Brevet FR2328501A1 — publié le 19770520

L'invention concerne un procédé de purification d'air vicié selon lequel les impuretés sont, par un processus de lavage, transmises à un milieu liquide. On connatt un procédé d'enlèvement par lavage à l'eau des impuretés de l'air, ces impuretés étant ensuite extraites de l'eau de lavage par une technologie utilisant des principes de physique (distillation, adsorption) ou des principes chimiques (chimisorption). Ces technologies entrassent toujours toutefois une consommation élevée d'énergie et/ou de produits chimiques. L'objet de l'invention est un procédé permettant de purifier économiquement et sans problème l'air vicié. L'invention concerne deux moyens reposant sur le même principe de base. Première façon de résoudre le problème : le processus de lavage s'effectue avec une solution absorbant les impuretés, cette solution étant préparée par des voies biologiques dans une chambre d'activation ventilée, puis réutilisée au lavage. Seconde solution possible : le processus de lavage est effectué avec des boues activées adsorbatrices d'impuretés, boues issues de la chambre d-'activation ventilée d'un étage biologique. L'idée commune à ces deux solutions est d'éliminer ou de neutraliser les impuretés de l'air par un processus biologique en milieu aqueux. Ces solutions n'exigent la mise en oeuvre que d'une quantité d'énergie et/ou de produits chimiques très réduite pour le processus de purification. Les deux solutions conformes à l'invention peuvent être utilisées simultanément, l'eau de lavage réutilisée contenant des boues actives et la biocénose étant- réemployée comme moyen d'#adsorption pour-les impuretés de l'air. L'extraction des impuretés de l'air du liquide servant de fluide de purification (eau de lavage et/ou boues activées) steffectue d'après leirocessus suivant -: les impuretés servent de substances nutritives à certaines bactéries contenues dans la biocénose. Les bactéries croisent et se multiplient ; elles ont besoin, pour leur activité d'assimilation, d'oxygène, lequel leur est fourni au moyen de dispositif d'aération de type connu. Lors de la mise en service d'une installation de purification, la chambre d'activation biologique est ensemencée d'une culture bactérienne, par exemple par l'intermédiaire de boues activées issues de l'étage biologique d'une installation communale de clarification. Du fait de l'assimilation, les bactéries qui se multiplient sont surtout celles pour lesquelles les impuretés représentent une substance nutritive bien acceptée ; les bactéries n'acceptant pas cette nourriture sont écartées. Il se forme ainsi spontanément une biocénose appropriée. Les installations de purification d'air fonctionnent la plupart du temps en continu ; leur exploitation est toutefois interrompue la nuit et durant les week-ends. De telles interruptions de plusieurs heures sont préjudiciables, car il peut se produire dans la biocénose des modifications indésirables. Pour stabiliser le processus de purification durant le service et pour éviter durant les arrêts de travail des modifications de- biocé- nose ne pouvant être admises, il est utile que, durant le fonctionnement en régime de lavage, la quantité d'oxygène contenue dans la chambre d'activation biologique soit maintenue à un niveau déterminé et que durant les périodes d'arrêt du travail, la biocénose de la chambre d'activation soit maintenue en milieu aérobie.Le besoin en oxygène varie, durant l'exploitation, en fonction de l'alimentation en impuretés, c'est-à-dire en fonction de l'appoint de substances nutritives. Une régulation appropriée de l'alimentation en oxygène doit donc faire en sorte que la quantité d'oxygène demeure approximativement constante. En période d'arrêt de travail, aucune "substance nutritive" n'est fournie ; une#alimentation appropriée en oxygène doit alors éviter que la biocénose ne tourne à l'état anaérobie. La quantité d'oxygène doit, par exemple, être réglée à un niveau réduit. Pour maintenir la biocénose dans un état optimal, on peut procéder, notamment durant les arrêts de travail, à des appoints de substances nutritives. Une suralimentation en azote peut conduire à la suppression de l'activité de certaines bactéries de la biocénose. Pour éviter ceci, il est utile que les composants azotés des impuretés de l'air soient au moins partiellement éliminés, par un processus distinct, avant l'opération de lavage. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple d'exécution illustré par une figure. Celle-ci représente le schéma technologique d'une installation de purification d'air mettant en oeuvre le procédé# conforme à l'invention. Dans l'installation, est prévue une colonne de lavage à deux étages 1/2, comportant un étage de prélavage acide 1, et un étage prin cipal de lavage, neutre ou alcalin 2. De plus, est prévu une chambre d'activation biologique ventilée ou un biofermenteur 3. En amont de cette chambre d'activation biologique, c8té-alimentation, est prévu un diviseur de débit 4. En aval de l'étage de prélavage acide, un séparateur de boues 5 est prévu pour l'eau acidifiée. En aval du séparateur de débit (en amont du biofermenteur), est également monté un séparateur de boues. Le schéma technologie présente plusieurs circuits, au premier rang desquels il faut mentionner le tronçon d'écoulement de l'air à purifier. L'air vicié entre dans la colonne par la tuyauterie 7, traverse les deux étapes de lavage sous l'action d'un ventilateur 8, puis finalement sort purifié. L'eau de lavage de prélavage est extraite du circuit d'eau purifiée du séparateur 5 et transférés par une pompe de circulation 9 à l'étage de lavage 1. L'eau de lavage accumulée dans la colonne, dans laquelle se trouvent surtout des impuretés contenant de l'azote, est recyclée dans le séparateur de boue 5 où eau et boues se séparent par gravité. Un excédent d'eau et/ou de boues peut, si nécessaire, #tre -extrait du système. Les pertes en eau occasionnées par exemple pour l'évaporateur dans le réseau 10, sont compensées par des appoints d'eau fratche. L'eau en circulation est maintenue au degré d'acidité approprié à partir du réservoir 11 contenant de l'acide sulfurique, au moyen d'une pompe de dosage 12 commandée par une sonde de pH non représentée.Les apports trop forts en acide peuvent entre compensés par des apports d'eau. Le circuit de l'étape de lavage principal est un peu plus complexe. Le liquide extrait de l'étape 2 de la colonne parvient par gravité, à travers le diviseur de débit, à la partie principale du biofermenteur. La ventilation dont est l'objet ce biofermenteur empêche toute sédimentation ou décantation d'avoir lieu. Le liquide de lavage est, sous forme conditíonnée, renvoyé du biofermenteur 3 à l'étape de lavage principal 2 par la pompe de circulation 13. Au niveau du diviseur de débit 4, une petite fraction du débit en circulation est prélevée du circuit de lavage. La quantité prélevée est introduite dans le séparateur de boues 6 où se produit une sédimentation. Suivant les besoins, la phase clarifiée et/ou des boues peuvent être extraites du système. Les boues peuvent être renvoyées dans le circuit de lavage par la pompe à boues 14. Les pertes en eau subies par le circuit par évaporation ou par toute autre raison peuvent 8tre remplacées à partir du réseau 10. A cet effet,- un système régulateur de niveau comportant un capteur de niveau 15 pilotant une soupape 16 est prévu dans le biofermenteur.Au circuit, peut être amenée avec les appoints d'eau franche une lessive, par exemple une lessive de soude caustique étendue, transférée du réservoir 17 par une pompe doseuse 18. Les appoints de lessive sont commandés à partir d'un captage du pH (sonde 19) s'effectuant au niveau du diviseur de débit, c'est-à-dire sur le circuit retour de lacolonne. L'intérieur du biofermenteur est ventilé par un tube plongeur 20, et maintenu en turbulence. La quantité d'oxygène contenue dans le réservoir est mesurée par la sonde 21, dont les informations servent au pilotage des enclenchements et des arrêts successifs du moteur 22 du ventilateur 23. Sous une forme résumée, le fonctionnement de l'installation est le suivant : Dans l'étape de prélavage, les particules amoniacales sont extraites de l'air vicié du fait de la composition chimique particulière (présente d'acide sulfurique) de la solution de lavage de la première étape. Cette extraction d'azote est nécessaire pour que la biocénose de l'étage biologique qui suit, dispose d'un milieu nutritif équilibré, et aussi pour éviter une suralimentation en azote de la biocénose et les conséquences indésirables qu'elle comporterait. Dans la seconde étape de lavage neutre ou alcalin, toutes les autres impuretés contenues dans l'air passent dans le fluide de lavage. Comme fluide de lavage, on a utilisé sur l'exemple d'exécution représenté de l'eau et des boues activées du biofermenteur.Les impuretés de l'air vicié sont, dans leur plus grande partie, absorbées par l'eau. Du fait de la présence des boues activées, la capacité d'adsorbtion de la biocénose est encore mieux utilisée. Le fluide de lavage absorbe de l'oxygène dès la colonne de lavage. Les bactéries se trouvent dans la biocénose détruisent dans le biofermenteur les impuretés véhiculées par l'air. La quantité d'oxygène nécessaire à leur activité d'assimilation leur est fournie par la ventilation. Les bactéries de la biocénose se multiplient. La masse bactérienne en surplus ou les boues activées en surplus peuvent être extraites du système par le séparateur 6. En périodes d'arrêt des installations (week-end ou nuits), c'està-dire lorsqu'aucune impureté n'est pas fournie, la biocénose est maintenue par un apport approprié d'oxygène et/ou de substance nutritive dans un milieu aérobie, mais également favorable à la destruction des impuretés. Lors de la reprise du travail, on dispose ainsi d'un conditionnement favorable à l'emploi, et adapté aux substances nutritives. REVENDICATIONS 1 - Procédé de purification de l'air selon lequel les impuretés sont, par un processus de lavage, transmises à un milieu liquide, caractérisé par le fait que le processus de lavage, selon un principe connu en soi, s'effectue avec une eau de lavage absorbant les impuretés, eau de lavage qui est ensuite traitée par voies biologiques dans une chambre d'activation ventilée, puis réutilisée au lavage. 2 - Procédé de purification de l'air selon lequel les impuretés sont, par un processus de lavage, transmises à un milieu liquide, caractérisé par le fait que le processus de lavage est opéré avec les boues activées (adsorbatrices d'impuretés) de la chambre d'activation ventilée d'un étage biologique. 3 - Procédé de purification de l'air utilisant en même temps les technologies faisant l'objet des revendications 1 et 2, l'eau de lavage réemployée contenant des boues activées. 4 - Procédé selon l'une des revendications de 1 à 3, pour une exploitation comportant des périodes de fonctionnement et des périodes d'arret, caractérisé par le fait que durant le service, la quantité d'oxygène contenue dans la chambre d'activation biologique est maintenue à un niveau déterminé au moyen d'un dispositif de ventilation et que durant les périodes d'arrêt, la biocénose de la chambre d'activation est maintenue dans le domaine aérobie. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le maintien de l'état aérobie de la biocénose est assuré par ventilation. 6 - Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait qu'à la biocénose, des substances nutritives sont ajoutées, en particulier pendant les temps d'arrêt d'exploitations. 7 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, pour les impuretés contenant des particules azotées ou ammoniacales, caractérisé par le faittle les particulesazotées sont extraites au moins en partie, en un processus spécial, avant l'opération de lavage.