Brevet FR2256903A1 — publié le 19750801

La présente invention concerne un procédé pour traiter les eaux d'égouts et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les systèmes de traitement des eaux d'égouts actuellement utilisés reposent en majorité sur des actions biologiques et des procédés de sédimentation naturelle. Ils sont conçus de telle sorte que la purification complète ou la diminution des charges polluantes exigent un temps considérable, habituellement compris entre 24 et 36 heures pour la plus grande partie des composants liquides des eaux d'égouts, et un temps bien plus considérable pour les matériaux déposés éliminés dans les stades de sédimentation. En outre, du fait de la composition variable des eaux d'égouts qui contiennent des détergents et d'autres produits difficiles à traiter, le fonctionnement normal des systèmes biologiques peut etre inhibé ou leur efficacité réduite. En meme temps, le rendement des systèmes biologiques peut être réduit par de basses températures ambiantes, ou sérieusement affecté par des courants accidentels de produits toxiques provenant en particulier de sources industrielles ou agricoles. La présente invention propose un procédé pour traiter les eaux d'égouts, dans lequel ces eaux passent à travers une unité d'électro-flottation, dans laquelle de petites bulles d'oxygène et d'hydrogène sont dégagées par électrolyse dans la zone du fond du courant liquide, les bulles s'élevant à travers le liquide en transportant vers le haut les solides en suspension et les produits en émulsion. Dans une forme de mise en oeuvre préférée de la présente inventison, on commence par réduire la dimension des impuretés de grandes dimensions se trouvant dans les eaux d'égouts non traitées en les faisant passer à travers un broyeur ou un désintégrateur, les eaux d'égouts passant ensuite å l'unité d'électro-flottation qui est, de préférence, de la forme décrite dans la demande de brevet britannique n0 262/72 déposée par la Demanderesse ta teneur en produits polluants de l'eau clarifiée ou de la partie surnageante produite par l'unité d'électro-flottation est considérablement réduite du fait que les produits en suspension et en émulsion sont éliminés et également du fait que certains produits polluants dissous sont précipités grâce aux réactions électrochimiques qui se produisent aux électrodes utilisées dans l'électrolyse. La precipitation peut également être facilitée par l'addition de produits chimiques appropriés en provenance d'une unité de dosage de produits chimiques couplée avec l'unité d'électro-flottation. Le procédé de la présente invention produit une boue séparée, contenant les solides en suspension en provenance de l'unité d'électro-flottation, qui est beaucoup plus épaisse que celle obtenue par les procédés de sédimentation connus, et dont le volume est beaucoup plus faible. Par ailleurs, le temps nécessaire pour obtenir la séparation n'est que de 30 à 90 minutes, à comparer aux 12 à 36 heures nécessaires dans les procédés de sédimentation connus. Parmi les autres avantages résultant de la présente invention, on doit indiquer que le procédé est pratiquement insensible aux types de produits constituant la charge polluante dans les eaux d'dgout3 et de ce fait n'est pas susceptible d'empoisonnement, et par ailleurs que le procédé est pratiquement insensible à la température de fonctionnement et qutainsi de basses températures ambiantes n'affectent pas le procédé tant que les eaux d'égouts sont flui- des, etest-à-dire tant qu'elles ne sont pas gelées. L'eau clarifiée sortant de l'unité ddlectro-flottation passe de préférence par des stades ultérieurs d'épuration, etc. par exem- ple dans des unités biofiltrantes à faible débit et/ou dans des cuves à humus, avant d'être évacuée dans une rivière ou dans un estuaire ; la boue en provenance de l'unité d'électro-flottation passe de préférence dans des digesteurs et/ou des systèmes de séchage. Cependant, comme l'élimination des charges polluantes en suspension ou dissoutes est beaucoup plus efficace dans la présente invention que dans les procédés connus, on peut réduire considérablement l'importance de ces stades ultérieurs pour le traitement de l'eau clarifiée et de la boue par rapport aux systèmes actuels, ce qui réduit le coft de l'installation de traitement de ces eaux d'égouts. La présente invention concerne également un dispositif de traitement des eaux d'égouts, comportant une unité d'électro-flottation à travers laquelle peuvent passer les eaux d'égouts, une ou plusieurs grilles d'électrolyse étant disposées dans cette unité, chaque grille comportant un certain nombre d'anodes et de cathodes espacées. Dans une forme de réalisation préf érée du dispositif selon la présente invention, un broyeur pour réduire les impuretés de grandes dimensions avant qu'elles atteignent l'unité d'électro-flottation est raccordé à une entrée de l'unité d'électro-E ottation, et une sortie de cette unité pour en prélever l'eau clarifiée peut être raccordée, soit directement à ltenvirormelent, par exemple à un estuaire ou à la mer, soit à un système comportant des unités biofiltrantes à faible débit et une cuve de sédimentation ou à humus, avant d'être évacuée dans l'environnement.Une autre sortie pour la boue peut être raccordée à une unité de séchage. Ed variante, cette seconde sortie peut être raccordée à un digesteur, le produit obtenu après digestion étant étalé sur des lits de séchage. La présente invention va maintenant être décrite plus en détail, à titre d'exemple seulement, en liaison avec le dessin joint, qui représente sous forme de schéma par blocs une forme de réalisation préférée d'une installation de traitement d'eaux d'égouts réalisée selon la présente invention. Dans la réalisation de la présente invention représentée sur le dessin joint, l'eau d'égout non traitée passe d'abord à travers un collecteur d'impuretés (non représenté), pour en retirer les pierres, comme dans les installations de traitement connues. Les eaux d'égouts passent ensuite à travers un broyeur 1 qui réduit les impuretés en petits morceaux, puis de là à une unité d'élec#ro-flottation 2 qui comporte une ou plusieurs grilles d'électrolyse#réalisées comme dans la demande de brevet précitée. Les eaux d'égouts y sont purifiées, la ou les grilles comportant des anodes et des cathodes 2b et 2c électrolysant le liquide pour produire des bulles d'hydrogène et d'oxygène qui s'élèvent à travers le liquide, les solides en suspension et les produits en émulsion étant transportés jusqu'à la surface, d'où on peut les séparer.L'électrolyse du-liquide précipite également certains produits polluants dissous, réduisant encore davantage la teneur en produits polluants du liquide. En outre, on peut augmenter le rendement de l'unité d'électro-flottation 2 en introduisant des produits chimiques coagulants au moyen d'une unité de dosage 3, ce qui permet de réduire le temps pendant lequel les eaux d'égouts traitées se trouvent dans l'unité d1électro-flottation, et donc la durée du traitement. En outre, ou en variante, on peut augmenter la purification en permettant une réduction inférieure du niveau de pollution initial. Ainsi, on peut tenir compte de façon relativement aisée des débits excessifs dus à de fortes chutes de pluie, etc. Par rapport aux systèmes connus, le procédé de traitement des eaux d'égouts de la présente invention est estreement rapide, les systèmes connus prenant entre 24 et 36 heures pour le traitement complet de purification ou de réduction des charges polluantes alors que dans la présente invention, ce temps est réduit à 30 à 90 minutes. L'eau clarifiée provenant de l'unité d1électro-flottation 2 est soit évacuée dans un estuaire ou dans la mer comme en 4, soit- ulté rieurement traitée par un système comprenant des unités bio-filtrantes à faible débit 5 et une cuve de sédimentation ou à humus 6 avant d'être évacuée dans l'estuaire, la rivière ou la mer. Les solides séparés sont éliminés sous forme de boues en 7 et sont envoyés directement à une unité de séchage 8. En variante, si on le désire, la boue peut ventre transportée par un convoyeur à vis (non repré- senté) jusqu'à un di#gesteur 13, le produit résultant de la digestion étant étalé sur des lits de séchage (non représentés) de la manière habituelle. Ainsi, la présente invention propose un traitement efficace des eaux d'égouts présentant de nombreux avantages par rapport aux procédés antérieurs. Ces principaux avantages résident dans le fait que le procédé est pratiquement insensible, à la fois au type de produit constituant la charge polluante dans les eaux d'égouts, et de ce fait n'est pas susceptible d'empoisonnement, et à la température de fonctionnement, de faibles températures ambiantes n'affectant pas le fonctionnement du procédé tant que les eaux d'égouts sont fluides, par opposition aux systèmes biologiques dans lesquels de faibles températures ambiantes ralentissent le procédé. En outre, l'enlève- ment des charges polluantes en suspension et dissoutes est beaucoup plus efficace dans la p-résente- invention et de ce fait, les stades ultérieurs dépuration de l'eau clarifiée sont considérablement moins importants --que dans les systèmes et les installations existantes. Cette réduction d'importance et de coût des installations s'applique également aux digesteurs et aux systèmes de séchage pour traiter les solides ou la boue séparée. REvsKsICATIONS t.- Procédé pour traiter les eaux d'égouts, caractérisé par le fait qu'on fait passer les eaux d'égouts à travers une unité d'élec tro-flottation dans laquelle de petites bulles d'oxygène et d 'hydro- gène sont dégagées par électrolyse dans la zone du fond de ces eaux d'égouts liquides, les bulles s' élevant à travers le liquide en transportant vers le haut les solides en suspension et les produits en émulsion. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on traite les eaux d'égouts pour réduire la dimension des impuretés relativement importantes se trouvant dans ces eaux d'égouts en faisant passer ces dernières à travers un broyeur avant de les faire arriver à l'unité d' électro-flottation. 3.- Procédé selon ltune des revendications 1 et 2, dans lequel on ajoute des produits chimiques aux eaux d'égouts dans l'unité d'électro-flottation, ces produits chimiques étant choisis pour faciliter la précipitation d'au moins certains produits polluants dissous. 4.- Procédé selon la revendication 3, dans lequel on ajoute des produits chimiques au moyen d'une unité de dosage chimique à l'unité d ' électro-flottation. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les eaux d'égouts sont évacuées de l'unité d'électro-flottation sous forme d'une eau clarifiée et d'une boue, l'eau clarifiée passant par des stades d'épuration ultérieurs avant d'être évacuée dans l'envi- ronnement, ou étant directement évacuée dans cet environnement, et la boue étant dirigée sur des digesteurs et/ou des systèmes de séchage. 6.- Procédé selon la revendication 5, dans lequel les stades d'épuration comportent le passage par des unités bio-filtrantes à faible débit et/ou des cuves à humus. 7.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une unité d'électro-flottation à travers laquelle peuvent passer les eaux d'égouts, une ou plusieurs grilles d'électrolyse étant disposées dans cette unité, chaque grille comprenant un certain nombre d'anodes et de cathodes espacées. 8.- Dispositif selon la revendication 7, dans lequel un broyeur pour réduire les impuretés importantes dans les eaux d'égouts est raccordé à l'entrée de l'unité d'électro-flottation, une sortie de cette unité s'ouvrant à l'environnement et une autre sortie étant raccordée à une unité de séchage. 90~ Dispositif selon la revendication 7, dans lequel un broyeur pour réduire les impuretés importantes se trouvant dans les eaux d'égouts est raccordé à l'entrée de l'unité d1électro-flottation, une sortie de cette unité pour en prélever la boue pouvant autre raccordée à un digesteur. 10.- Dispositif selon la revendication 7, dans lequel un broyeur pour réduire les impuretés importantes se trouvant dans les eaux d'égouts est raccordé à l'entrée de l'unité d'électro-flottation, une sortie de cette unité pour en prélever l'eau clarifiée pouvant être raccordée à une unité bio-filtrante à faible débit et/ou à une cuve à humus.