Brevet FR2390988A1 — publié le 19781215

La présente invention conc#erne,d'une manière générale, un procédé pour la dissolution de gaz dans des liquides aqueux, utile en particulier (quoique sans limitation) dans le traitement des eaux résiduaires telles que les eaux d'égouts. Il est nécessaire, dans de nombreux domaines de technolo gaie, de dissoudre des gaz dans des liquides. En général, ceci s'effectue simplement par passage du gaz dans le liquide. Lorsqu'une concentration relativement élevée en gaz dissous est nécessaire (s'est-à-dire une concentration voisine de la saturation), il est ordinairement nécessaire de faire passer dans le liquide une quantité de gaz considérablement supérieure à celle théoriquement nécessaire, puisqu'unie partie de gaz passera à travers le liquide et en sortira sans s#'y dissoudre. Bien qutil soit parfois possible de réutiliser une partie du gaz en excès, ceci n estÉpas toujours réalisable. En tout cas, la nécessité d'injecter du gaz en exces augmente le coût global du procédé. Il existe de nombreux procédés pour le traitement des eauxrésiduaires (on entend par-là les eaux de surface et Les eaux résiduaires en général, les eaux d'égouts, les boues et effluents aqueux de llindustrie tels que lesgliqueurs de fermentation) dans lesquels il est souhaitable d'atteindre une concentration relativement élevée en gaz dissous (ordinairement l'oxygène). Par exemple, dans le traitement des eaux résiduaires telles que les eaux d'égouts pour en séparer les impuretés, l'eau d'égout est aérée pour amorcer l'a-ctivité des micro-organismes aérobies qu'elle contient et il est souhaitable de maintenir dans l'eau d'égout une concentration relativement élevée en oxygènezdissous (D.0.-). On injecte dans l'eau d'égout un gaz enrichi en oxygène (par exemple de l'oxygène du commerce) et dans la pratique, pour maintenir une concentration élevée en D .0., il est nécessaire de fournir considérablement plus# d'oxygène qu'il n'est effectivement absorbé par les micro-organismes. Dans un autre exemple, #il sait utiliser un gaz enrichi en oxygène pour empecher la formation de sulfure d'hydrogène dans les égouts, en #particulier les collecteurs ascendants (voir Progress in Water Technology, volume 7 (1975) n0 2,- pages 289-300). Ici, encore, pour atteindre la concentration très élevée en D.O. souhaitable, on #doit fournir plus d'oxygène que les micro-organismes n-en absorbent réellement. La perte en gaz mentionnée ci-dessus étant mise à part, la technique générale de dissolution d'un gaz dans un liquide par injection du gaz dans le liquide est d'une simplicité attrayante et d'une mise en oeuvre économique. Il serait donc fortement avantageux de pouvoir utiliser cette technique générale sans la nécessité d'une perte considérable en gaz qui, par exemple dans le cas de l'oxygène du commerce ou d'air enrichi en oxygène, est coûteuse. La demanderesse a découvert selon l'invention que l'on peut réduire cette perte si l'on soumet d'abord le liquide aqueux à un traitement préliminaire avant injection du gaz désiré. En outre, la demanderesse a découvert que ce traitement préliminaire peut être effectué d'une manière relativement peu coûteuse et qu'après le traitement préliminaire on peut obtenir plus facilement et efficacement des concentrations relativement élevées de gaz dissous. L'invention concerne un procédé pour dissoudre un gaz dans un liquide aqueux, qui consiste à soumettre d'abord le liquide à une pression réduite pour en éliminer les gaz préalablement dissous, entratnés ou produits dans celui-ci, et à dissoudre ensuite ledit gaz dans le liquide dégazé. Le procédé selon l'invention est particulièrement utile, mais non exclusivement, dans le traitement des eaux résiduaires, le gaz à dissoudre dans ce cas étant ordinairement l'oxygène.Ainsi, donc, dans le cas de l'oxygénation des eaux d'égouts (application pour laquelle le procédé de l'invention est particulièrement utile mas non exclusivement), la désorption des substances volatiles (qui s'effectue avant l'étape d'oxygénation) permet d'atteindre des concentration élevées en D.0. dans l'eau d'égout sans utiliser les forts excès en gaz enrichi en oxygène précédemment nécessaires. Les eaux résiduaires telles que les eaux d'égouts contiennent naturellement des substances volatiles, principalement des gaz (par exemple, azote et dioxyde de carbone) qui peuvent être dissous ou entratnés dans l'eau. Certains de ces gaz peuvent avoir été produits in situ. La présence de ces gaz réduit non seulement la facilité avec laquelle on peut dissoudre l'oxygène dans l'eau d'égout, mais également la concentration maximale en D.0. que l'on peut obtenir. En outre, la présence de dioxyde de carbone dissous dans l'eau d'égout abaisse son pH et ceci a pour effet de diminuer la vitesse a laquelle la nitrification peut s'effectuer dans le procédé à la boue activée, en particulier lorsqu'on utilise à la place d'air un gaz enrichi en oxygène. Ainsi donc, l'élimination de ces gaz (de préférence à un degré aussi élevé que possible) selon l'invention est particulièrement avantageux dans le traitement des eaux d'égouts. Selon un aspect préféré l'invention concerne donc un procédé pour le traitement d'une eau résiduaire (telle qu'une eau d'égout) pour en éliminer les impuretés par oxydation qui consiste, dans une ou plusieurs étapes du traitement, à soumettre l'eau résiduaire à une pression réduite pour en évacuer les gaz préalablement dissous,entraînés ou produits in situ et, ensuite, à dissoudre de l'oxygène dans l'eau résiduaire (par exemple,en faisant passer de l'air enrichi en oxygène ou de l'oxygène du commerce dans l'eau résiduaire).On notera que dans le traitement global des eaux d'égouts pour les rendre sûres et aptes au rejet, les eaux d'égouts brutes peuvent autre transformées en une ou plusieurs boues et-liqueurs, et que l'étape préliminaire de désorption selon l'invention peut s'appliquer à un ou plusieurs stades dans le procédé avant l'étape d'oxygénation. Selon un autre aspect préféré, l'invention concerne un procédé amélioré pour le traitement des eaux résiduaires, telles que des eaux d'égouts, tandis qu'elles sont conservées ou s'écoulent dans un égout, procédé dans lequel on injecte dans l'eau d'égout de l'oxygène (y compris l'air et de préférence un gaz enrichi en oxygène ou de l'oxygène du commerce) dans les eaux d'égouts, ledit perfectionnement consistant à soumettre les eaux d'égouts à une pression réduite pour en éliminer les substances volatiles avant dtinjecter oxygène. Cet aspect de l'invention est un perfectionnement au procédé décrit dans le brevet britannique n0 1 452 961. Un autre avantage de l'étape préliminaire selon l'invention est qu'après l'élimination d'une majeure proportion des substances volatiles, l'oxygène peut se dissoudre presque totalement dans l'eau résiduaire, de sorte que (contraiYement aux procédés connus antérieurs), il n'y a éventuellement que peu de gaz non dissous dans l'eau résiduaire. Ceci réduit les augmentations de pression qui se produiraient autrement à cause de la présence de gaz entraîné et, également, ceci augmente la concentration maximale de D.O. que l'on peut obtenir. On notera que l'étape d'élimination des substances volatiles des eaux d"égouts élimine non seulement les gaz "inertes" tels que l'azote, mais aussi les gaz nocifs et malodorants tels que le sulfure d'hydrogène. L'élimination de ces gaz dans des conditions réglées est elle même avantageuse puisqu'elle réduit le risque d#e danger et les inconvénients pour le personnel dus à la présence de ces gaz dans les eaux d'égouts et dans le milieu environnant. Les substances volatiles éliminées des eaux d'égouts par le procédé de l'invention peuvent ellesememes fournir des renseignements utiles sur l'eau d'égout. Ainsi, la présence et/ou l'absence d'un ou plusieurs gaz présents dans les substances désorbées, par exemple, peuvent donner une indication sur la constitution chimique iles eaux d'égouts, qui peut être importante dans le cas, par exemple, d'eauxd'égoutsdont la constitution varie continuellement par suite de l'activité des microorganismes qu'elles contiennent.L'analyse des substances volatiles éli minées peut donner un guide plus précis que les techniques d'analyse classiques en pseudo-cloehe, en particulier lorsqu'on~ sépare une grande proportion des substances volatiles dans l'eau résiduaire. La teneur en substances organiques solubles dans les eaux résiduaires déposées est ordinairement séparée par l'un ou l'autre des deux procédés suivants : soit le procédé à la boue activée avec croissance en suspension, soit le système à filtre percolateur avec croissance fixée. Ces deux procédés nécessitent des surfaces relativement grandes de terrain. Récemment, on a fait la démonstration d'un procédé dans lequel la concentration de biomasse par unité de volume est fortement accrue, ce qui conduit à une réduction énorme de la dimension de l'appareillage pour atteindre un degré donné de traitement. Ce procédé utilise des lits expansés ou fluidisés de sable ou d'autres milieux divisés ( une dimension caractéristique de 0,2 à 2,0 mm) ayant une très grande surface sur laquelle poussent les micro-organismes qui effectuent le traitement. il est possible de faire fonctionner un système à croissance fixe sur lit expansé ou fluidisé avec l'équivalent de 50-100 g de biomasse par litre, qui peut être maintenu dans le réacteur, au lieu des- 3 à 5 g de biomasse par litre normalement possibles dans des systèmes classiques à boue activée.Ceci permet de réduire la durée de rétention nécessaire au traitement de 6 à 10 h couramment utilisées dans les usines de traitement par la boue activée à environ 0,5-1 h dans un réacteur à croissance fixée sur lit fluidisé. Ce procédé a été proposé pour le traitement aérobie d'eaux d'égouts sédimentées et pour le traitement anoxiques d'un effluent nitrifié sédimenté pour donner la dénitrification de l'effluent utilisant une source extérieure de carbone telle que le méthanol. L'étape préliminaire de désorption selon l'invention peut être avantageusement utilisée dans un tel procédé immédiatement avant l'étape ou chaque étape d'oxygénation. En conséquencej selon un aspect préféré, l'invention concerne un procédé# de traitement des eaux résiduaires pour réduire la concentration en substances carbonées et# azotées, qui con-siste-1 (a) à faire passer lleau résiduaire-à--traversÎun premier lit expansé ou fluidisé comprenant des particules auxquelles sont fixées des bactéries hétéro trophiques facultatives en conditions anoxiques, pour transformer le nitrate dans les eaux résiduaires-#en- azote gazeux; (b) à soumettre l'eau--résiduaire traitée produite dans l'étape (a) à une pression réduite pour en libérer les=gaz préalablement dissous, entraRnés ou produits in situ;; (c) à dissoudre ltoxvgene dans l'eau résiduaire ptovenant de ltétape (b); et (d) à faire passer l'eau résiduaire traitée provenant de l'étape (c) à travers un second lit expansé ou fluidisé comprenant des particules auxquelles sont fixés des micro-organismes pour oxyder les substances carbonées et azotées contenues dans l'eau résiduaire. Une caractéristique hautement préférée de-ce procédé consiste à soumettre une partie de effluent de ltétape (d) a une réduction de pression pour en séparer notamment l'oxygène et à recycler ensuite cet effluent dans l'étape (a).--De cette manière, on peut éviter la nécessité de fournir une source extérieure de carbone, telle que le méthanol, pour l'étape (a).Si l'on désire une séparation pratiquement complète du nitrate de l'effluent de étape (d), on peut mélanger l'effluent (d part celui qui est recyclé à étape (a)) avec une source de carbone et le faire passer ensuite à travers un troisième lit fluidisé comprenant des particules auxquelles sont fixés les micro-organismes pour séparer le nitrate dudit effluent. Dans le procédé selon ltinvention, #la manière dont on soumet le fluide aqueux à une pression réduite n'est pas# essentielle. L'homme de l'art appréciera qu'il existe de nombreuses techniques possibles. Avec de faibles quantités de fluide aqueux, par exemple, on peut placer le fluide dans un récipient dans lequel on-fait ensuite le vide pour réduire la pression au-dessus de la surface du fluide. Après une-durée suffisanté pour la séparation de la quantité désirée de substances volatiîes,-ùn ramène la pression interne du recipient à la pression atmosphérique et on évacue le fluide. Les substances volatiles désorbées peuvent être recueillies à des fins d'analyse. Lorsqu'il s'agit cependant de plus grandes quantités de fluide, par exemple des eaux d'égouts, et lorsqu'un fonctionnement continu peu motteux est nécessaire, on préfère faire passer les eaux résiduaires à travers un siphon en tête duquel on maintient une pression réduite pour désorber les matières volatiles de l'eau résiduaire passant à travers le siphon. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de divers modes de mise en oeuvre préférés, en référence aux figures des dessins annexés, dans lesquelles - la figure 1 représente schématiquement une coupe en section verticale d'un mode de mise en oeuvre du siphon; - la figure 2 représente schématiquement une coupe verticale d'un autre mode de mise en oeuvre du siphon; - la figure 3 représente le schéma de fonctionnement d'un procédé de traitement des eaux résiduaires selon l'invention; - la figure 4 représente schématiquement une vue en coupe d'unmode de mise en oeuvre du dispositif à siphon avec injection d'oxygène utilisé dans la figure 3; - la figure 5 représente un schéma de fonctionnement d'un autre procédé de traitement des eaux selon llinvention;; et - la figure 6 représente une autre disposition possible essentiellement pour la mise en oeuvre du procédé de la figure 5 Dans la figure l, l'eau résiduaire est envoyée dans un réservoir 1 d'où elle monte par la conduite 2 dans le récipient 3. Depuis le récipient 3, elle sort par la conduite 4 qui se termine à un niveau inférieur au réservoir 1. Le réservoir 3 comprend une conduite de sortie de gaz 5 reliée à une pompe à vide 6 munie d'une soupape 7. En fonctionnement, les conduits 2 et 4 et le réservoir I agissent comme un siphon pour l'eau résiduaire et, une fois que le siphon a été amorcé, l'eau résiduaire s'écoule à travers les conduites 2 et 4 et le réservoir 3, comme indiqué. Dans la cloche 8 dans le réservoir 3, la pompe à vide 6 maintient la pression réduite produite par le siphon et les gaz désorbés de l'eau résiduaire sortent par la conduite 5 et la soupape 7 (et peuvent entre analysés). La hauteur d'eau dans le siphon peut être égale au maximum possible dans les conditions atmosphériques existantes et la pompe à vide peut fonctionner à n'importe quelle pression jusqu'à la pression minimale que lton peut atteindre.Dans la pratique, les conditions opératoires dépendent (1) du débit de l'eau résiduaire qui dépend de sa viscosité, des dimensions de la conduite et de la hauteur du siphon; (2) de la quantité de gaz séparé,qui dépend notamment de la hauteur du siphon, de la solubilité du gaz et du vide appliqué; et (3) de la tension de vapeur de I > eau- résiduaire à la température existante. Le dispositif représenté à la figure 2 est légèrement différent de celui de# la figure 1, les conduites 2 et 4 et le réservoir 3 étant remplacés par un cylindre vertical 10 fermé à-une extrémité, sauf pour le branchement avec la pompe à vide 11, et ayant une cloison 12 disposée suivant un diamètre en travers du tube sur la majeure partie de sa longueur. Une tubulure d'entrée 13 de l'eau résiduaire est prévue au pied du tube 10 sur un caté de la cloison et une tubulure de sortie 14 de l'autre côté de la cloison, à un niveau inférieur à la tubulure 13 (pour réaliser un siphon). L'appareil fonctionne essentiellement de la m#me manière que celui de la figure 1. Dans le procédé de l'invention appliqué à lloxygénation des eaux résiduaires dans un égout, principalement pour éviter ou réduire la formation de sulfure d'hydrogène, on peut prévoir un siphon à l'intérieur ou au voisinage de l'égout, avantageusement sous forme d'un #puits humide, et faire passer l'eau d'égout à travers (avec désorption des gaz) immédiatement avant l'oxygénation. La figure 3 représente schematiquement, à titre d'illustration seulement, un procédé de traitement des eauxrésiduaires selon l'invention, appliqué à un égout municipal. La figure 4 représente schématiquement une vue en élévation verticale du siphon et du dispositif d'injection d'oxygène 50 dans la figure 3. Dans la ligure 3, l'eau dlegout brute est d'abord soumise à un traitement classique comprenant un tamisage et L'élimination des corps étrangers (40). L'eau d'égout est ensuite soumise à une étape de désorption selon l'invention, suivie d'oxygénation dans un dispositif 50 (décrit au sujet de la figure 4). Dans le dispositif 50, les substances volatiles sont séparées des eaux d'égouts qui sont ensuite immédiatement oxygénées jusqu'd une concentration en D.O. de 40 à 50 mgIl.-L'eau d'égout oxygénée passe dans une étape classique de sédimentation primaire 60 dans laquelle une boue primaire est séparée d'une liqueur.La liqueur de cette étape (la concentration en DO peut entre nulle)- passe ensuite dans un dispositif de désorption-oxygénation 70 (le même que 50) pour élever la concentration en DO à 40-100 mg/l. L'oxydation biologique a lieu dans un réservoir 80 (avec agitation au moyen d'un agitateur 81), précédant une étape classique de sédimentation secondaire 90, et l'effluent final sort par la conduite 91. La boue déposée est recyclée par un dispositif de désorption-oxygénation 100 (la même que 50) dans le réservoir 80. La figure 4 représente un siphon 110 avec un dispositif 120 d'injection d'oxygène (c'est-à-dire un gaz contenant de l'oxygène) placé immédiatement en aval. Cette disposition de la figure 4 (dans laquelle la hauteur d'eau dans le siphon est la hauteur maximale que l'on peut atteindre sous la pression atmosphérique normales comprend les dispositifs50, 70 et 100 mentionnés à propos de la figure 3. Le gaz est séparé de la cloche par 111. Dans le fonctionnement tel que décrit à la figure 3, l'effi cacité globale du procédé est améliorée par rapport auxprocédés classiques, en ce que les teneurs en D.O. nécessaires sont atteintes plus facilement et plus efficacement. La séparation des gaz (ou la réduction de la quantité de gaz) dans les eaux résiduaires selon l'invention est également utile dans le traitement des eaux residuaires pour séparer l'azote ammoniacal. A l'heure actuelle, l'azote ammoniacal est séparé par augmentation du pH des eaux résiduaires et élimination de l'ammoniac par passage de l'eau résiduaire dans un épurateur à contre-courant avec un courant d'air. Ce procédé comporte des problèmes comprenant la formation de calcaire dans la tour d'épuration. Selon l'aspect de l'invention, dans un procédé de traitement de eaux résiduaires selon l'invention, on peut séparer l'azote ammoniacale en soumettant l'eau résiduaire alcaline à une pression réduire, pour désorber l'ammoniac. A cet effet, il peut être avantageux d'utiliser une série de dispositifs à siphon comme décrit ci-dessus. On notera qu'un domaine important d'utilisation dé l'invention réside dans le prétraitement des eaux résiduaires avant une étape d'aération ou d'oxygénation. Des exemples ont été donnés ci-dessus Un autre exemple concerne la réaération des eaux de surface telles que des eaux de rivières. Ainsi, lteau de rivière est d'abord soumise à une pression réduire pour désorber les gaz qu'elle contient et ensuite oxygénée ou aérée. Les figures 5 et 6 illustrent les procédés de traitement à croissance fixée sur lit flwidisé selon l'invention, Dans la figure 5, l'eau d'égout sédimentée est fournie par les conduites 200 et 201 dans le premier lit fluidisé (A) avec un courant de recyclage contenant des ions nitrates provenant de la conduite 202. Le courant de recyclage peut avoir été précédemment débarrassé de ltoxygène dissous. Dans les conditions anoxiques existant dans ce lit, les~ bactéries hétérotrophes facultatives modifient leur métabolisme pour utiliser les ions nitrates comme sources d'oxygène en l'absence d'oxygène dissous et, ce faisant, décomposent le nitrate par l'intermédiaire du nitrite en azote ga#zeux qui se dégage (flèche 203) de la surface.Les bactéries utilisent la matière carbonée dans lteau d'égout sédimentée comme source d'énergie nécessaire. Les utilisations (1) du recyclage de I'effluent nitrifié et (2)# de l'eau d'égout sédimentée comme source de carbone dans des usines à boues activées modifiées ont permis de réduire la concentration de l'effluent en nitrate de 70 à 80% en l'amenant à des concentrations de 5 à 10 mg d'azote/l dans l'effluent. Cette concentration est inferieure à la concentration normalisée de 11,4 mg d'azote/l recommandée pour l'eau potable par l'Organisation Mondiale de la Santé. Le procédé à lit fluidisé décrit ci-dessus peut être mis en oeuvre de manière qu'il soit également efficace pour l'élimination globale du nitrate et qu'il puisse effectuer la denitrification en une durée de rétention plus courte à cause du poids beaucoup plus grand de biomasse presente. Les bactéries sont contenues dans-la couche de vase qui se développe sur les particules de sable. La durée de rétentioa-superficie'Ile nécessaire est de 3 à 10 min selon la #température. L'ammoniac présent dans l'eau d'égout sédimentée passe sans changement à travers le lit fluidisé anoxique.Dans l'eau d'égout, l'ammoniac est présent sous deux formes, soit sous forme d'ions ammonium (NH4+) en solution vraie, soit sous forme de gaz dissous (NH3). Aux températures normales de fonctionnement de 1O-200C et aux valeurs de pH rencontrées dans -ce stade dans le système (7,5-8,5), plus de 90% de l'ammoniac est présent sous forme d'ions ammonium en solution vraie. A ce point, le liquide passe par la conduite 204 à un s#iphon dégazeur (B). Une partie du liquide dans la eonduite 204 peut vitre recyclée par la conduite 205 à la conduite 201. Les gaz s#ont séparés #de la cloche du dégazer (B) par la conduite de vide 206. Le di-oxy-de de.carbone et l'azote dissous ainsi qu'une faible quantité d'ammoniac sont éliminés dans le dégazeur (B). La rectification de ces gaz résiduaires permet ensuite de dissoudre de plus grandes# concentrations d'oxygène dans la liqueur dans l'étape suivante de traitement. La liqueur dégazée provenant de (B) passe par la conduite 210 à (C) où l'oxygène est dissous dans la liqueur avant son passage dans la conduite 211 au second lit fluidisé de particules de sable (D). La durée de rétention superficielle nécessaire est de l'ordre de 0,5 à 1,0 h. L'oxygène est dissous en solution par un dispositif tel qu'un injecteur venturi ou, plus efficacement, par le système EZ-GAS. Une quantité suffisante d'oxygène est dissoute dans le liquide pour satisfaire les conditions d'oxydation des substances carbonées et azotées contenues dans le liquide. L'oxygène peut être fourni sous forme (1) d'oxygène du commerce,(2) d'air enrichi en oxygène,(3) d'air,(4) de peroxyde d'hydrogène, ou de toute autre source convenable d'oxygène.La conduite d'effluent 213 contient un peu d'oxygène dissous, mais le débit d'entrée de l'oxygène en (C) est réglé de manière que cette quantité soit le minimum qui permette encore de maintenir les conditions de nitrification en (D), puisque 70 à 85% de l'effluent sont maintenant recyclés par les conduits 214 et 202 au premier lit fluidisé qui est maintenu en conditions anoxiques. Cet effluent peut être recyclé au premier lit (anoxîque > recycîé GA) par'La conduite 214 et un autre dégazeur à siphon (E).Ce dégazeur à siphon sert à séparer l'oxygène dissous (220) qui serait nuisible au fonctionnement du premier lit fluidisé, puisqu'il consommerait une partie de la substance carbonée présente dans l'eau d'égout sédimentée qui. est nécessaire pour la réaction de dénitrification. Les 15 à 30% restants du liquide s'écoulant du second lit fluidisé sont déchargés comme effluents complètement traités, éventuellement après sédimentation, ou un autre procédé ultérieur d'adoucissement. Si l'élimination complète des nitrates est nécessaire, on peut ajouter un autre lit fluidisé de petite taille pour traiter l'effluent. Il serait nécessaire d'utiliser une source extérieure de carbone; le méthanol a été couramment utilisé à cet effet. Selon l'invention, la quantité nécessaire de méthanol est réduite de 70 à 80%, par rapport aux réacteurs de dénitrification existants, par suite de l'utilisation efficace de la substance carbonée dans l'eau d'égout s#dimentée, comme décrit ci-dessus. Le réglage de la croissance de la biomasse dans la colonne peut être effectué par pompage du sable revêtu des deux lits fluidisés par des dispositifs qui séparent la biomasse du sable par des efforts de cisaillement. Les mélanges de sable et biomasse sont ensuite séparés par des dispositifs tels qu'hydrocyclones, colonnes d'élutriation, centrifugeuses ou tamis vibrants. Les sables nettoyés sont recyclés vers les lits fluidisés, tandis que la boue biologique peut être épaissie avant rejet. Si lton utilise des tamis vibrants ou des centrifugeuses, la boue produite peut être concentrée suffisamment pour son rejet sans autre traitement, sa teneur en solides secs étant de 5 à 207. en poids. La quantité de solides en suspension passant depuis les lits fluidisés est relativement faible et, dans certaines cas, une clarification secondaire de cet effluent peut ne pas être nécessaire - le traitement de Effluent par filtration sur sable est probablement la matière la plus efficace pour obtenir un effluent de très haute qualité, contenant moins de 10 mg de solides en suspension (SS)/1, Le système décrit peut fonctionner avec un débit variant journellement. Il est essentiel que le lit de sable ne soit pas déplacé du réacteur par une vitesse ascensionnelle accrue. Cette condition peut être assurée de diverses manières. 1) Les réacteurs peuvent être construits de forme conique ou pyramidale permettant la variation du volume du lit de sable dans une large gamme de vitesses ascensionnelles. 2) La quantité de liquide recyclé par les conduites 205 et 212 vers chaque réacteur à lit fluidisé peut varier pour maintenir une vitesse ascen sionnelle constante à travers le lit. 3) Le système peut être conçu de telle sorte qu aux vitesses les plus faibles le lit de sable ne soit pas fluidisé mais agisse comme un lit expansé occupant environ la moitié du volume total du réacteur, mais, lorsque les débits (et, par conséquent, la vitesse ascensionnelle) augmentent, le lit se dilate et devient totalement fluidisé, mais il est encore retenu à l'intérieur du réacteur. Parmi les avantages que l'on peut obtenir par l'utilisation d'un système dans lequel on utilise des dégazeurs conjointement avec deux ou plusieurs lits fluídisés, par exemple, comme représenté à la figure 5, on peut citer les suivants : 1) Le traitement secondaire complet de l'eau d'égout sédimentée en une durée de rétention d'environ 1 h 30 min-avec elimination d'environ 75% du nitrate 2) La concentration élevée de la biomasse permet une usine de très petite taille, ce qui peut réduire d'environ 80Z l'espace nécessaire, par rapport à celui de l'usine classique. 3) L'élimination des nitrates au-dessous de la teneur standard de l'Organisation Mondiale de la Santé pour 1'Eau-Fotable sans uti lisation d'une source supplémentaire de carbone. 4) La nécessité d'une clarification secondaire est éliminée ou fortement réduite. 5) Une réduction de coût d'environ 30% est possible à cause des volumes de réacteur fortement réduits nécessaires. 6) Les usines surchargées existant peuvent facilement fonctionner à des débits supérieurs, sans utilisation d'espace supplementaire, parce que l'usine peut être progressivement remplacée par une usine beaucoup plus petite construite sur l'emplacement existant. 7) Des boues épaisses sont produites. 8) On peut ajuster une variation journalière du débit d'alimentation. 9) Le dégazeur à siphon assure l'utilisation maximale de l'oxygène puisqu'il n'est pas utilisé pour déplacer les gaz dissous. Une autre disposition possible pour utiliser le dégazeur à siphon consiste à incorporer un ou plusieurs lits fluidisés du côte de la dépression > évitant ainsi l'utilisation de colonnes séparées. Le mode opératoire et les fonctions de l'appareil sont semblables à ceux décrits pour la configuration représentée à la figure 5. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que l'homme de l'art peut y apporter diverses modifications et divers changements sans toutefois s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé de dissolution d'un gaz dans un liquide aqueux, caractérisé en ce que l'on soumet d'abord le liquide à une pression réduite pour en éliminer les gaz préalablement dissous, entraînés ou produits in situ, et on dissout ensuite ledit gaz dans le liquide désorbé. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide aqueux est une eau résiduaire et le gaz à dissoudre est l'oxygène. 3 - Procédé selon la rev-endication-l--ou 2, caractérisé en ce que le liquide aqueux est siphonné, créant ainsi une pression réduite au sommet du siphon d'où sont séparés les gaz libérés. 4 - Procédé de traitement d'une eau résiduaire pour en séparer les impuretés par digestion oxydante, caractérisé en ce qu'il comprend, en un ou plusieurs stades du traitement,une étape sous pression réduite pour éliminter les gaz préalablement dissous entraînés ou produits in situ et, ensuite, la dissolution d'oxygène dans l'eau résiduaire. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on traite une eau d'égout pour la rendrè saine et propre au rejet et dans lequel, après une ou plusieurs étapes sous pression réduite, on fait passer de l'air ou un autre gaz contenant de oxygène dans l'eau d'égout pour y dissoudre l'oxygène. 6 - Procédé pour le traitement d'eaux résiduaires contenues ou s'écoulant: dans un égout, caractérisé en ce que l'on soumet liteau rési- duaire à une pression réduite pour en éliminer les gaz précédemment dissous entraînés ou produits in situ et on dissout ensuite de l'oxygène dans l'eau résiduaire 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'eau résiduaire est une eau d'égout -et air ou autre gaz contenant de l'oxygène est injecté dans l'égout potir y dissoudre l'oxygène. 8 B - Procédé d'utilisation-du procédé de dissolution de gaz, selon la revendication 1 pour le traitement d'eau résiduaire en vue de réduire la concentration en substances carbonées et azotées caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes (a) on fait passer l'eau résiduaire a travers un premier lit expansé-cu fluidisé comprenant des particules auxquelles sont fixées des bactéries hétérotrophes facultatives en conditions anoxiques pour transformer les nitrates de l'eau résiduaire en azote gazeux, b et c) on soumet l'eau résiduaire produite dans l'étape a3 au procédé en deux étapes selon la revendication 13 avec dissolution, dans l'étape c), d'oxygène. (d) on fait passer l'eau résiduaire traitée provenant de étape (c) à travers un second lit expansé ou fluidisé comprenant des particules auxquelles sont fixés des micro-organismes pour oxyder les substances carbonées et azotées dans l'eau résiduaire. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que llon soumet une partie de l'effluent de l'étape (d) à une pression réduite pour en éliminer les gaz dissous, entraînés ou produits in situ et on recycle ensuite dans le premier lit fluidisé. 10 - Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'on mélange l'effluent de étape (b) avec une source de carbone et on fait ensuite passer dans un troisième lit fluidisé comprenant des particules sur lesquelles sont fixés les micro-organismes pour séparer les nitrates dudit effluent. 11 - Procédé selon la revendication 8, 9 ou 10, caractérisé en ce que l'eau résiduaire est une eau d'égout et l'oxygène est dissous dans l'eau résiduaire traitée par injection d'oxygène du commerce, d'air enrichi en oxygène ou de peroxyde d'hydrogène. 12 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que l'on soumet l'eau résiduaire à une pression réduite par passage dans un siphon où l'on maintient dans la cloche une pression réduite par aspiration des gaz libérés de l'eau résiduaire. 13 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la hauteur d'eau dans le siphon est égaie ou sensiblement égale à la hauteur maximale que lton peut obtenir dans les conditions atmosphériques existantes. 14 - Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'on injecte de l'oxygène dans l'eau résiduaire après passage dans la cloche du siphon, mais avant la sortie du siphon. 15 - Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'on injecte de l'oxygène dans l'eau résiduaire immédiatement après sa sortie du siphon. 18 - Fluides aqueux, caractérisés en ce qu'ils ont été traités par le procédé selon l'une quelconque des revendications I à 13.