Brevet FR2323640A1 — publié le 19770408

l'invention a trait, d'une part, à un procédé de traitement des eaux usées et, d'autre part, à un dispositif permettant ltapplication de ce procédé. On connaît déjà différents procédés permettant le traitement des eaux usées. Ces traitements doivent donner un effluent qui n'altere pas le milieu récepteur dans une mesure incompatible avec les exigences de l'hygiene publique. Les eaux brutes subissent à l'arrivée dans une station d'épuration un certain nombre d'opérations mécaniques ou physiques destinées à extraire le maximum d'éléments dont la nature et la dimension constitueraient une gêne pour un traitement ultérieur. Ces opérations sont le dégrillage, la dilacération, le dessablage, le déshuilage et le dégraissage. Un premier procédé connu consiste en une decantation, ce qui permet d'enlever toutes les matieres en suspension. Pour cette décantation, on utilise des lagunes c'est-à-dire des étangs ou lacs dans lesquelles l'oxygène dissous dans l'eau nécessaire au traitement biologique qui suit la décantation est produit par la photosynthèse alguale. Toutefois, ce procédé, tout en étant le moins onéreux et le plus naturel, présente certains inconvénients. En effet, la lumière solaire étant essentielle à cette production d'oxygène, la profondeur de la lagune est donc limitée et, pour traiter un certain volume, il faut avoir une lagune d'une grande surface. Par ailleurs, le procédé est très lent, ce qui nécessite également une lagune de très grande surface.Cette oxydation entrain des décompositions des matières se trouvant dans les eaux usées et il en résulte une odeur nauséabonde. Bien entendu, dans cette eau stagnante peuvent se développer des cultures de mouches, de moustiques et autres. On connaît également des procédés d'épuration biologiques dont le but est d'éliminer la matière polluante biodégradable contenue dans l'eau domestique en la transformant en matières en suspension, à savoir un microrganisme et leurs déchets plus facilement récupérables. Ces matières en suspension s'agglomèrent en effet sous forme de flocs décantables tels que boues activées ou se fixent sur des supports fixes ou mobiles tels que des lits bactériens. Pour les supports mobiles, on utilise des disques biologiques. Ces disques sont disposés sur un arbre horizontal et sont soumis à un mouvement de rotation. L'ensemble est immergé Jusqu'au plan médian dans une cuvette semi-cylindrique.Après passage des eaux dans un décanteur primaire, les colonies bactériennes formées lors de l'immersion des disques absorbent les matières organiques alors que, pendant l'autre moitié de la rotation, elles se saturent d'oxygène. Toutefois, les installations nécessaires a cette épuration biologique sont très onéreuses en raison de consommations importantes d'énergie électrique. De plus, il faut prévoir des surveillances et des contrôles permanents par un personnel qualifié. La présente invention a pour but de fournir un procédé présentant un cer tain nombre d'avantages par rapport aux procédés connus et aux installations nécessaires. Dans le cadre de l'invention, on n'utilise aucun ouvrage compliqué donc pas de génie civil important et d'appareillage mécanique complexe nécessitant des asservissements temporaires et de nombreux règlages. Par ailleurs, le problème lié à l'obtention des boues digérées se limite à une vidange annuelle de la partie stockage de l'installation. De plus, on réduit considérablement les consommations électriques, ce qui permet de diminuer, en plus de l'économie réalisée par la construction simple des ouvrages et l'absence de lits de séchage, le prix de revient. Selon l'invention, le procédé permet un fonctionnement souple et fiable qui est un des facteurs essentiels.En effet, ce procédé permet d'absorber des "à-coups" de débit et de charge par régularisation automatique et sans énergie électrique des débits, tout en obtenant une composition constante de l'effluent à traiter. A cet effet, l'invention concerne un procédé de traitement des eaux usées caractérisé en ce que l'on soumet les eaux usées à un premier traitement naturel, par l'intermédiaire d'une lagune primaire dans laquelle on stocke les boues et on prépare biologiquement l'effluent, puis à un second traitement biologique réalisé par l'intermédiaire de disques biologiques, puis à une décantation suivie d'un polissage des eaux traitées dans une lagune secondaire. L'invention concerne également un dispositif pour l'application du procédé caractérisé en ce qu'il comporte une lagune primaire, pourvue d'une amenée des eaux usées et d'un départ de l'effluent préparé biologiquement, au moins un ensemble de disques biologiques reliés, d'une part, à la lagune primaire et, d'autre part, à un décanteur, et à une lagune secondaire. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en plan schématique de l'installation permettant l'application du procédé selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe schématique selon ligne de coupe Il-Il de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe schématique selon ligne de coupe III-III de la figure 1. On se réfère aux trois figures. Les eaux usées brutes sont introduites par l'intermédiaire d'une conduite I dans une lagune primaire 2 où elles se débar assent par simple décantation des matières en suspension décantables. Cette lagune primaire 2 se présente sous la forme d'un bassin 3 qui peut être un bassin en terre creusé à même le sol. Ce bassin 3 est entouré de talus naturels 4, 5. Il se compose d'un premier compartiment 6 qui joue le rôle de stockage des boues 7 et de digestion anaérobie et d'un second compartiment 8 dont le fond 9 est moins bas que le fond 10 du premier compartiment 6. Ces deux compartiments 6 et 8 sont séparés par un dispositif de parois syphoides 11. Le second compartiment 8 permet, d'une part, le polissage sur les matières en suspension et, d'autre part, la régulation de l'effluent à traiter en qualité-et en débit. Le dispositif il évite le contact des eaux usées se trouvant dans la zone en amont c'est à-dire dans le premier compartiment 6 du traitement des boues s'effectuant dans le deuxième compartiment 8. L'effluent de la lagune primaire 2 est dirigé par une conduite 12 vers la cellule dynamique et biologique 13.Cependant, dans le cas où la nature du sol ne permet pas la protection d'une éventuelle nappe d'eau souterraine, il est nécessaire de prendre certaines précautions. Dans ce cas, il faut prévoir des revêtements en béton, en argile damé ou en feuille de buthyl. Cette cellule dynamique et biologique 13 est constituée par des ensembles de disques biologiques 14, 15, 16. Chaque ensemble 14, 15, 16 est disposé sur un arbre 17 de telle sorte qu'ils forment des ensembles monolithes tels que tambours. Sur l'extrémité de cet arbre 17, on prévoit un disque à godets 171 dont la partie inférieure trempe dans un bac 172 alimenté par la conduite 12. De ce fait, on assure une alimentation régulière et constante par un débit règlable des disques biologiques 14, 15, 16. Chaque arbre 17 est entraîné par un moteur 18 solidaire des fondations d'une cuvette semi-cylindrique 19 incorporé dans un bâtiment 20 protégeant l'ensemble des intempéries et assure, en période de grands froids, une conservation de la chaleur dégagée par le floc bactérien. Ces ensembles de disques biologiques 14, 15, 16, inscrits dans l'ensemble de l'installation, constituent la partie active du processus épuratoire global. Leur vitesse de rotation lente dans les cuvettes semi-cylindriques 19 remplies de liquide à traiter permet l'alternance entre le milieu aéré par suite de l'absorption de l'oxygène de l'air par les microrganismes et le milieu liquide pour adsorption et assimilation des impuretés organiques par les microrganismes. La croissance de la couche microbienne sur les disques biologiques est limitée en nombre de microrganismes par l'apport du substrat et en épaisseur par des phénomènes complexes de nature électrostatique, mécanique et hydraulique. De ce fait, au-furet-àmesure de l'avancement du liquide à traiter dans les différents étages du système, la D.B.O. soluble et particulaire restante après passage dans la lagune primaire 2 disparait du liquide et se transforme en produit stockable et transportable que constituent les lambeaux de flocs issus des disques biologiques appelés également boues secondaires. Dans l'ensemble du dispositif, l'eau épurée mélangée avec les boues secondaires est introduite par gravité par l'intermédiaire d'une conduite 21, dans un décanteur 22. Ce décanteur 22 comporte un ouvrage cylindro-conique à flux vertical 23. Il reçoit par clifford central 24 le mélange eaux usées traitees et floc biologique issu des disques biologiques et évacue l'effluent cla rifié par une couronne périphérique 25. Les boues secondaires ont une certaine grosseur, ce qui leur confère une très bonne décantabilité. C'est pourquoi, on peut prévoir un décanteur de faible capacité. Ces boues secondaires sont reprises par pompage automatique 26 et envoyées par l'intermédiaire d'une conduite 27 dans le premier compartiment 6 de la lagune primaire 2 pour y être traitées avec les boues primaires par digestion anaérobie. Par l'intermediaire d'une conduite 28, on procède à l'évacuation de l'eau traitée du décanteur 22 pour la diriger vers une lagune secondaire 29 dans laquelle un temps de séjour important lié à une épuration de finition dite "polissage" naturelle permet d'obtenir une qualité d'eau à des normes inférieures à celles préconisées dans les zones dites de 11proximité". Cette lagune secondaire 29 comporte à sa sortie 30 un écoulement laminaire 31 obtenu par une lame déversante s'étendant sur toute la largeur du bassin présentant un talus périphérique. Une conduite 32 permet l'évacuation des eaux épurées. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1) Procédé de traitement des eaux usées caractérisé en ce que l'on soumet les eaux usées à un premier traitement naturel par l'intermédiaire d'une lagune primaire dans laquelle on stocke les boues et on prépare biologiquement ltef- fluent, puis à un second traitement biologique réalisé par l'intermédiaire de disques biologiques, puis à une décantation suivie d'un polissage naturel des eaux traitées dans une lagune secondaire. 2) Dispositif pour l'application du procédé selon la première revendication caractérisé en ce qu'il comporte une lagune primaire 2 pourvue d'une amenée des eaux usées et d'un départ de l'effluent préparé biologiquement, au moins un ensemble de disques biologiques 14, 15, 16 reliés, d'une part, à la lagune primaire 2 et, d'autre part, à un décanteur 22 et à une lagune secondaire 29. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la lagune primaire 2, ayant la forme d'un bassin 3 entouré de talus naturels 4, 5, comporte un premier compartiment 6 pour le stockage des boues et la digestion anaérobie et un second compartiment 8 dont le fond 9 est moins bas que le fond 10 du premier compartiment 6 pour la régulation en qualité et en débit de l'effluent à traiter. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la lagune primaire 2 comporte un dispositif de parois syphoides séparant les deux compartiments 6 et 8. 5) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le décanteur 22, constitué par un ouvrage cylindro-conique à flux vertical 23, comporte un clifford central 24, pour l'amenée du mélange d'eaux usées traitées et du floc biologique issu des disques biologiques, et une couronne périphérique 25 pour l'évacuation de l'effluent clarifié, les boues secondaires étant reprises par pompage automatique et envoyées par l'intermédiaire d'une conduite 27 dans le premier compartiment 6 de la lagune primaire 2 pour y être traitées avec les boues primaires par digestion anaérobie. 6) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la lagune secondaire 29, constituée par un bassin dans lequel se réalise une épuration naturelle de finition, comporte à sa sortie 30 un écoulement laminaire 31 obtenu par une lame déversante s'étendant sur toute la largeur du bassin.