Brevet FR2217279A1 — publié le 19740906

La présente invention a pour objet un procédé d'alimen tation en oxygène dans la dépollution aérobie d'eaux usées dans la technique de la microbiologie La pollution croissante des rivières et des lacs par des eaux usées isuffisamment purifiées, rend nécessaire d'appliquer des procédés qui , tout en gardant un encombrement réduit, sont en mesure de rendre inoffensives des pollutions industrielles de faible étendue . On trouve de manière courante dans les eaux usées : a) des matières & lSo11es de nature organique ou inorganique et b) des matières dissoutes de l'une et l'autre natures L'élimination des matières insolubles est généraleient effectuée par voie mécanique, filtres A sable,bassins de décantation , trémies et tamis de rinçage; les substances flottantes de faiblè densité n'étaient pas éliminées par ces méthodes . L1addi- tion de clarifiants chimiques , tels que lait de chaux ou sulfate d'alumine, accélère la sédimentation des substances flottantes , mais cette méthode conduit à d'énormes quantités de boues. En outre ces additifs peuvent nuire à l'eau d'aval.Les impuretés organiques présentent è cause de leur avidité d'oxygène, un danger pour les élevages de poissons en aval. Si l'eau usée contient des composés azotés et des hydrates de carbone, il peut se former des odeurs de pourriture,et une pu tréfaction secondaire. Dans l'épuration biologique, la destruction des matières irganiques est obtenue par des micro-organismes en présence d'oxy- gène . règle générale les besoins en oxygène des micro-organis- mes aérobies dans la dépollutoon d'eaux usées (procédé par anima- tion des boues ,procédé par fermentation ) sont satisfaite par in sufflation ( aération par soufflage) et/ ou battage ( aération mécanique ) d'air dans le mélange d'eaux usées et de micro-organismes S'il arrive que la consommation d'oxygène dépasse 150 mg d'oxygène par litre d'eau contenant la boue, et par heure, il n'est plus suffisant d'apporter de l'air par insufflation ou battage , ceci de minière générale , pour couvrir les besoins en oxygène des micro-organismes . Le milieu devient plus ou moins anaérobie et le pouvoir dépolluant de l'imtallationest dégradé On peut obtenir une amélioration en apportant de l'air enrichi en oxygène , ou de l'oxygène pur .Le dosage de l'oxygène pur est techniquement dispendieu. De plus, il faut alors opérer en circuit fermé de manière à réduire autant que possible les pertes en oxygène Dans ces procédés, les coûts d'invertissements pour cons- truire des étages aérobies à conduite biologique, dans des instal- lations d'eaux usées, sont considérables Â vrai dire, il est possible d'éviter l'insufflation d'air pour couvrir les besch 8 en oxygène, et ceci d'une manière techni pueront possible; mais il en résulte souvent la formation d'une mousse très gepante, De plus la dépense d'énergie est augmentée En microbiologie technique ( industrielle ) on cherche à alimenter les cultures en oxygène par aération à l'air comprimé laquelle est en regle générale, combinée avec une aération micani- que qui techniquement entrainedes frais multiples ( aérateur mul- tiple à grand nombre de tours .) Une forte foliation de mousse ne se laisse pas éviter, du loirs le plus souvent , et il faut la réduire par l'emploi d'anti-moussants un des objets de la présente invention est ainsi de procurer un procédé pour fournir l'oxygène nécessaire à l'épura- tion aérobie des eaux usées, et pour les besoins de la microbiologe technique , tel que soient évités les inconvénients mentionnés et qu'en particulier soit rendu possible l'emploi de moyens techniques simples pour un dosage précis i l'oxygène, tout en rendant possible l'incorporation de grandes quantités d'oxygène Cet objectif s'atteint conformément à l'invention en recourant pour fournir l'oxygène au peroxyde dthydrogène à l'état liquide ( eau oxygénée ) lequel se décompose de par la nature chimique des milieux à traiter, en wau et oxygène naissant . Pour appliquer le procédé dans l'épuration technique des eaux usées, le peroxyde d'hydrogène est dosé et ajusté dans l'arrivée des eaux usées, et / ou dans la boue qui retourne au bassin d'aération des boues. De plus l'addition peut entre effectue directement dans le bassin d'aération ou dans le fermentateur des eaux usées, et / ou par l'arbre creux d'un agitateur La gouverne de la quantité d'eau oxygénée amenée se fait en mesurant en continu la teneur en oxygène, par exemple au moyen d'électrodes à oxygène dans le bassin actif ou dans le fermentateur pour l'épuration des eaux usées. Si la teneur en oxygène décroit dans le milieu, on ajoute de l'eau oxygénée jusqu'à ce que la concentration en oxygène soit de nouveau atteinte . On peut ainsi opérer dans perte d'oxygène dans les bassins ou les fermentateurs ouverts. Pour alimenter les cultures en oxygène en microbiologie technique ( industrielle ) on ajoute directement le peroxyde d 'hydr & ène dans la fermentation , et on le répartit par un brassage des cultures, effectué avec les moyens mécaniques nécessaires. Le peroxyde d'hydrogène peut entre distribué par l'arbre creux d'un maalaxeur Des essais prolongés ont montré que le peroxyde d 'hydro- gène quiagit comme bactéricide, ne détériore pas les micro organismes si la dilution est convenable On a pu observer en outre , qu'une eau usée biologiquement dégradable avec un besoin enoxygène biochimique de 50.000 mg/l pouvait être ramené en 24 Heures par apport d'oxygène sous forme de peroxyde d'hydrogène, à une valeur du besoin en oxygène biochimique de 1000 mg/ 1 Le procédé conforme à l'invention possède en particulier les avantages suivants :: 10) Le peroxyde d'hydrogène est apporté sous forme liquide ,son dosage trbb précis eut donc été réalisé avec une technique simple 20) Lors de la décomposition du peroxyde, conditionnée par le chi misme des eaux usées, il se forme de microscopiques bulles d'oxygène qui ne sont pas réalisables par des moyens mécaniques .Les dites bulles microscopiques sont trèt rapidement dissoutes et la formation de mousse n'a pas lieu 30) En ajoutant du peroxyde d'hydrogène quiest décomposé dans l'eau usée, la capacité d'apport d'oxygène peut atteindre 500 mg d'oxygène par litre et par heure 40) L'oxygène à l'état naissant conduit en épuration des eaux usées par le procédé par animation , à une structure plus compacte de la boue active, et à une meilleure précipitation 50) On peut régler l'arrivée du peroxyde d'hydrogène au moyen d'appareils à mesurer loxygène,la teneur en oxygène peut être tenue au-dessous du deuil de saturation,le procédé peut être conduit en bassins ouverts, sans qu'il se produise de pertes d'oxygène du procédé Les principaux domaines d'applicationJdécrit; sont les suivants: 10) Traitement aérobie d'eaux usées par animation des Soues 2 ) Epuration partielle d'eaux usées ayant des besoins biochimiques en oxygène élevés, avec ousans retour des boues animées 30) Stalilisation aérobie des boues 40) Approvisionnement en oxygène des dépits de fermentation en micro-biologie technique ( industrielle ) R E V E N D I C A T I O N S I ) Procédé d'alimentation en oxygène dans la dépollution aérobie des eaux usées permettant l'élimination des matières insolubles et les matières dissoutes de l'une et l'autre nature par l'emploi de moyens techniques simplifiés tout en rendant possible l'incorporation de grandes quantités d'oxygène se caractéri- snt par le fait que l'apporteur d'oxygène est constitué par du peroxyde d'hydrogène à l'état liquide qui se décompose suivant la nature de la composition chimique du milieu en eau et en oxygène naissant 20) Procédé suivant la revendication I se caractérisant par le fait que pour éviter les surdosates nuisibles pour les micro organismes la concentration en oxygène dans l'eau est controlle et réglée en continu par des appareils de mesure de L'oxy- gène , tels des élSotrodes à oxygène 3 ) Procédé suivant la revendication I se caractérisant par le fait que le peroxyde d'hydrogène est ajouté dans l'arrivée des eaux usées pour dépolluer celle ci/et ou dans les boues en retour vers les bassins d'ani ation 4&commat; ;) Procédé suivant la revendication I se caractérisant par le fait que le peroxyde d'hydrogène est ajouté lors de l'épuration des eaux usées, soit directement dans le Bassin d'aniration , soit dans le fermentateur le cas échéant, à travers l'arbre creux d'un agitateur 50) Procédé suivant la revendication I se caractérisant par le fait qui dans la microbiologie technique le peroxyde hydrogène est ajouté directement dans le fermentateur ou à @avers l'arbre creux d'un agitateur