beaucoup moins de temps, par exemple quelques heures. Pour des raisons qui ressortiront ci-après, il est préférable que le traitement biologique ne se poursuive pas pendant une trop longue durée. S'il était prolongé, il pourrait se former certaines matières à poids moléculaires élevés telles que des lipides et certains polyzaccharides qul seraient plus difficiles à hydrolyser ou à décomposer en des matières à bas poids moléculaires et par conséquent une hydrolyse plus longue serait nécessaire. En raison des considérations économiques, il convient de n'appliquer le traitement biologique que dans la mesure néces- saire pour pour éliminer les matières très peuadsorbables.Toutefois, il convient de noter que même Si l'eau usée subit un traitement légèrement en excès, le procédé produit encore un effluent de meilleure qualité que celui des procédés classiques. Après un traitement biologique du type ci-dessus, l'effluent passe dans une zone d'hydrolyse dans laquelle les matières organiques solubles à poids moléculaires élevés sont hydrolysées ou décomposées en matières à bas poids moléculaires douées d'une meilleure aptitude à l'adsorption sur du charbon actif contrairement aux matières très peu adsorbables présentes dans l'eau usée de départ. La technique hydrolytique utilisée doit ##re adaptée à la composition générale de l'eau usée traitée biclogiquement qui doit être hydrolysée. Pour un exemple d'eau usée, l'hydrolyse peut etre effectuée en portant le pH de l'eau usée entre 9,5 et 12,5 ou plus en ajoutant une substan- ce alcaline telle que la chaux ou la soude caustique.Une autre technique consiste à ajouter un acide fort tel que l'acide sulfurique ou chlorhydrique pour abaisser le pli de l'eau usée à une valeur favorisant l'hydrolyse. Une troisième technique consiste à ajouter des substances organiques complexes se trouvant dans les tissus animaux ou végétaux appelés enzymes qui peuvent être spécifiques à la matière organique particulaire à hydrolyser (par exemple protéases et amylases). La matière organique à haut poids moléculaire comprend une forte proportion de glucides tels que des polysaccharides ainsi que des polypeptides à haut poids moléculaire tels que des protéines. En général, les produits chimiques acides ou basiques ajustant le pli et les enzymes agissent comme des catalyseurs pour décaler l'équilibre dans le sens de l'hydrolyse. On peut également utili- ser d'autres conditions telles que la température, la pression et les concentrations pour faire varier la vitesse de la réaction ou s ro-sultats d'équilibre. On a constaté que les produits solubles à bas toits moléculaires obtenus par un traitement biologique suivi par une hydrolyse présentent une meilleure aptitude à 1l'adsorption en comparaison (a) de la matière à haut poids moléculaire formée pendant le traitement biologique seulement et (b) de la matière à bas poids moléculaire très peu adsorbable se trouvant initialement dans l'eau usée brute. On a constaté que l'aptitude à l'adsorption d'une matière à bas poids moléculaire traitée bio- logiquement et hydrolysée est très améliorée par exemple jusqu'à une valeur comprise entre 80 et 90 0 par rapport aux autres matières à bas poids moléculaires.Ceci indique que la matière à bas poids moléculaire formée par un traitement biologique suivi par une hydrolyse est d'une autre nature que la matière initiale à bas poids moléculaire et pour certaines raisons qui non pas encore été entièrement élucidées, il en résulte une meilleure adsorption. Pour achever le 'traitement successif de l'eau usée, on fait passer l'effluent après lthydrolyse dans une zone d'adsorption soit du type physique, soit du type biologique. La forme la plus courante d'adsorption physique comprend un traitement par le charbon actif soit sous forme granulaire, soit sous forme de poudre. A l'heure actuelle, on trouve que la forme granulaire est la plus commode pour éliminer la DCO à cause de la possibilité d'une régénération thermique dans des fours à soles multiples.Un charbon actif d'un type particulier aux fins de la présente invention est un charbon vendu par Calgon Corporation sous la marque déposée "Calgon Filtrasorb 400", un charbon actif granulaire présentant une granulométrie de 1,68 x 0,42 tanin. Des adsorbants physiques autres que le charbon actif qui peuvent Cotre utilisés dans la présente invention comprennent le charbon de bois, la silice activée, la houille et l'alumine activée. Le traitement classique de sorption-oxydation biologique peut être utilisé comme technique de sorption à la place de l'adsorption sur du charbon actif selon la présente invention.Ce traitement consiste par exemple à faire passer liteau usée sur une couche de boue activée dans laquelle se produit un mouvement relatif entre l'eau et la couche de boue. Les techniques utilisées pour produire le mouvement relatif comprennent la mise en contact de l'eau usée avec les microorganismes biologiques en faisant passer le liquide sur une surface fixe des boues (ou en effectuant un mouvement inverse) clu rien en dispersant les boues dans le liquide. Il serait également possible de faire circuler les courants dans le même sens.Le traitement biologique suivi par une hydrolyse avant la sorntion-oxydation biologique améliore les résultats d'adsorption de la même manière que l'adsorption phy- sicue décrite ci-dessus. On présume que le traitement biologique et l'hydrolyse ont un effet de synergie avant la sorption biologique ainsi qu'avant l'adsorption physique. La grosseur des molécules est un facteur important pour déterminer la perméabilité de la membrane externe d'un micro-organisme. La perméabilité augmente avec la diminution de la grosseur. L'oxydation métabolique par le microorganisme et par suite l'élimination de la molécule de l'eau usée se produisent après le passage à travers la membrane.Par conséquent, l'hydrolyse effectuée avant le traitement biologique pour réduire le poids moléculaire augmenté l'aptitude des molécules organiques au traitement par des procédés de sorption biologique à l'intérieur du microorganisme. En l'absence d'une hydrolyse avant le traitement biologique, il serait nécessaire que le microorganisme sécrète tout d'abord des enzymes extra-cellulaires pour réduire les molécules à une grosseur leur permettant de passer à travers la membrane dans la cellule. Comme indiqué plus haut, la succession du traitement biologique de l'hydrolyse et de la sorption est très avantageuse pour purifier une eau usée brute contenant une forte proportion de matière très peu adsorbable. La mesure susmentionnée de cette propriété de l'eau usée est le pourcentage de matière très peu adsorbable dans la partie organique soluble de lteau use brute. Cette détermination est difficile du fait que les nombreux composants de liteau usée sont à de très faibles concen- trations. Compte tenu de ce qui précède, on a mis au point une méthode empirique pour déterminer la teneur en matière très peu adsorbable qui peut être plus facilement mise en oeuvre que celle susmentionnée. Selon cette technique, un échantillon de l'eau usée brute est tout d'abord hydrolysé pour transformer une partie importante de la matière soluble à haut poids moléculaire en une matière soluble à bas poids moléculaires selon les processus décrits dans le présent mémoire. Ensuite, ltéchantil- lon hydrolysé est mis en contact avec un adsorbant soit du type physique tel que du charbon actif, soit du type biologique pour éliminer la matière soluble selon les techniques ci-dessus. On analyse l'effluent (par exemple par le processus de détermination de la DCO décrit dans l'article ci-dessus de Zuokerman et ses collaborateurs) pour déterminer la quantité à éliminer des substances organiques solubles totales présent#es dans l'eau usée.Si la quantité est inférieure à une valeur prédéterminée, par exemple une quantité comprise entre 80 et 95 ffi ou plus de la concentration totale initiale des substances organiques solubles de l'eau usée (mesurée normalement en fonction de la DCO ou DEO), on n'atteint pas une norme minimale prédéterminée de lteffluent. Cette norme minimale peut être également identifiée par des valeurs absolues de la DCO et/ou de la DEO de l'effluent. Par exemple, si la DEO et/ou la DCO de l'effluent sont supérieures à 10 mg/l et à 35 mg/l respectivement, la norme minimale de l'effluent n'est pas atteinte.Bien que ces normes minimales de l'effluent puissent varier de temps en temps, elles identifient ou définissent le type de matière de départ qui doit être utilisée pour la mise en oeuvre de la présente invention. En d'autres termes, si les analyses révèlent quton obtiendrait un effluent au-dessous de la normale, ctest-à- dire un effluent qui ne satisfait pas aux normes minimales, le procédé de la présente invention est appliqué à l'eau usée brute de manière à porter effluent à une valeur supérieure à la norme minimale (par exemple DBO et DCO inférieures à 10 mg/l et 35 mg/l respectivement). Chaque fois que l'expression "norme minimale de l'effluent" est utilisée dans le présent mémoire, il convient d'appliquer l'explication ou définition ci-dessus. Si l'effluent est au-dessous de la norme minimale ci-dessus après l'adsorption, on peut l'expliquer logiquement par le fait qu'une proportion relativement grande des composants solubles de l'eau usée brute est très peu adsorbable. t'hydrolyse a pour effet de décaler la répartition des poids moléculaires de manière qu'il n'existe principalement qu'une matière à bas poids moléculaire qui est d'une grosseur facilement adsorbable. Par conséquent, on en conclut que l'obtention d'un produit audessous de la normale est due à la présence initiale d'une matière soluble à bas poids moléculaire très peu sorbable. te degré de traitement biologique et d'hydrolyse varie en fonction de la qualité de l'eau usée brute et-de la qualité désirée de l'effluent final. Pour déterminer le degré optimal de traitement biologique, il est possible de traiter l'eau usée brute par diverses concentrations de microorganismes biologiques pendant diverses périodes et de déterminer par exemple par chromatographie la transformation des matières à bas poids moléculaires très peu adsorbables par approximation#ucces sives.1)'une manière analogue, il est possible de faire varier les conditions d'hydrolyse (par exemple le pH) et de les vérifier par chromatographie pour obtenir des résultats optimaux. tes exemples suivants sont donnés à titre illustratif,mais non limitatif de l'invention. Exemple 1 On recueille à partir d'une usine de produitsvpharmaceu- tiquesunéchantillon d'eau usée dont la teneur en matières à bas poids moléculaires très peu adsorbables a déjà été déterminée, et on le divise en deux portions égales. On traite alors biologiquement l'une des deux portions en mettant l'eau usée en contact avec des boues activées. L'autre portion n'est pas traitée biologiquement. Ensuite, on divise encore les deux portions ci-dessus en deux portions égales supplémentaires. On traite chimiquement un échantillon de chacune des deux portions avec de la chaux en quantité suffisante pour atteincre un pli de 12,0.Avec l'échantillon qui n'est pas traité biologiquement, il faut 2000mg/l de chaux, tandis qu'avec l'échantillon traité biologiquement, il faut 1500 mg/l de chaux pour atteindre un pH de 12,0. On neutralise ensuite chacun des quatre échantillons et les fait passer dans quatre colonnes contenant la même quanti té de charbon actif. Avant d'introduire les échantillons dans les colonnes, on détermine les poids moléculaires en utilisant les techniques chromatographiques décrites dans la thèse de Zuckerman précitée. tes résultats chromatographiques obtenus sont donnés sur les figures I à 4. On analyse ensuite l'effluent de chacune des colonnes et on détermine leurs DCO et PRO respectives. Les résultats sont donnés sur le tableau Il ci-après. La durée de rétention en surface dans la colonne garnie de charbon est de 30 minutes pour les échantillons filtrés et neutralisés, de 60 minutes pour l'échantillon ngn traité biologiquement et hydrolysé et de 15 minutes pour l'échantillon traité biologiquement et hydrolysé. tes qualités des effluents indiquées ont été déterminées pour des échantillons recueillis après traitement de trois fois et quatre fois le volume du lit. tes conditions opératoires et les résultats obtenus sont indiqués sur le tableau Il ci-après. TABLEAU Il Traitement Chromatogramme Qualité de chimique du liquide en- l'effluent du Ca(OH)2 trant dans la charbon actif - Traité biolo- colonne garnie PRO DCO pH mg/l logiquement de charbon mg/l mg/l 8,9 0 non Fig. 1 645 1265 12,0 2000 non t, 2 345 760 8,2 0 oui " 3 17 65 12,0 1500 oui " 4 5 26 On a mis en oeuvre le processus chromatographique utilisant une colonne de 2,5 x 45 cm et une détection continue des substances organiques décrit dans la thèse précitée de Zuckerman aux pages 93 à 99. D'après le tableau ci-dessus, il est évident qu'on peut obtenir un effluent de meilleure qualité en soumettant l'eau usée à un traitement biologique avant l'hydrolyse et l'adsorption lorsque l'eau usée contient des matières très peu adsorbables ou ne satisfait pas à une norme minimale de l'effluent 3xemple 2 On partage en deax portions un échantillon d'eau d'égout contenant une mat ère à bas poids moléculaire très peu lble. On traite une portion par un processus de traitement chimique à un pli de 12 avec 375 mg/T de Ca(OH)2 avant la neutralisation et la filtration.On traite l'autre portion biologiquement (aération pendant 16 heures) avant le traitement à un pH de 12 avec 375 mg/l de Ca(0E)2 avant la neutralisation et la filtration. On effectue le processus chromatographique selon le manuel d'instruction de Fraters Associates désigné par ALC 201, 202 et ALC/GPC 501, 502 d'octobre 1970, Framingham, Massachusetts, et modifié comme indiqué ci-après à la fois pour l'échantillon traité biologiquement et pour l'échantillon non traité biologiquement après le traitement chimique. L'appareillage utilisé est le modèle Water ALC 201 équipé d'une colonne de 0,95x61 cm contenant du "Sephadex G-15". La colonne contient une solution aqueuse tampon au phosphate 10 molaire à un pli de 7,2. La colonne fonctionne à raison de 0,2 à 0,7 ml/minute avec la solution tampon à un pH de 7,2.Les débits sont calibrés en fonction de l'analyse de chaque échantillon. te volume de T1 échantillon utilisé est de 1 ml. La pression de fonctionnement pour le pompage normal est de 14 bars avec une course de 20 %. Le réfractomètre est utilisé normalement avec un affaiblissement de 2X et une température du bain-marie de 20,50C. L!en- registreur fonctionne normalement à raison de 5 mm/minute. L'échantillon est préparé par une filtration à une ouverture de maille de 0,45 micron et en ajoutant un tampon au phosphate pour atteindre approximativement la concentration moléculaire de l'éludant de la colonne (on ajoute normalement 2 ml d'une solution tampon au phosphate 0,1 molaire à un pli de 7,2 à un échantillon de 20 ml). On commence à recueillir l'effluent la colonne dans une éprouvette graduée. Avant ltinjection de l'échantillon, on ouvre un robinet pour relacher la pression. On injecte lentement l'échantIllon de 1 ml à travers un septum et on pousse ensuite le marqueur et ferme le robinet. On pousse à nouveau le marqueur après avoir recueilli environ 30 mi dans une éprouvette graduée et on calcule le débit d'après le volume recueilli et la distance entre les deux repères. On détermine la qualité de l'effluent'par un contrôle continu de la colonne après une durée de rétention en surface de 30 minutes. Les qualités des effluents indiquées ont été déterminées pour des échantillons recueillis après le traitement de 4, 6 et 8 fois le volume du lit. TABLEAU III Traitement chimique Qualité de l'effluent du Ca(Oli) charbon actif Traité biologi- DOO. mg/l pH ~ mg/N quement Volumes du lit 4 6 8 12,0 375 non 21 28 31 12,0 375 oui 16 16 17 Comme dans les exemples précédents, cet exemple démontre l'efficacité de la présente invention et son application tant aux eaux d'égout qu'aux eaux résiduaires industrielles. Exemple 3 On prépare une solution de glucose de qualité "réactif" (comme matière organique soluble à bas poids moléculaire) à laquelle 5 mi de la liqueur surnageante d'une eau usée décantée par litre de la solution de glucose ont été ajoutés pour y incorporer les microorganismes nécessaires pour l'action biologique. On soumet le mélange à l'expérience suivante. Pour cette "eau usée" particulièrement riche en glucose, il a été nécessaire d'appliquer un traitement biologique très long de façon que les microorganismes puissent stacclimater.au milieu riche en glucose pour surmonter la toxicité initiale du substrat. L'échantillon l a été adsorbé sur du charbon actif sans traitement préalable. L'échantillon 2 a été traité biologiquement par aération pendant 36 heures, puis par adsorption sur du charbon actif et l'échantillon 3 a été également traité biologiquement par aération pendant 36 heures puis hydrolysé avant l'adsorption. La solution de glucose des quatre échantillons présentait avant le traitement par le charbon une DCO de l'ordre d'environ 1050 mg/l avant la filtration et de 1010 mg/l après cette dernière. TABLEAU IV Colonne à lit Echantillon 1 Echantillon 2 Echantillon D de charbon pas de trai- traitement traitement bioloactif tement biologique gique et hydrolyse DCO DCO DGO 1)00 1)00 5-6 138 138 74 7-8 290 278 126 9-10 434 453 333 11-12 512 538 402 13-29 828 839 774 On a utilisé les étapes successives de traitement chimique suivantes dans tous les exemples. tes échantillons à traiter chimiquement ont été placés dans des béchers d'un litre sur un mélangeur à six positions. On a mis ensuite le mélangeur en marche à une grande vitesse d'environ 100 tours par minute. On a ajouté ensuite les produits chimiques à l'aide d'une pipette à partir de solutions de réserve concentrées pour obtenir le pH désiré pour le traitement chimique. On a poursuivi le mélange rapide pendant une minute après l'addition des produits chimiques; ensuite, on a effectué une floculation d'environ 20 minutes à 20 tours par minute puis on a laissé décanter pendant environ 40 minutes. Après la décantation, on a enlevé des béchers d'un litre la couche surnageante par siphonznage. Ensuite, on a neutralisé la couche surnageante à un pli de 7,0 avec de l'acide sulfurique et on l'a filtrée à travers une membrane présentant des pores de 0,45 micron avant de l'utiliser comme échantillon traité chimiquement. On met en oeuvre un processus de chromatographie continue sur colonnes pour tous les essais en utilisant des colonnes contenant du charbon à écoulement descendant. te charbon est du charbon actif granulaire "Filtrasorb 400" de 1,68 x 0,42 mm vendu par Calgon Corp. aul a été lavé et placé dans de l'eau distillée pendant un jour. Des échantillons d'eau usée brute et hydrolysée ont été filtrés à travers des membranes ayant des pores de 0,45 micron et neutralisés à un pli de 7,0. tes colonnes contenaient environ 23 g de carbone actif granulaire pour former des lits d'une hauteur de 25 cm à l'encontre d'une pression égale à la pression de fonctionnement. Après le remplIs- sage, les colonnes ont été stabilisées et lavées avec 250 mi d'eau distillée introduite à raison de 3,6 mi par minute. Les échantillons d'eaux usées à analyser ont été placés dans des bouteilles d'un litre et injectés à divers débits au moyen d'une pompe à débit constant. Les débits ont été réglés pour obtenir des durées de rétention en surface de 7,5, 15, 30 et 60 minutes avec des lits de charbon parallèles. On a recueilli les 100 premiers millilitres d'effluent dans une éprouvette graduée pour calibrer le débit. On a recueilli au moins trois échantillons de 50 mi d t effluent pour les analyser après le réglage du débit. Les DCO des effluents indiquées correspondent à une moyenne des échantillons recueillis. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit sans sortir du cadre de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'une eau usée brute contenant une fraction ~organique soluble qui est très peu adsorbée par le charbon actif, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à traiter biologiquement cette eau usée brute pendant un temps suffisant pour transformer une partie importante de la fraction très peu adsorbable en une matière à poids moléculaire élevé et à hydrolyser ladite matière à haut poids moléculaire en une matière soluble à bas poids moléculaire présentant des propriétés dtadsorption sensiblement améliorées sur le charbon actif vierge ou régénéré par rapport à la fraction très peu adsorbable. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière très peu adsorbable constitue au moins 25 # en poids de la fraction organique soluble. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière très peu adsorbable peut titre adsorbée sur du charbon actif frais dans une proportion inférieure à 60 %. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière hydrolysée à bas poids moléculaire peut etre adsorbée sur du charbon actif frais dans une proportion supérieure à 80 %. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière organique soluble à bas poids moléculaire brute et hydrolysée comprend des molécules ayant des masses moléculaires inférieures à 400 environ et en ce que la matière à haut poids moléculaire comprend des molécules ayant des masses moléculaires supérieures à 1200 environ. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière très peu adsorbable est choisie dans le groupe comprenant des sucres, des alpha-amino-acides neutres et des mélanges de ces derniers. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction très peu adsorbable est choisie dans le groupe comprenant le glucose, le saccharose, la glycine, 'tala- nine, la serine, la N-phénylglycine et leurs mélanges. 8. Procédé selon la revendicatIon 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre l'eau usée brute contenant une matière hydrolysée à bas poids moléculaire en contact avec un adsorbant de façon qu'une partie importante de ladite matière organique soluble à bas poids moléculaire douée d'une meilleure aptitude à l'adsorption soit adsorbée sur ce dernier. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'adsorbant est choisi dans le groupe comprenant du charbon actif et une matière de sorption-oxydation biologique. 10. Procédé de traitement d'eaux usées, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter biologiquement une eau usée brute présentant une norme minimale déterminée soit par un pourcentage d'élimination de la demande biochimique en oxygène ou de la demande chimique en oxygène ou des deux après hydrolyse et adsorp tion, soit par une norme le concentration absolue de l'effluent, à hydrolyser l'eau usée traité biologiquement et à mettre l'eau usée hydrolysée en contact avec un adsorbant de manière que l'effluent dépasse la norme minimale déterminée en fonction de la demande biochimique en oxygène ou de la demande chimique en oxygène ou des deux. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la norme minimale correspond à une demande biochimique en oxygène supérieure à 10 mg/l ou une demande chimique en oxygène supérieure à 35 mgll ou les deux. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la norme minimale, en fonction du pourcentage d'élimination de la fraction organique soluble, est inférieure à 80 40. 13. Procédé de traitement des eaux usées brutes, caractérisé en ce qu'il consiste (a) à hydrolyser un échantillon d'eau usée brute pour transformer une partie importante de la matière soluble à haut poids moléculaire qu'elle contient en une matière soluble à bas poids moléculaire ; (b) à mettre l'échantillon hydrolysé en contact avec un adsorbant pour éliminer la matière soluble ; (c) à mesurer la demande biochimique en oxygène de l'effluent de l'étape (b) pour déterminer si elle dépasse une norme minimale établie soit par un pourcentage d'élimination de la demande biochimique en oxygène basée sur la demande biochimique en oxygène totale initiale de l'eau usée brute ou sur une norme de concentration absolue de l'effluent (d) à traiter biologiquerrent #'échantillon d'eau usée brute lors- que cette eau usée brute est au-dessous de la norme minimale déterminée sous (c) ; (e) à hydrolyser l'eau usée traitée biolo logiquement ; et (f) à mettre l'effluent hydrolysé de l'étape (e) en contact avec un adsorbant de manière que I'effluent dépasse la norme minimale. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la norme minimale de l'effluent est basée sur un pourcentage d'élimination de la demande biochimique en oxygène de 80 #. 15. Procédé destiné à déterminer si des opérations successives de traitement biologique, d'hydrolyse et d'adsorption sont applicables à une eau usée brute de composition inconnue, procédé caractérisé en ce qu'il consiste (a) à hydrolyser un premier échantillon d'eau usée brute pour transformer une partie importante des matières solubles à haut poids moléculaire qu'elle contient en une matière à bas poids moléculaire ; (b) à mettre ledit échantillon hydrolysé en contact avec un adsorbant pour éliminer la matière soluble ; (c) à mesurer la demande biochimique en oxygène de l'effluent de l'étape (b) pour déterminer si elle dépasse la norme minimale de l'effluent basée sur la demande biochimique en oxygène ; (d) à traiter biologiquement un second échantillon de l'eau usée brute ; et (e) à répéter les étapes (a), (b) et (c) sur ce second échantillon traité biologiquement et les opérations successives de traitement biologique d'hydrolyse et d'adsorption lorsque la demande biochimique en oxygène mesurée dans l'étape (c) dépasse la norme minimale et lorsque la demande biochimique en oxygène mesurée dans l'étape (e) est inférieure à la norme minimale.