Brevet FR2427604A1 — publié le 19791228

L'invention concerne un procédé et une installation pour mesurer de manière continue l'activité d'animaux de rivière ou de mer dans un bassin que l'on fait traverser par un courant d'eau, par exemple d'eau résiduaire, en particulier pour la détermination d'impuretés toxiques. Au moyen d'appareils connus de tests sur des poissons on examine les limites de charges toxiques pour la vie biologique dans de l'eau résiduaire amenée à des cours d'eau. Il est connu pour cela de soumettre un nombre déterminé de poissons dans un bassin aquarium à une eau résiduaire diluée dans une proportion déterminée. La dilution s'y produit à un degré qui correspond au rapport entre le courant d'eau résiduaire enlevée et le courant de l'émissaire, et on calcule le plus souvent une sécurité de 10 à 20 fois. On décide, d'après une mort de poisson qui s' est éventuellement produite, le temps dans lequel elle a eu lieu, la quantité d'écoulement de l'émissaire, etc, s'il y a danger ou non à introduire l'eau résiduaire dans l'émissaire. Ce procédé est imprécis et nécessite une surveillance constante. On connaît en outre, comme test d'avertissement à poissons, des bassins dits arènes pour un test d'écoulement dans lequel les poissons nagent sur une certaine étendue contre un courant produit par des tuyères. Si la vitalité dlun poisson faiblit, il est entrarné par le courant à l'opposé de son sens de nage. On compte les poissons qui traversent une barrière placée au début du reste de l'étendue et, lorsque le nombre de poissons ayant franchi cette barrière dépasse un nombre déterminé que l'on règle, un signal est déclenché. Ce test est relativement coûteux et il est également imprécis. Le résultat dépend de hasards car un poisson peut nager un peu avec le courant d'après son humeur, même s'il n'est pas affaibli par de l'eau résiduaire toxique. Les deux procédés connus donnent en outre seulement une mesure qualitative, et ne fournissent aucune valeur quantitative. A la base de l'invention se trouve le problème de fournir un procédé et une installation adaptée à la mise en oeuvre de ce procédé, qui permettent une information quantitative sur la charge d'eaux en eaux résiduaires et qui indiquent en particulier l'influence d'impuretés toxiques sur des organismes d'un ordre supérieur aux bactéries, comme par exemple sur des poissons, des coquillages, des crabes, etc. et permettent ainsi une surveillance continue précise. L'invention résout ce problème avec un procédé du genre énoncé au début en appliquant un procédé utilisé pour la consommation d'oxygène d'une boue activée. Le procédé selon l'intention permet de mesurer quantitativement l'état des poissons. Il est ainsi possible de constater déja les modifications de la consommation d'oxygène de tels organismes, et d'en tirer des conclusions sur les propriétés de l'eau résiduaire ou du mélange d'eau résiduaire dans l'émissaire et d'intervenir non pas.seulement quand il s'écoule une quantité d'eau résiduaire biologiquement nuisible dépassant la limite mortelle. Un autre domaine dans lequel on peut utiliser l'invention de manière avantageuse est l'application à l'élevage de poissons où l'on peut commander ainsi l'introduction d'oxygène dans l'étang d'élevage. Dans une mise en oeuvre préférée du procédé selon l'invention, on mesure dans un système fermé la concentration en oxygène du liquide dans le bassin, on déclenche la fourniture d'oxygène lors du dépassement vers le bas d'une valeur de seuil déterminée, on introduit l'oxygène dans un courant d'air dirigé dans le liquide et l'on enregistre et mesure de manière en soi connue la quantité introduite. De préférence, c'est la concentration en oxygène au-dessus du niveau de liquide qui sert alors de mesure pour la commande de fourniture complémentaire d'oxygène. La teneur en oxygène dans l'air au-dessus du niveau de liquide est effectivement directement proportionnelle à la teneur en oxygène dans le liquide. Le procédé de mesure selon l'invention permet de tracer directement la courbe de consommation dans le temps. Quand l'activité reste constante, la pente de cette courbe reste constante.Si l'activité s'accrott, la courbe devient plus raide; si l'activité baisse, la courbe s'aplatit. En partant de ce fait, on mesure selon un autre perfectionnement de l'invention, de préférence en employant le procédé selon l'invention pour déterminer une modification d' activité lors d'une modification de la charge de l'eau par des matièrestoxiques, la modification de l'activité par rapport à une activité sensiblement constante et, lorsque des valeurs de seuil déterminées sont dépassées, on déclenche des signaux acoustiques et/ou optiques. Dans une installation bien adaptée à la mise en oeuvre du procédé, un bassin aquarium comporte une entrée et une sortie, et un dispositif de mesure de la concentration en oxygène du liquide du bassin se trouve dans un circuit fermé avec une source d'oxygène qui est commandée par ce dispositif de mesure et d'où une conduite d'amenée va dans le bassin. Il est avantageux de disposer dans la conduite d'amenée d'oxygène une pompe de circulation d'air. Avec un tel dispositif on peut contrôler continuellement l'eau résiduaire amenée au bassin ou une eau résiduaire diluée dans une proportion déterminée, et, ainsi, établir si la quantité d'eau résiduaire amenée à un émissaire déterminé convient encore ou non. Pour mesurer la concentration en oxygène et pour commander la four niture complémentaire d'oxygène on se sert dé préférence d'un analyseur d'oxygène en soi connu. Un tel analyseur d'oxygène travaille avec une précision extraordinairement élevée. La concentration en oxygène du courant d'air amené à cet analyseur est établie directement. Si elle dépasse une proportion déterminée ajustable, par exemple 18 56, on déclenche la fourniture d'oxygène par un appareil de commande, de préférence électrique, qui n'est pas en lui-mSme l'objet de l'invention; la quantité de ce courant d'oxygène mesurable donne une mesure de l'activité des poissons se trou vant dans le bassin. On mesure et on enregistre l'activité en tant que consommation d'oxygène par unité de temps. Dans un autre perfectionnement de l'invention, on prévoit un dispositif de signalisation optique et/ou acoustique qui se déclenche lors du dépassement de valeur de seuil supérieur et/ou inférieur de la consommation d'oxygène. Avec un dispositif de signalisation de ce genre, il est possible d'intervenir avant le dépassement de la limite mortelle On va maintenant décrire plus en détail l'invention à l'aide d'une installation représentée à titre d'exemple sur le dessin joint et d'un diagramme. Dans ce dessin la fig 1 est le schéma d'une installation de mesure selon l'invention; et la fig 2 est un diagramme, donné en exemple, de l'activité des poissons. De l'eau résiduaire ou un mélange d'eau résiduaire et d'eau franche est dirigé, à partir d'une amenée d'eau résiduaire 1, par une pompe doseuse d'eau résiduaire 2, dans un bassin aquarium fermé 3. Ce bassin comporte un trop-plein 4. Au-dessus du niveau de liquide 5 on a disposé un dôme 6 d'où une conduite 7 va, par l'intermédiaire d'une pompe circulation d'air 8 à l'analyseur d'oxygène 9. De là, une conduite 10 va dans une cellule d'électrolyse 11 d'où une conduite 12, passant par 2 une pompe de circulation d'air 13 et un absorbeur de CO et sécheur d'air 14, revient en 15 dans le bassin 3. On a disposé une conduite de dérivation 16 entre la conduite 7 et la conduite 12. Le courant d'air principal est ramené dans le bassin par la pompe de circulation d'air 13, directement à travers la conduite de dérivation 16, tandis que seulement une quantité d'air relativement petite est amenée par la pompe doseuse 8 à l'analyse d'oxygène 9. Les valeurs mesurées dans l'analyseur d'oxygène 9 sont amenées à un appareil 17 de mesure, de commande et d'évaluation, qui, se trouvant dans un circuit de régulation, règle la production d'oxygène dans le générateur d'oxygène 11, c'est-à-dire n'enclenche ce générateur d'oxygène 17 que si la concentration en oxygène est descendue en-dessous d'une valeur déterminée, le générateur d'oxygène fournissant de l'oxygène tant que la valeur minimale réglée dans l'analy- seur n'est pas atteinte Comme appareil de contrôle, on utilise une électrode 2 18 disposée dans un circuit particulier avec une pompe de circulation 19. Dans un autre circuit particulier, on a prévu un filtre à carbone 20 avec une pompe de circulation associée 21. Dans le diagramme de la fig 2, on a représenté par la courbe 22 l'activité des poissons mesurée par la consommation d' 2 par unité de temps. La courbe qui a une allure sensiblement constante chute fortement en 23 par suite d'une charge toxique élevée qui produit ses effets sur l'activité respiratoire des poissons, et elle descend en dessous de la valeur de seuil inférieur indiquée par la ligne en pointillé 24. A ce stade, qui doit se trouver encore au-dessus de la limite mortelle, un signal acoustique ou optique est déclenché par un dispositif en soi connu, par exemple électronique, de sorte qu'on puisse intervenir immédiatement. On peut aussi automatiser l'installation de sorte que, lors de l'atteinte de cette valeur de seuil, l'amenée ultérieure d'eau résiduaire dans l'émissaire soit réduite ou complètement arrêtée. Afin de pouvoir complètement éliminer la consommation d'O2 par les bactéries se trouvant dans l'eau, il y a aussi la possibilité d'une double installation avec deux bassins reliés l'un à l'autre, dont un seul contient des poissons. On mesure séparément la consommation d'O2 dans les deux bassins, et on soustrait la consommation d'O2 dans le bassin sans poisson de la consommation dans le bassin avec poissons. REVENDICATIONS 1 - Procédé de mesure continue de l'activité d'animaux de rivière ou de mer dans un bassin dans lequel on fait passer un courant d'eau, par exemple d'eau résiduaire, en particulier pour déterminer les impuretés toxiques, caractérisé par l'application d'un procédé utilisé pour la consommation d'oxygène dans une boue activée. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans un système fermé, on mesure la concentration en oxygène du liquide du bassin, on déclenche la fourniture d'oxygène lors du dépassement vers le bas d'une valeur de seuil déterminée, on introduit l'oxygène dans un courant d'air amené dans le liquide et on enregistre et mesure d'une manière en soi connue la quantité d'oxygène introduite. 3 - Procédé selea la revendication 2, caractérisé en ce que l'on utilise la cncentraticn d'oxygène au dessus du niveau de liquide comme mesure pour la commande de la fourniture complémentaire d'oxygène. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la fourniture d'oxygène se produit en quantités égales par unité de temps. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'on mesure, lors d'une modification de la charge de l'eau en matières toxiques, la modification d'activité par rapport à une activité sensiblement constante et on déclenche des signaux acoustiques et/ou optiques lors du dépassement de valeurs de seuil déterminées. 6 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un bassin aquarium (3) comporte une entrée et une sortie (4) et en ce qu'un dispositif (6,9) mesurant la concentration en oxygène du liquide du bassin se trouve dans un circuit fermé avec une source d'oxygène (11) qui est commandée par ce dispositif de mesure et d'où une conduite d'amenée (12) va dans le bassin (3). 7 - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'une pompe doseuse à circulation d'air (13) est disposée dans la conduite d'amenée (12) pour l'oxygène, 8 - Installation selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce qu'un analyseur d'oxygène (9) en soi connu sert à la mesure de la concentration en oxygène et à la commande de la fourniture complé mentaire oxygène. 9 - Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 carac 2 térisée en ce qu'un absorbeur de CO (14) est, de manière en soi connue, disposé dans le circuit. 10 - Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, carac térisée en ce que la conduite (7) allant à l'analyseur d'oxygène (9) et la conduite (12) amenant ltoxygène de la source d'oxygène (11) au bassin (3) sont court-circuitées par une conduite de dérivation (16). Il - Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée par un appareil de mesure de controle (18) pour la teneur en oxygène du liquide du bassin, indépendant du dispositif de mesure (9). 12 - Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisée par un dispositif de signalisation optique et/ou acoustique qui est déclenché lors du dépassement de valeurs de seuil supérieur et/ou inférieur de consommation d'oxygène par unité de temps.