Brevet FR2422596A1 — publié le 19791109

L'invention concerne un procédé pour l'épuration des eaux résiduaires du type dans lequel de l'oxygène pur ou de l'air enrichi d'oxygène est envoyé sur la surface de l'eau et est absorbé par les eaux résiduaires par la production d'un mouvement de la surface de l'eau sur toute l'étendue de celle-ci Par l'utilisation d'oxygène pur ou d'air enrichi d'oxygène à la place de l'aération classique, on peut-parvenir, dans le cadre de l'épuration des eaux résiduaires d'après le procédé de l'activation, à une élévation notable du rendement de l'installation, élévation qui s'accompagne, il est vrai, de frais appréciables pour la préparation de l'oxygène. On connaît de nombreux procédés et installations différentes pour l'injection d'oxygène (voir à ce sujet "Korrespondenz Abwasser", 1975, pp. 278 à 287). D'après ces procédés, ou bien l'oxygène est introduit sous forme de bulles fines dans la région du fond de bassins recouverts de manière étanche aux gaz ou même ouverts, ou bien l'oxygène est envoyé dans une chambre à gaz formée par un couvercle au-dessus des eaux résiduaires et il est introduit dans ces eaux par des agitateurs, des aérateurs superficiels ou similaires. Dans le cas du procédé avec adduction d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous d'un couvercle, procédé d'où dérive la présente invention, une surpression de 30 à 50 mm de colonne d'eau est maintenue en règle générale et les gaz en excès sont extraits à partir du couvercle. En fonction de la quantité et de la nature des eaux résiduaires à traiter et, en conséquence, des besoins en oxygène, ces gaz d'échappement peuvent contenir encore des proportions notables d'oxygène non utilisé. D'autre part, on ne peut pas établir dans les eaux résiduaires les conditions optimales d'épuration biologique, en raison du fait que les produits gazeux du métabolisme qui sont formés dans ce cas, en particulier C02, ne peuvent s'échapper qu'incomplètement, sinon pas du tout.On connaît le procédé consistant à chasser ce C02 des eaux résiduaires dans un étage de stripping disposé à la suite, mais cela entraîne un surcroît de frais et ne donne pas pour autant des conditions optimales, car de l'oxygène est également perdu dans ce cas et, en outre, le C02 qui reste dans les eaux résiduaires jusqu'au moment où il est chassé nuit à l'établissement d'un équilibre biologique optimal Ces inconvénients, et notamment la perte d'oxygène dans les gaz d'échappement qui n'est que difficilement contrôlable, se manifestent en particulier en cas d'écarts marqués par rapport aux valeurs nominales de l'apport en eaux résiduaires et du degré de pollution de celles-ci, valeurs pour lesquelles l'installation a été étudiée et dimensionnée.En cas de grands écarts vers le bas par rapport à ces valeurs nominales, il peut s'établir des concentrations inutilement élevées d'oxygène dans les eaux résiduaires elles-mêmes ainsi que dans les gaz d'échappement et, en cas d'écarts vers le haut, il peut se produire une dégradation insuffisante des matières polluantes. Le but de l'invention est de fournir un procédé du genre défini dans le préambule, rendant possible, avec une utilisation particulièrement économique de l'oxygène, un effet d'épuration optimal et une possibilité d'adaptation à des conditions variables d'exploitation. Ce but est atteint d'après l'invention par le fait que l'eau est mise en circulation horizontalement et n'est exposée à l'apport d'oxygène ou d'air enrichi d'oxygène que sur une ou plusieurs sections de son trajet de circulation, tandis qu'elle est exposée à l'atmosphère libre dans le reste de son trajet de circulation. Il en résulte cet avantage que les-eaux résiduaires (et, en règle générale, on entend toujours par ce terme un mélange d'eaux résiduaires et de boues activées) parcourent à plusieurs reprises un trajet de réaction qui se compose d'une partie d'injection avec introduction d'oxygène et d'une partie ouverte dans laquelle l'anhydride carbonique peut s'échapper de l'eau. Il peut ainsi s'établir un équilibre de réaction avec des conditions optimales d'épuration, tandis qu'une concentration relativement basse d'oxygène est maintenue dans les eaux résiduaires. On peut utiliser de manière optimale des quantités relativement grandes d'oxygène introduites au sein des eaux résiduaires sans qu'il s'établisse pour autant dans l'eau des concentrations excessives d'oxygène qui ne seraient guère économiques.Un autre avantage particulier du procédé tient à sa grande souplesse et à sa possibilité d'adaptation aux variations du débit et du degré de pollution des eaux résiduaires à traiter. D'autres caractéristiques avantageuses du procédé de l'invention seront décrites plus loin. Elles concernent en particulier une mise en circulation des eaux résiduaires avec le minimum possible de bulles et, par suite, une éConomie d'énergie et, d'autre part, un mode d'exécution du procédé d'après lequel, en fonction de la quantité et de la navre des eaux résiduaires à traiter, l'installation peut passer de l'un à l'autre des modes d'exploitation avec injection d'oxygène à la pression atmosphérique, injection d'oxygène avec surpression et/ou aération superficielle classique sans injection d'oxygène. Dans chacun de ces modes d'exploitation, une régulation de l'apport d'oxygène ou de la puissance d'aération peut être effectuée de telle manière que la concentration d'oxygène dans les eaux résiduaires soit maintenue dans les limites d'une plage optimale au point de vue économique et le passage de l'un à l'autre des modes d'exploitation comme la régulation peuvent#s'effectuer en fonction de valeurs limites de la concentration d'oxygène dans les eaux résiduaires et/ou de la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle. L'invention concerne également un#dispositif pour l'exécution du procédé ainsi défini, avec un bassin, un couvercle qui recouvre de manière étanche aux gaz la surface de l'eau contenue dans le bassin et un dispositif pour envoyer de l'oxygène pur ou de l'air enrichi d'oxygène au-dessous du couvercle, ce dispositif étant caractérisé d'après l'invention par le fait qu'un bassin annulaire équipé de dispositifs de circulation pour produire un mouvement circulaire horizontal des eaux résiduaires comporte une section qui est recouverte par le couvercle ou est raccordé au bassin muni du couvercle au moyen de conduites d'arrivées et de départ pour un courant partiel des eaux résiduaires mises en circulation. Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après de façon plus détaillée en référence aux dessins annexés. La figure l'est une vue schématique en plan d'un dispositif pour l'exécution du procédé de l'invention d'après une forme de réalisation. La figure 2 est une vue en coupe du dispositif de la figure 1, faite selon la ligne Il-Il et accompagnée d'un schéma du dispositif de régulation et de commande. La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un bassin d'injection de gaz avec un système de propulsion sans formation de bulles. Les figures 4 et 5 représentent en plan des bassins annulaires équipés d'autres formes de réalisation en ce qui concerne les systèmes de propulsion sans formation de bulles. La figure 6 représente schématiquement en plan le schéma de circulation d'une forme de réalisation modifiée du procédé de l'invention. La figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un bassin d'injection de gaz équipé d'un couvercle selon une autre forme de réalisation de l'invention. La figure 8 représente, en une vue analogue à celle de la figure 3, une autre forme de réalisation. Le dispositif pour l'exécution du procédé, représente sur les figures 1 et 2, se compose essentiellement d'un bassin annulaire I muni d'une cloison médiane 3 à la manière des fosses usuelles d'activation ou d'oxydation. Dans le bassin sont placés deux rotors d'aération 5, 7 d'axe horizontal qui provoquent dans le bassin une circulation horizontale selon les flèches 9. L'arrivée des eaux résiduaires à traiter n'a pas été représentée ; leur écoulement s'effectue en Il où il est prévu un déversoir 13 mobile verticalement, ce qui permet de régler la hauteur du niveau d'eau dans le bassin 1 et, par suite, la profondeur d'immersion des rotors d'aération 5, 7. Sur une partie du trajet que parcourent les eaux résiduaires en circulant à travers le bassin 1, la surface de l'eau est recouverte de manière étanche aux gaz par un couvercle 15 qui prend appui par ses bords longitudinaux sur la paroi du bassin ou sur la cloison médiane 3 et qui présente, sur ses bords transversaux, des volets mobiles li qui plongent dans les eaux résiduaires. Ces volets 17 peuvent comporter à leurs extrémités des lames d'étanchéité ou similaires pour une application étanche aux gaz contre les parois du bassin. Les volets 17 peuvent être placés, soit à la main, soit par un mécanisme (non représenté), dans une position dans laquelle ils ne plongent dans l'eau et dégagent ainsi l'arrivée d'air au-dessous du couvercle 15.Dans ce cas, l'aérateur superficiel 5 qui se trouve audessous du couvercle 15 effectuera une aération superficielle avec l'air ambiant, de même que l'aérateur superficiel 7 qui se trouve à l'extérieur du couvercle. Les volets peuvent être également réalisés sous forme de parois transversales rigides dans lesquelles sont pratiqués des orifi#ces d'admission pour l'air ambiant, obturables par des portes ou des hublots. Il est également possible de subdiviser les parois transversales #n parties rigides et en segments articulés. A partir d'un réservoir d'oxygène pur 19, une conduite 20 équipée d'un débitmètre 22 et de soupapes 24, 26, 28 aboutit dans la chambre au dessous du couvercle 15 pour envoyer dans celle-ci de l'oxygène pur qu peut être introduit dans l'eau par l'aérateur superficiel 5. Cet oxygene, introduit sous forme de bulles de gaz, est dissous- pour une p rt, tandis que d'autre part les-bulles de gaz remontent à la surface après avoir séjourné dans l'eau sur une certaine distance la circulation de celle-ci. Le couvercle 15 s'étend de préférence, à partir de l'aérateur superficiel 5 dans le sens de l'écoulement produit par celui-ci (flèche 30), sur une étendue qui correspond au moins à la distance sur laquelle les bulles de gaz séjournent dans l'eau.Une conduite d'extraction 32, équipée d'une soupape d'arrêt 34, part du couvercle 15 pour laisser s'échapper dans l'atmosphère les gaz en excès. Une sonde disposée dans l'eau pour la mesure de la teneur en oxygene est connectée, par l'intermédiaire d'un ampli- ficateur de signal de mesure 38, à un étage déterminateur de seuil 40 qui fonctionne à la manière d'un régulateur par tout ou rien et qui compare la valeur de mesure fournie par la sonde de mesure avec des valeurs limites supérieure et inférieure réglables et délivre à une unité centrale de régulation et de commande 42 des signaux différents selon que la teneur en oxygène de l'eau dépasse vers le haut la valeur limite supérieure ou vers le bas la valeur limite inférieure.De même, une sonde 44 de mesure de la proportion ou pression partielle d'oxygène, disposée dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15, est connectée par l'intermédiaire d'un amplificateur de signal de mesure 46 à un étage déterminateur de seuil 48 qui fonctionne à la manière d'un régulateur par tout ou rien et qui applique à l'unité centrale de commande et de régulation des signaux dif férents selon que la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15 dépasse vers le bas une valeur limite inférieure ou vers le haut une valeur limite supérieure. Dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15 est disposée par ailleurs une sonde de mesure de pression 45 qui commande la soupape 26 de sorte que l'oxygène soit amené sous une pression constante par la conduite 20 lorsque les soupapes 24, 28 sont ouvertes. De l'unité centrale de commande et de régulation 42 partent les lignes de commande vers les soupapes 24, 28, 34, vers une unité indicatrice 50 vui prescrit la position des volets mobiles 17, ainsi que vers un moteur de réglage 52 pour le déversoir 13. Le mode de fonctionnement de ce dispositif sera décrit a l'aide de l'exemple d'exploitation qui suit. Exemple 1. Aération superficielle avec l'air ambiant On supposera tout d'abord que les eaux résiduaires à traiter sont relativement peu polluées, c'est-à-dire qu'elles présentent de faibles besoins d'oxygène chimiques et/ou biologiques (CSB5, BSB5). Dans ce cas, les volets 17 du couvercle 15 sont ouverts (ce qui peut être par exemple indiqué à l'opérateur parl'allumage une lampe verte sur l'unité indicatrice 50) et la soupape 24 dans la conduite d'oxygène est fermée. L'épuration des eaux résiduaires s'effectue par aération superficielle avec l'air ambiant, la sonde de mesure 36 réglant, par l'intermédiaire du régulateur par tout ou rien 40, de l'unité centrale de commande de 42 et du moteur 52, la position du déversoir 13 et, par suite, la profondeur d 'immersion des aérateurs superficiels 5, 7 de telle manière qu'une teneur en oxygène des eaux résiduaires se situant par exemple entre 1,8 mg/l et 2,2 mgZl soit maintenue par l'aération. 2. Injection d'oxygène sans surpression Si la teneur en 02 des eaux résiduaires reste audessous de 1,8 mg/l par exemple perdant 15 mn par exemple lors de l'aération superficielle avec l'air ambiant, même au maximum de profondeur d'immersion des rotors d'aération, l'unité indicatrice 50 est commandée, au moyen de la sonde 36, du régulateur par tout ou rien 40 et de l'unité de commande 42, de telle manière qu'une seconde lampe, par exemple rouge s'allume pour indiquer au surveillant que les volets 17 doivent être fermes. Il va de soi qu'au lieu de cela, une fermeture automatique des volets 17 peut être également produite par l'unité de commande 42. En outre, les opérations suivantes sont déclenchées dans ce cas par l'unité de commande 42 a) Réglage du déversoir 13, au moyen du mécanisme 52, à une hauteur optimale pour le traitement par l'oxygène ; b) Ouverture de la soupape d'arrêt d'oxygène 24 ; c) Ouverture de la soupape d'échappement des gaz 34 d) Régulation, c'est-à-dire ouverture et fermeture de la soupape d'oxygène 28 en fonction de la teneur en oxygène des eaux résiduaires, mesurée par la sonde 36, de sorte que cette teneur en oxygène soit maintenue par exemple entre 1,8 et 2,2 mg/l. Pour maintenir ces concentrations d'oxygène dans les eaux résiduaires, des valeurs plus ou moins élevées de la concentration d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15 sont nécessaires selon le degré de pollution des eaux reste duaires. Si la sonde 44 indique que l'apport nécessaire en oxygène s'effectue déjà avec une proportion d'oxygène de 21 % ou moins, l'installation peut être ramenée à l'aération superficielle par l'air ambiant, avec fermeture de l'arrivée d'oxygène et ouverture des volets 17. 3. Injection d'oxygène avec surpression En revanche, si la sonde 44 indique que pour maintenir la concentration voulue d'oxygène dans l'eau, il faut, dans la chambre à gaz au-dessous du capot de recouvrement a5, une proportion ou pression partielle d'oxygène qui est plus élevée que 35 % par exemple, il se dégagerait alors trop d'oxygène par la conduite d'échappement des gaz 32, ce qui ne serait pas économique.Pour cette raison, lorsque la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15 se situe par exemple au-dessus de 35 n pendant plus de 15 mn par exemple, un signal est délivré, au moyen de la sonde 44 et du régulateur par tout ou rien 48 vers l'unité de commande 42, de telle manière que celle-ci ferme la soupape d'échappement des gaz 34 et ouvre en permanence la soupape d'oxygène 28 (la soupape 24 est également ouverte). De l'oxygène s'écoule alors sous le couvercle 15 jus qu a ce que la pression mesurée par la sonde de mesure de pression 45 atteigne la valeur réglée sur la soupape de réglage de pression 26 et le renfort d'oxygène cesse à ce moment. La totalité de l'oxygène d'apport est alors absorbée par les eaux résiduaires.Mais dans ce mode d'exploitation, il est également effectué une régulation de la teneur en oxygène des eaux résiduaires, au moyen de la sonde 36, de telle manière que le régulateur par tout ou rien 40 commande la soupape d'échappement des gaz 34, par l'intermédiaire de l'unité de commande 42, de sorte que cette soupape-soit ouverte lorsque la teneur en Q2 des eaux résiduaires s'abaisse par exemple au-dessous de 1,8 mg/l et qu'elle soit fermée lorsque cette teneur s'élève par exemple au-dessus de 2,2 mg/l. 4. Retour à l'injection d'oxygène sans surpression Si le degré de pollution des eaux résiduaires retombe de telle sorte que dans le mode d'exploitation par injection d'oxygène avec surpression, la concentration d'oxygène dans l'eau se situe par exemple au-dessus de 2,2 mg/l pendant plus de 15 mn par exemple, l'unité de commande 42 provoque un retour à l'injection d'oxygène sans surpression, en ouvrant en permanence la soupape d'échappement des gaz 34 et en ouvrant ou fermant la soupape d'arrivée d'oxygène 28, à la manière d'une régulation par tout ou rien, pour maintenir de nouveau la teneur en oxygène des eaux résiduaires entre les deux valeurs limites (par exemple 1,8 et 2,2 mg/l > . 5. Retour à l'aération superficielle avec l'air ambiant Si la pollution des eaux résiduaires s'abaisse davantage encore, l'installation peut, comme on l'a déjà mentionné ci-dessus, passer de nouveau, par coupure de l'arrivée d'oxygène et ouverture des volets 17, à l'aération superficielle avec l'air ambiant, qui est alors réglée par soulèvement et abaissement du déversoir 13. Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux détails de l'exemple de réalisation. En particulier, les valeurs limites dans les eaux résiduaires ou dans la chambre à gaz, déterminantes pour la régulation et le passage d'un mode de fonctionnement à l'autre, peuvent varier selon les circonstances etfou on peut faire intervenir, dans le passage d'un mode à l'autre et dans la régulation, d'autres critères comme par exemple la quantité d'afflux des eaux résiduaires, le rapport des boues recyclées ou même par exemple des conditions extérieures comme la période de l'année et du jour, la température, etc. Sur la figure 3, 60 désigne le fond d'un bassin annu- laire qui est recouvert partiellement par un couvercle 15 muni d'une conduite d'adduction d'oxygène 20 et d'une conduite d'échappement des gaz 32. Au-dessous du couvercle 15, il n'est prévu aucun aérateur superficiel ou astre organe d'introduction des gaz ; au lieu de cela, l'absorption de l'oxygène à la surface 61 de l'eau doit être obtenue exclusivement par un mouvement suffisamment rapide et turbulent de cette surface. A cet effet, il faut que l'eau contenue dans le bassin annulaire soit mise en circulation avec une vitesse nettement plus élevée que les vitesses adoptées jusqu'ici, nécessaires simplement pour éviter la sédimentation des boues. En particulier, la vitesse du courant est supérieure à 1 m/s et elle s'élève de préférence à 2 m/s environ. Pour produire l'écoulement et la circulation des eaux résiduaires, il est avantageux que la propulsion soit assurée par un dispositif qui travaille dans un milieu aussi dépourvu que possible de bulles de gaz, car un milieu dépourvu de bulles de gaz peut être mis en circulation avec moins d'apport d'énergie qu'un milieu qui contient des bulles. A cet effet, il est représenté sur la figure 3 un dispositif de propulw sion qui travaille complètement au-dessous de la surface de la surface de l'eau et qui se compose d'un certain nombre de pales 63 qui s'étendent pratiquement sur toute la largeur du bassin et sont articulées par l'une de leurs extrémités de manière à pivoter sur un support 65 qui est animé d'un mouvement constant de va-et-vient vertical selon la double flèche 67, au moyen d'un mécanisme non représenté. Des butées 69, prévues sur le support 65#, sont agencées de telle manière que les pales 63 se placent, lors du mouvement descendant du support 65, dans la position 63 indiquée en traits continus où elles sont dirigées vers le haut, tandis que lors du mouvement ascendant du support 65, elles prennent la position 63' représentée en traits discontinus, dans laquelle elles sont dirigées vers le bas. De la sorte, à chaque mouvement ascendant et descendant, les pales produisent, à la manière de nageoires de poisson, une propulsion entièrement dépourvue de bulles selon les flèches 71, si bien que les eaux résiduaires sont propulsées à une vitesse suffisante au-dessous du couvercle 15. Pour augmenter la vitesse dans la région située audessous du couvercle, il peut être prévu, dans cette branche du bassin annulaire, des chicanes qui réduisent la section transversale et qui sont réalisées par exemple sous forme d'une surélévation 60' (indiquée en points et en tirets) du fond 60 et/ou sous forme de saillies en relief sur les parois latérales. A la place ou en plus de ces chicanes, il peut être disposé, dans la région de la surface, des corps perturbateurs d'écoulement destinés à produire des turbulences. Par exemple, le bord inférieur 62 de la paroi transversale amont du couvercle 15 peut être réalisé sous forme de peigne ou similaire, ou bien de tels peignes QU autres corps perturbateurs d'écoulement peuvent être prévus en d'autres points au-dessous du couvercle. Les figures 4 et 5 illustrent d'autres possibilités pour mettre l'eau en circulation, pratiquement sans bulles, avec des dispositifs de propulsion qui travaillent complètement audessous de la surface de l'eau. D'après la figure 4, un bassin annulaire 70 est subdivisé par une cloison 72 en deux sections rectilignes et il est disposé, dans la courbe du bassin, un rotor 73 qui est constitué essentiellement par une unique pale verticale qui occupe pratiquement en totalité la section transversale du bassin et peut tourner autour de l'axe vertical 75. La cloison 72 s'étend jusqu a la circonference du cercle 77 décrit par le bord extérieur de la pale 73. De la sorte, le mouvement de circulation produit par la pale 73 (flèche 79) est converti en un mouvement rectiisgne (floches 81) le long du bassin annulaire. Il va de soi que le rotor peut égalent CO--d- porter plusieurs pales 73. Ces pales peuvent être au8Ji réali- sées sous forme de lames étroites s'étendant verticalement qui sont disposées à intervalles réguliers sur la circonférence d'un cercle.Pour améliorer leur efficacité, les pales peuvent être montées sur une cage porteuse de manière à tourner autour d'axes longitudinaux diriges verticalement et à effectuer, sous l'action de leviers directeurs et de cames de commande, un mouvement tel qu'au cours de chaque tour, elles s'orientent radialement dans la section en arc de cercle du bassin mesurant 180C et perpendiculairement au courant longitudinal dans les deux autres quadrants. De la sorte, elles agissent toujours avec leurs surfaces complètes et non seulement avec la projection de ces surfaces.Il est essentiel que le rotor soit placé au-dessous de la surface de l'eau et qu'en conséquence il se comporte exclusivement comme un organe de propulsion et non comme un aérateur superficiel On obtient le même effet, comme le montre la figure 5, avec un rotor 83 qui se compose d'une pale montée à rotation et entraînée autour de l'axe 85 au milieu du bassin, pale qui est placée dans une échancrure de la cloison 72 du bassin annulaire 70, tourne dans le sens de la flèche 87 et, ce faisant, produit également un courant de circulation.Une autre possibilité pour intensifier et uniformiser le courant de circulation consiste à recourber ou à couder la partie terminale de la cloison 72 située à proximité du rotor de sorte que cette cloison se termine de manière approximativement tangentielle au cercle du rotor, de préférence dans le sens oppose au sens de rotation de celui-ci, c'est-à-dire du côté aval du rotor. Dans le cas du dispositif représenté schématiquement sur la figure 6, le mélange d'eaux résiduaires et de boues activées est mis en circulation horizontale dans un bassin annulaire 70 muni d'une cloison-72, les dispositifs de propulsion nécessaires à cet effet n'étant pas représentés, mais pouvant être réalisées par exemple sous la forme représentée sur les figures 3 à 5. Il va de soi que l'on peut également utiliser d'autres organes de propulsion, comme par exemple des aérateurs superficiels, des hélices ou similaires.A partir du bassin annulaire 70, un courant partiel des eaux résiduaires est dérivé au moyen d'une conduite 89 équipée d'une pompe 91 et dirigé vers un bassin d'injection de gaz 93 dans lequel est envoyé, par une conduite 95, de l'oxygène pur qui est introduit dans les eaux résiduaires, par exemple au moyen d'un agitateur 97. Dans le cas où une pression partielle suffisamment élevée de l'oxygène est maintenue dans la chambre à gaz de ce bassin, des concentrations d'oxygène d'environ 50 mgjl peuvent être atteintes dans les eaux résiduaires. Ces eaux résiduaires fortement saturées d'oxygène sont ramenées par la conduite 99 dans le bassin annulaire 70 où elles sont mélangées avec les eaux résiduaires qui y sont mises en circulation.Le rapport du courant partiel dérivé à la quantité totale d'eaux résiduaires mises en circulation est choisi de sorte que la concentration d'oxygène optimale pour une épura- tion économique, qui est de l'ordre de 2 mg/l, s'établisse dans le bassin annulaire 70. Ce mode de réalisation du procédé a pour avantage que des eaux résiduaires complètement dépourvues de bulles sont mises en circulation dans le bassin annulaire 70, ce qui économise de l'énergie, et que le maintien de la concentration voulue d'oxygène dans le bassin annulaire peut être effectué de manière très simple par réglage de la quantité d'eaux résiduaires dérivée par la conduite 89, et notamment par réglage du débit de la pompe 91. La figure 7 montre comment peut être réalisé, avec des moyens particulièrement simples et peu coûteux, un couvercle étanche aux gaz pour la surface de l'eau, couvercle qui s'étend à partir d'un aérateur superficiel sur une étendue suffisamment longue. Dans ce dispositif, qui correspond d'ailleurs dans une large mesure à celui de la figure 2, le couvercle rigide 15 ne s'étend que sur une distance relativement courte au-dessus de l'aérateur superficiel 5 qui introduit dans les eaux résiduaires l'oxygène arrivant par la conduite 20. Les eaux résiduaires sont mises en circulation dans le sens des flèches 16. A son extremite amont, le couvercle 15 comporte un volet 17 qui plonge dans l'eau, tandis qu il est raccordé, à l'extrémité aval du couvercle 15, une feuille flexible 100; par exemple un mat de caoutchouc qui prend appui directement sur la surface de l'eau et recouvre celle-ci sur une étendue qui correspond à la distance sur laquelle les bulles de gaz séjournent dans les eaux résiduaires, calculée à partir de l'aérateur superficiel 5. Les bords latéraux de la feuille ou mat de caoutchouc 100 peuvent plonger dans les eaux résiduaires au moyen de dispositifs appropriés, tels que volets, lames ou similaires. Le mat de caoutchouc 100 peut être maintenu flottant au moyen de flotteurs 102 ou même simplement par le gaz qui s'échappe de l'eau et s'accumule au-dessous de la feuille.Une suspension du mat de caoutchouc 100 en 104 l'empêche de couler en cas d'arrêt du dispositif. A l'extrémité de la feuille ou mat de caoutchouc 100 est prévue une chambre collectrice 106 pour recueillir l'oxygène qui n'est pas passé en solution et se dégage des eaux résiduaires, cette chambre étant raccordée par une conduite de retour 108 à la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15. Sur la figure 8 est représenté, de même que sur la figure 3, le fond 60 d'un bassin annulaire dans lequel les eaux résiduaires sont mises en circulation selon les flèches 71 par des moyens propulseurs (non repr#sentés). Le couvercle 16, équipé d'une conduite d'adduction 20 et d'une conduite d'echap- pement 32, est ici dispose à la manière d'une cloche de plongée au-dessous de la surface 61 de l'eau et une surface libre 61' est maintenue au-dessous de lui par la surpression du gaz envoyé dans cette cloche. En raison de la pression plus élevée, l'absorption de l'oxygène s'effectue ici de manière plus intense ou avec une vitesse d'écoulement plus faible et une moindre turbulence qu'au niveau de la surface 61. - REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'épuration des eaux résiduaires, du type dans lequel un gaz composé d'oxygène pur ou d'air enrichi d'oxygène est envoyé sur la surface de l'eau et est absorbé par les eaux résiduaires par la production d'un mouvement de la surface de l'eau sur toute l'étendue de celle-ci, caractérisé en ce que les eaux résiduaires sont mises en circulation horizontale et ne sont exposées à l'apport du gaz que sur une ou plusieurs sections de leur trajet de circulation, tandis qu'elles sont exposées à l'atmosphère libre dans le reste de leur trajet de circulatNon. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un courant partiel est dérivé d'un trajet principal de circulation des eaux résiduaires où celles-ci sont exposées essentiellement à l'atmosphère libre et en ce que seul ce courant partiel est exposé à l'injection d'oxygène, puis estremélangé au courant principal en circulation. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on met en circulation les eaux résiduaires dans un bassin annulaire qui n'est recouvert qu'en partie par un couvercle et en ce qu'on règle leur temps de séjour dans le bassin annulaire de sorte que chaque volume partiel des eaux résiduaires passe à plusieurs reprises au-dessous du couvercle. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on envoie le gaz sous pression vers un couvercle disposé à la manière d'une cloche de plongée au-dessous de la surface de l'eau pour établir, au-dessous de ce couvercle, une surface libre des eaux résiduaires pour l'absorption de l'oxygène. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fait passer les eaux résiduaires au-dessous du couvercle à une vitesse d'écoulement qui est un multiple de la vitesse nécessaire pour empêcher un dépot des boues, de sorte que l'absorption d'oxygène soit provoquée par ce seul mouvement d'écoulement, 6. Procédé selon la revendication 5, caractérise en ce que la vitesse d'écoulement s'sève à plus de t -'s, de préférence à 2 m/s environ. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on met en mouvement les eaux résiduaires en vue de leur circulation par des moyens propulseurs qui fonctionnent exclusivement au-dessous de la surface de l'eau, de manière à éviter pratiquement l'introduction de bulles de gaz. 8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on produit l'absorption d'oxygène à la surface de liteau par un aérateur superficiel qui est place au-dessous du couvercle. 9. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue l'injection d'oxygène au-dessous du couvercle, soit à la pression atmosphérique, soit avec une surpression, et en ce qu'on fait passer l'installation de l'un à l'autre de ces modes d'exploitation en fonction de la quantité et/ou de la nature des eaux résiduaires. 10. Procédé selon la revendication 1 ou 3, carac térisé en ce qu'on interrompt par moments l'injection d'oxygène et qu'on procède à la place à une aération superficielle avec l'air ambiant, le passage de l'un à l'autre des modes par aera- tion superficielle et par injection d'oxygène s'effectuant en fonction de la quantité et/ou de la nature des eaux résiduaires. 11. Dispositif d'épuration des eaux résiduaires pour l'exécution du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, avec un bassin, un couvercle qui recouvre de manière étanche aux gaz la surface de l'eau dans le bassin et un dispositif pour envoyer de l'oxygène pur ou de l'air enrichi d'oxygène au-dessous du couvercle, caractérisé en ce qu'un bassin annulaire 1, 70, équipé de dispositifs de circulation 5, 63, 73, 83 pour produire un mouvement de circulation horizontale des eaux résiduaires comporte une section qui est recouverte par le couvercle 15, 16 ou bien est raccordé à un bassin 93 muni du couvercle au moyen de conduites d'arrivée et de départ 89, 99 pour un courant partiel des eaux résiduaires mises en circulation 12.Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif de mise en circulation comporte un ou plusieurs organes propulseurs 63, 73, 83 qui fonctionnent complètement au-dessous de la surface de l'eau, pratiquement sans formation de bulles de gaz. 13. Dispositif selon la revendication 12, carac térisé en ce qu'il est prévu, en tant qu'organe propulseur, un rotor à axe vertical muni d'une ou de plusieurs pales 73, 83 disposées entièrement au-dessous de la surface de l'eau, une cloison 72 du bassin annulaire 70 s'étendant jusqu a proximité immédiate de la circonférence du rotor. J 14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est prévu, en tant qu'organe propulseur, un certain nombre de pales 63 qui sont animées d'un mouvement de vaet-vient vertical ou horizontal dans les eaux résiduaires et prennent, au cours de ce mouvement de va-et-vient, des positions inclinées en sens inverses par rapport à la direction du courant. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu il est prévu, dans la région du couvercle, des chicanes 60' ou des corps perturbateurs d'écoulement 62 pour réduire la section transversale et/ou provoquer une turbulence. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que le couvercle 15 est réalise sous forme de cloche de plongée et recouvre une surface libre 61' des eaux résiduaires qui est située au-dessous de la surface de l'eau et qui est maintenue par la pression du gaz envoyé dans cette cloche. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu'au moins un aérateur superficiel 5 est disposé au-dessous du couvercle 15 pour llintroduc- tion de l'oxygène dans l'eau. 18. Dispositif selon la revendication 17, carac térisé en ce que le couvercle 15 s'étend jusqu'à une distance de l'aérateur superficiel 5 telle qu'elle corresponde au trajet dans lequel des bulles de gaz introduites par l'aérateur superficiel séjournent dans l'eau. 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15 et 17 ou 18, caractérisé en ce que le couvercle 15 comporte des parties mobiles 17 pour dégager l'adduction d'air au-dessous du couvercle. 20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15 et 17 à 19, caractérisé en ce que le couvercle 15 ou des parties 100 de celui-ci prennent appui en flottant sur la surface de l'eau. 21. Dispositif selon la revendication 20, carac térisé en ce que le couvercle se compose d'une partie rigide 15 et d'une partie 100 qui lui fait suite et qui est faite d'une feuille flexible, cette dernière partie prenant appui en flottant sur la surface de l'eau et/ou étant supportée par des flotteurs 102. 22. Dispositif selon la revendication 18 ou 21, caractérisé en ce que le couvercle 15, 100 présente, à une distance de l'aérateur superficiel 5 qui correspond au trajet dans lequel les bulles de gaz sejournent dans l'eau, une poche collectrice 106 pour les bulles de gaz qui s' échappent des eaux résiduaires. 23. Dispositif selon la revendication 22, carac merise par une conduite de retour 08 entre la pochetcollectrice 106 et la chambre au-dessous du couvercle 15. 24. Dispositif selon la revendication 17, carac térisé en ce que l'aérateur superficiel 5 constitue en même temps un organe propulseur pour la mise en circulation des eaux reste duaires. 25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 25, caractérisé en ce que l'aérateur superficiel 5 est un rotor d'aération à axe horizontal. 26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 25, caractérisé en ce qu'au moins un aérateur superficiel 7 est disposé à l'extérieur du couvercle 15. 27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 26, caractérisé par les sondes 36, 44 pour mesurer la teneur en oxygène des eaux résiduaires et la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15, et par des dispositifs 42 de régulation et/ou de commutation, commandés par les signaux provenant des sondes de mesure, pour l'adduction d'oxygène dans le couvercle 15, pour l'extraction des gaz à partir du couvercle, pour l'aérateur superficiel 5 et/ou pour les parties mobiles 17 du couvercle.