Brevet FR2413328A1 — publié le 19790727

L'invention concerne un procédé d'épuration des eaux résiduaires au moyen d'oxygène, du type dans lequel de l'oxygène est envoyé à une concentration plus élevée que dans l'air sur la surface de l'eau, au moins par moments, pour y être absorbé par les eaux résiduaires par production d'un mouvement de la surface de liteau. Par la mise en oeuvre d'oxygene pur ou d'air enrichi en oxygène à la place de l'aération classique, on peut parvenir à une augmentation notable du rendement de 1 'épuration des eaux résiduaires d'après le procédé de l'activation, augmentation qui s'accompagne, il est vrai, de frais non négligeables pour la préparation de l'oxygène. On connaît de multiples procédés et installations diverses 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 couverts de manière étanche aux gaz ou même ouverts, ou bien l'oxygène est envoyé dans une chambre à gaz formée au-de-ssus des eaux résiduaires au moyen d'un couvercle et il est introduit dans les eaux résiduaires par des agitateurs, des aérateurs superficiels ou autres dispositifs similaires. Dans le cas du procédé avec adduction d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous d'un couvercle, on maintient en règle générale une surpression de 30 à 50 mm de colonne d'eau et le gaz en excès est extrait de la chambre à gaz. Selon la quantité et la nature des eaux résiduaires à traiter et, en conséquence, selon les besoins en oxygène, ces gaz d'échappement peuvent encore contenir des proportions appréciables d'oxygène non utilisé. D'autre part, il n'est pas possible d'établir dans les eaux résiduaires les conditions optimales d'épuration biologiques, car les produits gazeux du métabolisme qui se forment dans ce cas, notamment C02, ne peuvent pas s'échapper.On connaît le procédé consistant à chasser ce C02 des eaux résiduaires dans un étage de stripping disposé à la suite, mais cela entraîne des frais supplémentaires et ne fournit pas non plus des conditions optimales, car de l'oxygène est en même temps perdu au cours de l'opération et en outre le COL qui demeure dans les eaux résiduaires jusqu'# son expulsion nuit à l'établissement d'un équi libre biologique optimal.Ces inconvénients, et notamment la perte d'oxygène qui n'est guère contrôlable dans les gaz d'échappement, se manifestent de façon particulièrement marquée en cas d'écarts importants par rapport aux valeurs normales de la quantité d'eaux résiduaires et de leur degré de pollution, valeurs pour lesquelles l'installation a été conçue. n cas de forts écarts vers le bas par rapport à ces valeurs nominales, il peut s'établir des concentrations d'oxygène inutilement élevées 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 décomposition insuffisante des matières polluantes. Le but de l'invention est de fournir un procédé d'épuration des eaux résiduaires qui rende possibles, avec une utilisation particulièrement économique de l'oxygène, un effet optimal d'épuration et une possibilité d'adaptation à des conditions variables d'exploitation. D'après l'invention ce but est atteint par le fait que sur une partie au moins du volume des eaux résiduaires, l'épuration est menée en alternance entre deux au moins des trois modes d'exploitation suivants a) Aération superficielle des eaux résiduaires avec l'air ambiant. b) Injection d'oxygène en maintenant la pression atmosphérique au-dessus des eaux résiduaires. c) Injection d'oxygène en maintenant une surpression au-dessus des eaux résiduaires, le passage de l'un à l'autre de ces modes d'exploitation stef- fectuant en fonction de la quantité et/ou de la nature des eaux résiduaires. De la sorte, il est possible, selon les besoins en oxygène des eaux résiduaires à traiter, d'exécuter le procédé de l'une des manières suivantes : en cas de besoins élevés en oxygène, il est introduit dans les eaux résiduaires, au moyen de l'injection avec surpression, de grandes quantités d'oxygène qui sont alors consommées par les processus biologiques et ne restent pas inutilisées ; ou bien, en cas de faibles besoins en oxygène, on parvient, par injection à la pression atmosphérique, à une consommation d'oxygène particulièrement économique ; ou encore, en cas de pollution particulièrement faible des eaux résiduaires, l'adduction d'oxygène est complètement interrompue et l'épuration peut être effectuée par aération superficielle avec l'air ambiant Dans le cadre de chacun des modes d'exploitation définis, une régulation de l'apport d'oxygène ou de l'aération peut être effectuee, d'apres une caracteristique avantageuse de l'invention, de telle manière que la teneur en oxygène des eaux résiduaires soit maintenue entre les valeurs limites inférieure et supérieur par exemple entre 1,8 et 2,2 mg 02/1, limites qui correspondent à une plage d'utilisation optimale de l'oxygène introduit, un passage à l'autre mode d'exploitation ne s'effectue que quand le maintien de ces valeurs limites n'est plus ou n'est pas possible de manière économique dans le mode d'exploitation existant, la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz qui surmonte les eaux résiduaires pouvant être utilisée en tant que critère supplémentaire pour le passage de l'un à l'autre des modes d'exploitation, en plus de la teneur en oxygène des eaux résiduaires. Le procédé de l'invention avec ses différents modes d'exploitation est tout particulièrement avantageux dans le cas ot, d'après une forme de réalisation préférée de l'invention, il est exécuté de la manière suivante : on fait circuler l'eau à plusieurs reprises en circulation horizontale de sorte qu'elle traverse une chambre à gaz délimitée par un couvercle et comportant une arrivée d'oxygène-et qu'elle soit exposée à l'atmosphère libre dans la partie restante 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 section d'oxygénation avec addition de gaz et d'ine section à l'air libre dans laquelle l'anhydride carbonique peut s'échapper de l'eau I1 peut alors s'établir un équilibre de réaction avec des conditions optimales d'-épuration avec, en même temps, le maintien d'une concentration d'oxygène relativement basse dans les eaux résiduaires. L'invention concerne-également un dispositif pour l'exé- cution du procédé décrit, avec un bassin, un couvercle qui recouvre de manière étanche aux gaz au moins une partie de la surface de l'eau contenue dans le bassin, un dispositif pour l'adduction contrôle d'oxygène pur ou d'air enrichi dans la chambre audessous du couvercle, une extraction de gaz à partir du couvercle et au moins un aérateur superficiel, ce dispositif étant caractérisé d'après l'invention par le fait qu'il est prévu des sondes de mesure, respectivement pour la teneur en oxygène des eaux résiduaires et pour la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle, et par le fait qu'il est prévu un dispositif de commande et de régulation qui reçoit les signaux provenant des sondes de mesure et qui commande l'adduction d'oxygène et l'extraction des gaz en fonction de ces signaux. De préférence, le dispositif de commande et de régulation comprend lm dispositif de commutation pouvant occuper deux positions de service : dans l'une de ces positions de service, une soupape montée dans la conduite d'extraction des gaz est maintenue ouverte en permanence et une soupape disposée dans la conduite d'adduction d'oxygène est maintenue réglable, tandis que dans l'autre position de service, la soupape montée dans la conduite d'adduction d'oxygène est maintenue constamment ouverte et la soupape de la conduite d'extraction est maintenue réglable. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ciaprès de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexes. La figure 1 est une vue schématique en plan d'un dispositif pour l'exécution du procédé de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe du dispositif de la figure 1, faite selon la ligne II-II, avec un schéma ajouté du système de régulation et de commande. La figure 3 présente des chronogrammes relatifs à un déroulement possible du procédé de l'invention, le temps étant porté en abscisse et le chargement en ordonnées ; la phase 1 est relative à l'exploitation à l'air, les phases 2, 3, 4 à l'exploi- tation avec oxygène respectivement sans pression, avec pression et sans pression et la phase à l'exploitation à l'air. Le dispositif est constitue essentiellement par un bassin annulaire 1 comportant une cloison médiane 3 à la manière des fosses d'activation ou d'oxydation usuelles. Dans le bassin sont disposes deux rotors d'aération 5, 7 à axe horizontal qui produisent dans le bassin-une circulation horizontale selon les flèches 9. L'admission des eaux résiduaires à traiter n'est pas représentée ; leur évacuation s'effectue en 11 où il est prévu un déversoir 13 réglable en hauteur, 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 l'eau parcourt en circulant à travers le bassin 1, la surface de l'eau est recouverte de manière étanche aux gaz par un couvercle 15 qui s'appuie par ses bords longitudinaux sur la paroi du bassin ou sur la cloison médiane 3 et qui comporte, sur ses bords transversaux, des volets mobiles 17 qui plongent dans l'eau. Ces volets 17 peuvent être munis à leurs extrémités de lames d'étanchéité ou similaires pour s'appliquer de manière étanche sur les parois du bassin. Les volets peuvent être soulevés, soit à la main, soit par un mécanisme (non représenté), dans une position dans laquelle ils ne plongent pas dans lteau et permettent ainsi l'arrivée d'air au-dessous du couvercle 15.Dans ce cas, l'aérateur superficiel 5 qui se trouve au-dessous du couvercle 15 effectuera une aeration superficielle avec l'air ambiant, de même que l'aérateur superficiel 7 qui est situe à l'extérieur du couvercle. A la place de volets qui s'étendent sur toute la largeur du couvercle, il pourrait être également prévu des parois transversales rigides plongeant dans les eaux résiduaires, comportant des segments articulés ou des ouvertures d'admission pour l'air ambiant, susceptibles d'être obturés par des hublots ou similaires. A partir d'un réservoir 19 d'oxygène pur, une conduite 20 équipée d'un débitmètre 22 et de soupapes 24, 26, 28 s'étend vers la chambre située au-dessous du couvercle 15 pour- acheminer vers celle-ci de l'oxygène pur qui peut être introduit dans l'eau par l'aérateur superficiel 5. Cet oxygène introduit sous forme de bulles de gaz se dissout en partie, tandis qu'une autre partie des bulles de gaz remonte à la surface après un certain trajet de séjour dans l'eau. De préférence le couvercle 15 s'étend à partir de l'aérateur superficiel 5, dans le sens de l'écoulement produit par celui-ci flèche 30), sur une longueur qui est au moins aussi grande que le trajet de séjour des bulles de gaz 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 36, placée dans l'eau pour mesurer la teneur en oxygène de celle-ci, est connectée par l'intermédiaire d'un amplificateur de signal de mesure 38 un étage déterminateur de valeurs de seuil 40 qui fonctionne à la manière d'un régulateur par tout ou rien, comparant la valeur de mesure fournie par la sonde de mesure avec des valeurs limites supérieure et inférieure réglables et délivrant des signaux différents à une unité centrale de régulation et de commande 42, 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, disposée dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15 et destinée à mesurer la proportion ou pression partielle d'oxygène, est connectée par l'intermédiaire d'un amplificateur de signal de mesure 46 à un étage déterminateur de valeurs de seuil 48 qui fonctionne à la manière d'un régulateur par tout ou rien, envoyant des signaux différents à l'unité centrale de commande et de régulation 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 ch.#inhre 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 envoyé à 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 des lignes de commande vers les soupapes 24, 28, 34, vers une unité indicatrice 50 qui prescrit la position des volets mobiles 17, ainsi que vers un moteur 52 assurant le déplacement du déversoir 13. Exemple Le mode de fonctionnement de ce dispositif sera décrit à l'aide des exemples de traitement suivants, en référence à la figure 3 qui représente un déroulement typique dans le temps du procédé de l'invention. Sur la figure 3 est représentée en bas un mode de déroulement typique du chargement variable dans le temps de l'installation d'épuration, c'est-à-dire la variation dans le temps de la quantité totale de matières polluantes à décomposer qui arrive dans l'installation par unité de temps. Il est indiqué par ailleurs dans quel mode d'exploitation fonctionne l'installation dans chaque circonstance. En outre, l'allure dans le temps de la concentration d'oxygène dans les eaux résiduaires et de la teneur en oxygène dans la chambre à gaz au-dessous des eaux résiduaires est représentée par des courbes. 1. Aération superficielle avec l'air ambiant On supposera tout d'abord que les eaux résiduaires à traiter sont relativement peu souillées, c'est-à-dire qu'elles présentent de faibles besoins d'oxygène chimiques et/ou biologiques (CSB5 et BSB5 respectivement). Dans ce cas, les volets 17 du couvercle 15 sont ouverts (ce qui peut être signalé par exemple à l'opérateur par l'allumage d'une première lampe, par exemple verte, sur l'unitê indicatrice 50) et la soupape 24 montée 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, au moyen du régula ter par tout ou rien po, de l'unité centrale de commande 42 et du moteur 52, la position du déversoir 13 et, par suite la profondeur d'immersion des aérateurs superficiels 5, 7 de telle sorte que la teneur en oxygène des eaux résiduaires soit maintenue par exemple par l'aération entre 1,8 mg/l et 2,2 mg/l. 2. Injection d'oxygène sans surpression Lorsque la teneur en 02 des eaux résiduaires reste audessous de 1,8 mg/I par exemple pendant une durée plus longue qu'un laps de temps tl de 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 et signale au surveillant de l'installation que les volets 17 doivent être fermés.Il va de soi qu'au lieu de cela, une fermeture automatique des volets 17 peut être également effectuée 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 moteur 52, à une hauteur optimale pour l'injection d'oxygène b) Ouverture de la soupape d'arrêt d'oxygène 24 c) Ouverture de la soupape 34 des gaz d'échappement d) Réglage, c'est- -dire ouverture et fermeture de la soupape d'oxygène 28 en fonction de la teneur des eaux résiduaires en oxygène, mesurée par la sonde 36, de telle 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 concen- tration d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15 sont nécessaires selon le degré de pollution des eaux résiduaires. Si la sonde 44 indique que l'apport d'oxygène necessaire s'effectue déjà avec une proportion d'oxygène de 21 % ou moins, ce qui correspond à l'air normal, l'installation peut revenir à l'aération superficielle avec l'air ambiant, par coupure 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 d'oxygène voulue dans l'eau, il faut, dans la chambre à gaz au-dessous du capot de recouvrement 15, une proportion ou pression partielle d'oxygène qui est supérieure à une valeur maximale de 35 % en volume par exemple, il s'échap- perait une trop grande quantité d'oxygène par la conduite 32 des gaz d'échappement, 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 au-dessus de 35 % pendant une durée plus longue qu'un laps de temps t2 de 15 mn par exemple, un signal est délivré au moyen de la sonde 44 et du régulateur par tout ou rien 48 à l'unité de commande 42 de telle manière que celle-ci ferme la soupape des gaz d'échappement 34 et ouvre en permanence la soupape d'oxygène 28 (la soupape 24 est également ouverte). De l'oxygène s'écoule alors au-dessous du couvercle 15 jusqu'à ce que la pression mesurée par la sonde de mesure de pression 45 atteigne la valeur réglée sur la soupape 26 de réglage de pression et le renfort d'oxygène cesse alors. La totalité de l'oxygène introduit est alors absorbée par les eaux résiduaires.Mais même dans ce mode d'exploitation, une régulation de la teneur en oxygène de l'eau est effectuée au moyen de la sonde 36 de telle manière que le régulateur par tout ou rien 40 commande par l'intermédiaire de l'unité de commande 42 la soupape des gaz d'échappement 34 de sorte que celle-ci soit ouverte lorsque la teneur en O2 de l'eau s'abaisse au-dessous de 1,8 mg/l par exemple et qu'elle soit fermée lorsque cette teneur s'élève par exemple au-dessus de 2,2 mg/l.La surpression réglée au niveau de la soupape de réglage de pression 26 et ainsi maintenue peut s'élever par exemple à 50 mm de colonne d'eau, mais elle peut être également fixée le cas échéant à une valeur différente en fonction des besoins, par un réajustage éventuel de la profondeur d'immersion de l'aérateur superficiel 5, profondeur qui varie en fonction de la surpression. 4. Retour à l'injection d'oxygène sans surpression Si le degré de pollution des eaux résiduaires retombe de telle manière qu'avec l'injection d'oxygène avec surpression, la concentration d'oxygène dans les eaux résiduaires se situe au-dessus de 2,2 mg/l pendant une durée plus longue d'un laps de temps t3 de 30 mn par exemple, l'unité de commande 42 produit un retour à l'injection d'oxygène sans surpression, en ouvrant en permanence la soupape de gaz d'échappement 34 et en ouvrant ou fermant la soupape d'adduction d'oxygène 28 à la manière d'un réglage par tout ou rien, pour maintenir de nouveau la teneur en oxygènedes 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 tombe davantage encore, le système peut', comme on l'a déjà mentionné précédem- ment, être ramené, 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 élévation et abaissement du déversoir 13. Dans l'exemple de réalisation décrit, on a supposé un chargement typique de l'installation avec un seul à-coup, comme le montre la courbe au bas de la figure 3. Il va de soi que quand le chargement varie différemment dans le temps, il se produira un déroulement différent du procédé : en particulier, le passage de l'un à l'autre des modes d'exploitation ne doit pas necessairement s'effectuer dans l'ordre indiqué, mais par exemple une alternance peut s'établir à plusieurs reprises entre deux modes d'exploitation seulement. Il est bien entendu 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, régissant la régulation et le passage d'un mode à l'autre, peuvent être modifiées selon les circonstances et/ou on peut faire intervenir d'autres critères dans le passage d'un mode à l'autre et dans la régulation, comme par exemple la quantité d'afflux des eaux résiduaires, le rapport des boues de recyclage ou même par exemple les conditions extérieures telles que la période de l'année et du jour, la température, etc. Le dispositif décrit avec le bassin annulaire 1 peut faire partie d'une installation complète dans laquelle on peut inclure, à la sortie 11 du bassin annulaire 1, un bassin de sédimentation à partir duquel s'effectue un recyclage de boues activées vers le bassin annulaire 1. Toutefois, le procédé de l'invention est applicable indépendamment du fait qu'il s'agit ou non d'une installation avec recyclage des boues. RDENDICATIONS 1. Procédé dtépuratîon des eaux résiduaires au moyen d'oxygène, du type dans lequel de l'oxygène est envoyé à une concentration plus élevée que dans l'air sur la surface de liteau, au moins par moments, pour y être absorbe par les eaux résiduaires-par production d'un mouvement de la surface de l'eau, caractérisé en ce que sur une partie au moins du volume des eaux résiduaires, l'épuration est menée en alternance entre deux au moins des trois modes d'exploitation suivants a) aération superficielle des eaux résiduaires avec l'air ambiant b) injection d'oxygène en maintenant la pression atmosphérique au-dessus des eaux résiduaires ; c) injection d'oxygène en maintenant une surpression au-dessus des eaux résiduaires, le passage de l'un à l'autre de ces modes d'exploitation s'effectuant en fonction de la quantité et/ou de la nature des eaux résiduaires. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue, dans chaque mode d'exploitation établi, une régulation de l'apport d'oxygène ou d'air dans l'eau de telle manière que la teneur en oxygène de 11 eau soit maintenue entre deux valeurs limite prédéterminées. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en cas d'injection d'oxygène à la pression atmosphérique, on n'envoie qu'autant de gaz oxygène ou d'air enrichi d'oxygène et on extrait autant de gaz en excès ou se dégageant des eaux résiduaires qu'il le faut pour que la pression audessus des eaux résiduaires ne dépasse pas la pression atmosphérique. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en cas d'injection d'oxygène avec surpression, on effectue l'adduction de l'oxygène constamment avec une pression réglée à une valeur constante et on procède à la régulation de la teneur en 02 des eaux résiduaires par réglage de l'ex- traction de gaz à partir de la chambre au-dessus des eaux résiduaires. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on procède au passage d'un mode d'exploitation à l'autre en fonction de la teneur en oxygène des eaux résiduaires et/ou de la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessus des eaux résiduaires. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on ne procède au passage d'un mode à l'autre que quand des valeurs limites prédéterminées de la teneur en oxygène de l'eau et/ou de la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessus des eaux résiduaires sont dépassées vers le haut ou vers le bas pendant une durée plus longue qu'un laps de temps prédétermine. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on passe à l'injection d'oxygène à la pression atmosphérique à-partir de l'aération superficielle avec l'air ambiant lorsque la teneur en oxygène dans les eaux résiduaires se situe au-dessous de la valeur limite inférieure pendant une durée plus longue qu'un laps de temps prédéterminé, en particulier 15 mn, et qu'on revient à l'aération superficielle avec l'air ambiant lorsqu'au cours de cette injection d'oxygène,.la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz, nécessaire pour le maintien d'une teneur en oxygène de l'eau se situant audessus de la valeur limite inférieure, s'abaisse au-dessous d'une valeur limite inférieure 8.Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on passe à l'injection d'oxygène avec surpression à partir de l'inJection d'oxygène à la pression atmosphérique lorsque la proprotion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessus des eaux résiduaires se situe au-dessus d'une valeur limite supérieure pendant une durée plus longue qu'un laps de temps prédéterminé, en particulier 15 mn, et en ce qu'on revient à l'injection d'oxygène à la pression atmosphérique lorsqu'au cours de ce dernier mode d'exploitation, la teneur en oxygène des eaux résiduaires se situe au-dessus d'une valeur limite supérieure pendant une durée plus longue qu'un laps de temps prédéterminé, en particulier 30 mn. 9 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérise en ce que la valeur limite inférieure de la teneur en oxygène des eaux résiduaires, régissant la régulation et/ou le passage d'un mode à l'autre, s'élève à 1,8 mg/l et la valeur limite supérieure s'élève à 2,2 mg/I. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la valeur limite inférieure de la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessus des eaux résiduaires, régissant le passage d'un mode à l'autre, s'élève à 21 % et sa valeur limite supérieure s'élève à 35 %. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on fait circuler à plusieurs reprises les eaux résiduaires en circulation horizontale, les eaux résiduaires traversant ainsi une chambre à gaz délimitée par un couvercle et munie d'une adduction d'oxygène, tandis qu'elles sont exposées à l'atmosphère libre dans la partie restante de leur trajet de circulation. 12. Procédé selon la revendication 1 ou 11, caractérisé en ce que l'aération superficielle avec l'air ambiant est effectuée dans la section du trajet de circulation qui est munie du couvercle et en ce que le couvercle est alors ouvert à l'air ambiant ou est retiré. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'aération superficielle est effectuée avec le même dispositif qui assure l'introduction de l'oxygène d'apport dans les eaux résiduaires lorsque le couvercle est fermé. 14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'une aération superficielle supplémentaire est effectuée à l'extérieur du couvercle. 15. Dispositif pour ltexecution du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, avec un bassin, un couvercle qui recouvre de maniè- re étanche aux gaz une partie au moins de l'eau contenue dans le bassin, un dispositif pour l'adduction contrôlée d'oxygene, à une concentration plus élevée que dans l'air, dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle, une évacuation de gaz à partir du couvercle et au moins un aérateur superficiel, caractérisé en ce qu'il est prévu des sondes 36, 44 pour mesurer respectivement la teneur en oxygène des eaux résiduaires et la proportion d'oxygène dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15, et en ce qu'il est prévu un dispositif de régulation et de commande 40, 48, 42 qui reçoit les signaux provenant des sondes de mesures et qui-commande l'adduction d'oxygène dans la chambre à gaz ou l'extraction de gaz à partir de cette chambre à gaz. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est prévu en outre une sonde de mesure 45 pour la pression des gaz dans la chambre à gaz au-dessous du couvercle 15 et un régulateur de pression 26 commandé par cette sonde de mesure pour l'adduction d'oxygène. 17. Dispositif selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le dispositif de régulation 42 comporte des moyens de commutation pour l'é- tablissement de deux positions de service, positions dans l'une desquelles une soupape 34 disposée dans la conduite d'évacuation des gaz 32 est ouverte en permanence et une soupape 28 disposée dans la conduite d'adduction d'oxygène 20 est réglable, tandis que dans l'autre position de service, la soupape 28 montée dans la conduite d'adduction d'oxygène 20 est ouverte en permanence et la soupape 34 disposée dans la condulvte dtevacuation 32 est réglable. 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que aérateur superficiel 5 est placé au-dessous du couvercle 15 et en ce que le couvercle 15 est muni d'éléments mobiles 17 pour dégager ou obturer l'arrivée d'air au-dessous du couvercle 15, ces éléments mobiles 17 pouvant être actionnés sous la dépendance de signaux délivrés par le dispositif de eomexulde et de régulation 42. lgb Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que le bassin 1 est un bassin annulaire et comporte des moyens de circulation 5, 7 pour établir une circulation horizontale des eaux résiduaires, et en ce qu'au moins une partie du bassin annulaire 1 est recouverte par le couvercle 15, tandis que la partie restante du bassin 1 est à l'air libre. 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que les moyens de circulation sont réalises sous forme d'aérateuzYs superficiels 5, 7. 21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'un au moins des aérateurs superficiels est réalisé sous forme de rotor d'aération à axe horizontal et est disposé au-dessous du couvercle. 22. Dispositif selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que le couvercle 15 s'étend à partir de l'aérateur superficiel 5 dans le sens aval par rapport à celui-ci sur une longueur qui est au moins aussi grande que le trajet de séjour des bulles de gaz introduites dans les eaux résiduaires par l'aérateur superficiel. 23. Dispositif selon la revendication 18 ou 21, caractérisé en ce qu'au moins un autre dispositif de circulation, notamment un autre aérateur superficiel 7, est disposé à l'extérieur du couvercle. 24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 22, caractérisé en ce qu'il est prévu des dispositifs 13 susceptibles d'être commandés par le dispositif de commande et de régulation 42 pour modifier la profondeur d'inrriersion des aérateurs superficiels, en particulier pour faire monter et descendre le niveau de l'eau dans le bassin 1.