Brevet FR2422602A1 — publié le 19791109

La présente invention, qui a bénéficié de la collaboration de la Station d'Oenologie et de Technologie Végétale de l'ins- titut National de Recherche Sgronomique a Narbonne, et particulièrement des travaux de Monsieur Jacques MAUGENET, concerne un dispositif permettant l'épuration partielle, avant envoi dans une station d'épuration publique telle qu'une station communale, d'effluents très fermentescibles tels que divers effluents de l'industrie alimentaire et, en particulier, ceux des caves de vlnitication pris ci-dessous en exemple, ainsi que la modulation dans le temps de ces rejets. La charge de travail de telles installations est essentiellement diurne et coïncide donc avec celle de la plupart des sources de pollution domestiques ou industrielles ; d'autre part, en règle générale, elle est saisonnière ; enfin leurs effluents sont caractérisés par une très forte concentration en matières organiques biodégradables, correspondant, pour l'exemple choisi, à une demande biologique en oxygène (DB05) de l'ordre de 7 a 8 kg/m , et par le caractère intermittent des rejets.Or, leur envoi direct vers une station d'épuration publique exige que la capacité de cette dernière soit suffisante pour absorber la pointe de charge résultant de la somme des charges des installations domestiques et industrielles, en particulier celles de la ou des caves de vinification raccordées au réseau ; cette servitude est particulièrement lourde pour des stations d'épuration de faible ou moyenne importance comme celles des communes rurales En tout état de cause, le caractère intermittent des rejets, sauf s'ils sont de faible importance relative, nuit au bon fonctionnement du système d'épuration biologique aval et rend diff i- cile son exploitation. Il n'est cependant pas possible, en pratique, de créer au niveau de chaque cave une station biologique en miniature comportant la décantation et l'élimination des boues biologiques. Toutefois, le caractère éminemment fermentescible d'effluents tels que ceux des caves de vinification impose de prévoir du moins l'aération forcée des cuves pour éviter les odeurs nauséabondes dégagées lors de telles fermentations anéorobies. Si elle autorise a décaler la charge, une semblable installation, malgré un coût appréciable en investissement et en énergie, ne permet pas de bénéficier d'une épuration effective. La présente invention vise à permettre de stocker ces effluents pour les rejeter automatiquement, de façon étalée et régulière, ceci avantageusement pendant les heures creuses, après leur avoir fait subir une première épuration dans une installation compacte et peu conteuse de façon a éviter toute surcharge importante des installations publiques existantes. Les études menées ont montré en effet qu'une station communale pouvait recevoir par exemple, en plus de sa capacité nominale, une charge polluante supplémentaire de 30 % en provenance d'effluents prétraités selon la disposition objet de l'invention, sans perturbations de fonctionnement, pour autant que cette charge soit reportée et répartie en heures creuses comme il a été dit ci-dessus. Selon l'invention, l'aération et l'épuration combinée des rejets sont obtenus en brassant le liquide de la cuve de stockage par circulation permanente sur la surface d'un lit à ruissellement disposé au-dessus ou à proximité. Il existe divers disnosi- tifs de ce type, constitués par exemple d'empilages d'anneaux nervurés, de tubes de formes diverses ou de plaques à gaufraae, en matières plastiques, ou se développe un film bactérien fixe d'une épaisseur de quelques millimètres, qui joue le rôle d'épu- rateur biologique. Le volume de stockage de la cuve sera au moins d'un à deux jours et de préférence d'une semaine de stockage. Le débit d'arrosage est obtenu par circulation permanente à l'aide d'une pompe reprenant le liquide au fond du stockage, et le retour gravitaire des eaux de ruissellement assure l'homogé- néisation de ce stockage. Ta mise en oeuvre correcte de l'invention demande que l'on utilise un lit bactérien fixe possédant 2 3 une surface active de 50 à 250 m par m d'encombrement et un pourcentage de passages libres au moins égal à 80 %.Le taux de recirculation sur la surface de ruissellement sera de préférence supérieur à 20 fois le débit moyen des rejets, ce qui exige en pratique un volume d'empilage de l'ordre de 1 2 m par m /j, correspondant à une surface active de l'ordre de 100 à 200 m par m /j d'effluents. On atteint ainsi un taux d'épuration voisin de 75 %. n bac à trop pleIn recueillant les eaux de ruissellement directement sous le lit bactérien pour les renvoyer à la cuve de stockage permet de détourner un débit déterminé pour l'envoyer par écoulement gravitaire vers l'égout municipal à travers une canalisation munie d'une vanne de barrage commandée par horloge. Le dessin annexé illustre une forme de mise en oeuvre de l'invention adaptée aux effluents d'une cave de vinification produisant en moyenne 65.000 hectolitres de vin par campagne. Une fosse de reprise 1, d'un volume ae l'ordre de 1,5 m3, reçoit les effluents à traiter qui y arrivent gravitairement. Ces effluents sont extraits par une pompe 2 dont le détecteur de niveau 3 déclenche le fonctionnement entre deux limites, haute et basse. La quantité d'effluents ainsi transférée vers l'installation est de l'ordre de 4 à 5 m3/j. Leur teneur en matières organiques fermentescibles correspond facilement à une demande biologique en oxygène (DBO5) de l'ordre de 25 à 40 ka/3. Un panier 4, en tdle d'inox perforée de trous de 2 mm, assure un filtrage sommaire couramment appelé "dégrillage" et qui permet d'arrêter les débris végétaux : pulpes, morceaux de rafles ,pépins. Une potence 5 munie d'un palan permet de relevage de ce panier Le volume de la cuve de stockage 6 (30 m ) permet de recevoir la quantité d'effluents produite durant la semaine. Cet ouvrage dispose d'un fond pyramidal dont la pente est de 45 degrés sur l'horizontale, laissant ainsi les boues descendre le long de sa paroi, sans s'y accumuler, jusqu'au puits 7 d'où l'effluent est repris par une pompe 8 qui le déverse au sommet de la tour 9 à l'aide d'un dispositif 10 assurant sa répartition. Ce dispositif 10 peut être constitue par exemple d'un distributeur rotatif ou encore d'un système de canalisations envoyant sur des assiettes crénelées, de nombreux jets qui éclatent en gouttelettes multiples. Le lit bactérien 11 est constitué par un empilement de quatorze modules FLOCOR type E de la Société I.C.I. Les modules sont construits par assemblage de plaques planes et de plaques moulées présentant une double ondulation, c'est-à-dire des ondes dont la crête possède une direction générale verticale mais est elle-même ondulée. Ces plaques sont en outre gaufrées de façon à fournir un bon accrochage aux boues bactériennes constituant le milieu épurateur.Les modules ont une hauteur due~60 cm, une largeur de 60 cm et une longueur de 120 cm et sont disposés 2 deux par deux sur une surface de 1,44 m Cette structure constituée de canaux continus dans lesquels le film d'eau ruisselle sur la masse bactérienne active donne à l'ensemble un pourcentage de passages libres très élevé, supérieur à 90%. La régularité du matériau empeche tout risque de colmatage et permet une aération naturelle par convection. Le débit d'arrosage, constant, est de l'ordre de 5 m /h, ce qui assure en moyenne une trentaine de recirculations de l'effluent. Il provoque une érosion régulière du film biologique, engendrant un rajeunissement permanent de la masse vivante épuratrice qui conserve ainsi un taux de développement et d'activité élevé. L'effluent rassemblé à la partie inférieure de la tour 10 par une lèchefrite 12 est reçu dans un régulateur de dépit comprenant un bief à déversoir 13 qui permet son retour en surface de la cuve de stockage 6 et un bief 14 alimenté par un passage immergé 15 qui permet d'alimenter la station d'épuration communale a un débit constant, proportionné à celui de la cave. Une vanne 16 commandée par une minuterie 17 (O - 24 h) permettra d'envoyer l'effluent prétraité vers cette station pendant la période nocturne à raison de 500 I/h environ, pour autant que le niveau dans la cuve 6, mesuré par le détecteur 18, soit suffisant. La DBO5 de cet effluent est de l'ordre de 8 ko/j. Grâce au brassage permanent effectué par la pompe de circulation 8, les boues excédentaires sont périodiquement évacuées avec lui sans avoir subi de décantation et constituent ainsi un milieu d'ensemencement favorable au traitement définitif par la station d'épuration. REVENDICATIONS 1. Procéaé de prétraitement sur une surface de ruissellement d'effluents très fermentescibles à cycle d'émission diurne avant leur rejet à l'égout, selon lequel on stocke au fur et à mesure, après dégrillage, un certain volume d'effluents que l'on brasse par circulation permanente sur ladite surface de ruissellement pour enfin l'évacuer vers une station-d'épuration finale, carac terisé en ce que lesdits effluents sont admis directement dans la cuve de stockage, le volume de celle-ci correspondant au moins à un jour de rejets, que la recîrculation s'effectue à débit constant et que l'évacuation s'effectue à débit déterminé selon un cycle d'évacuation diurne. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évacuation du liquide de ruissellement s'effectue en période nocturne et à débit constant. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, carac risé en ce que le volume stocké est compris entre deux jours et une semaine de rejets. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la 3 surface de ruissellement est supérieure à 100 m2 par m3/j de rejet. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le débit de circulation est au moins égal à vingt fois le débit moyen des rejets. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractéris# en ce que l'on recueille le liquide en sortie de ruissellement pour en détourner le débit désiré vers la station d'épuration. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, carac merise en ce que le taux d'épuration des effluents traités est de l'ordre de 75 % de la demande biologique d'oxygène initiale. 8. Dispositif pour le stockage et le prétraitement d'effluents très fermentescibles, comprenant une cuve de stockage équipée d'organes de dégrillage, une pompe alimentant à débit constant un empilement de lits bactériens élémentaires à partir d'une -prise si- tuée en fond de cuve et une canalisation d'évacuation équipée d'une vanne commandez par une minuterie. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par un régulateur de débit reeuerilant le liquidé en circulation à la bas: de l'empilement et possédant d'une part un déversoir dirigeant ce liquide vers la cuve de stockage, d'autre part un passage à débit constant qui en détourne une partie vers la canalisation d'évacuation. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les lits bactériens sont des lits à canaux continus offrant un passage libre supérieur à 90 . 11. Dispositif selon la revendication 10,caractérisé en ce 2 que les lits bactériens ont une surface active de 50 à 250 m 3 par m