Brevet FR2417475A1 — publié le 19790914

La présente invention concerne une installation d'épuration destinée à assurer le traitement physique et biologique des eaux usées. La pollution des eaux étant sans cesse croissante, de nombreuses installations d'épuration ont vu le jour afin de débarrasser les eaux rejetées des déchets polluant, ceci autant dans le domaine industriel que pour Les collectivités. Ainsi, de nombreuses installation diépuration aux dimensionnements tout à fait différents ont déjà été proposées. Actuellèment les procédés d'épuration biologique sont les plus fréquemment utilisés. Malheureusement les installations éxistantes dans ce domaine sont loin d'être parfaites. Ceci est surtout dû aux problèmes de maintenance, car ces stations demandent une survie quasiment quotidienne qu'il est impossible d'envisager pour de très petites installations. Ce qui conduit à de nombreux déboires surtout dans le cas d'installation unifaliliales ou pour de très petites collectivités. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une installation d'épuration plus particulièrement destinée à l'épuration des eaux rejetées par de très petites collectivités (de l'uni familiale au lotissement) qui soit à la fois simple et sûre et en même temps ne nécessite pas un grand coût de fabrication et de dépenses éle zées en màin d'oeuvre. Cette installation est basée sur le principe de "lits immergés" qui allient certains avantages des traitements par boues activées (rendement d'épuration élevé) et des lits bactériens (consommation d'énergie réduite). Le lit immergé est constitué d'un matériau de remplissage ayant une grande surface développée par unité de volume afin de favoriser un transfert économique de l'oxygène dissous sur le film fixé. Au passage dans la cuve d'activation le liquide est intimement mélangé avec les boues activées en suspension. Afin d'accroître la consommation de la pollution parles boues activées et le film biologique fixé, l'effluent traversant l'installation est recyclé plusieurs fois à l'intérieur de ce réacteur biologique. A cet effet, l'invention concerne une installation d'épuration comportant des dispositifs destinés à assurer le traitement physique et biologique des eaux usées, caractérisée en ce que ces dispositifs sont assurés par trois cuves indépendantes ou non et par l'utilisation d'un moteur unique qui assure les fonctions de transfert d'oxygène de l'air atmosphérique au liquide contenu dans le réacteur biologique, de recir cuiation de l'effluent et des boues activées qu'il contient, d'homogénéisation du liquide dans le réacteur. Ce système permet de fabriquer une installation ayant une extrême simplicité d'exploitation. Selon une autre caractéristique de l'invention, une fosse septique est placée en tête de l'installation. Son rôle est multiple et permet de préparer l'effluent à traiter dans le réacteur biologique. En effet elle retient une grande partie des particules dites "décantables ou flottables'' D'autre part par le temps important de rétension des effluents, elle permet une certaine homogénéisation de ceux-ci, assurant ainsi un effluent de qualité pratiquement constant à l'entrée dans le réacteur biologique. Selon une autre caractéristique de l'invention, cette fosse septique pourra avoir un volume variable. Ce système permet de réguler les débits d'entrée dans le réacteur biologique évitant ainsi les rejets de boues (décantées ou flottées) à la sortie de l'installation. Ce système permet l'assurance d'un effluent épuré de qualité constante. Il est constitué par un diaphragme à l'entrée dans le réacteur. Ce diaphragme ne laissant passer qu'un débit limité, l'excès de débit est retenu dans la fosse septique dont le niveau liquide varie. Un trop plein règle le niveau maximum dans la fosseseptique. La différence entre les niveaux du diaphragme et du trop plein sert à écrêter les pointes de débits. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système assurant les trois fonctions nécessaires au réacteur biologique (recirculation, transfert d'oxygène, homogénéisation) est constitué d'un puits statique central émergeant du liquide dans lequel tournera un appareil dont la fonction propre est soit de faire déborder le liquide contenu dans le puits soit de remonter et de distribuer par centrifugation le liquide contenu dans le puits. Ces deux systèmes permettant chacun de remplir les trois fonctions précitées. Selon une autre caractéristique de l'invention, une troisième cuve située après le réacteur biologique assure le rôle de clarification de l'effluent. Le temps important de rétension et la faible vitesse de passage de l'effluent dans cette cuve permettant la décantation ou la flottation (donc la retenue) des boues produites par le réacteur biologique. Son rôle sera donc celui d'un décanteur digesteur. L'installation qui fait l'objet de la présente invention sera décrite plus en détails à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble en coupe de l'installation - la figure 2 (2-1 et 2-2) est une vue en coupe des deux systèmes possibles permettant d'assurer les trois fonctions nécessaires au bon fonctionnement du réacteur biologique. Selon la figure 1, l'effluent à épurer (eaux vannes + eaux ménagères) arrive selon la flèche A par le tube 1. Il traverse la fosse septique t La cloison 2 assure la rétension des produits décantés et flottés dans le premier coapartiment de la fosse septique. Les niveaux 3 et 4 sont les niveaux maximum et minimum du liquide dans la fosse septique. Celle-ci assure la rétension des produits flottables (graisse, huile, hydrocarbure) et des produits décantables. De plus l'action biologique anaérobie développée à partir des produits retenus en font un élément liquéfacteur. Le temps important de séjour de l'effluent dans la fosse septique permet l'homogénéisation de ce dernier. Le diaphragme 6 limite le débit B. Lorsque le débit A est supérieur à celui-ci, le niveau monte dans la fosse jusqu'au niveau 3. A ce moment, nous aurons A = B + B'. L'intérêt du système est que lors d'un fort débit d'arrivée dans l'installation d'épuration, les vitesses de traversée des différents stades de traitement sont augmentées proportionnellement d'où une épuration moins bonne et un risque de rejet de boues à l'exutoire Il est donc bon de réguler le débit avant le réacteur biologique qui est le plus sensible aux variations importantes de débits. C'est le diaphragme 6 qui assure cette fonction, limitant ainsi le débit d'entrée à B. L'excès de débit sera retenu par le volume compris entre les niveaux 2 et 4. Lors d'un débit particulièrement important et prolongé, le tube 5 assure la fonction de trop plein. Le volume de rétension devra être suffisament grand pour encaisser les pointes de débits telle que baignoire, lessive... L'effluent traverse ensuite le réacteur biologique. L'appareil 8 entrainé par le moteur 7 assure les trois fonctions nécessaire au bon fonctionnement de ce réacteur : recirculation de effluent et des boues activées, transfert d'oxygène, homogénéisation du liquide au sein du réacteur. Pour cela, le puits central 9 émerge de la surface du liquide, suivant la figure 2-1 l'appareil 8-1 fait déborder le liquide contenu dans le puits par centrifugation suivant C. Le liquide ainsi expulsé du puits traverse l'atmosphère et s'enrichit en oxygène apportant ainsi l'énergie nécessaire aux microorganismes contenus dans le réacteur, qu'ils soient fixés (filtre noyé) ou en suspension (boues activées). D'autre part, suivant la figure 1, l'alimentation du puits 9 est réalisée selon D, assurant ainsi la recirculation de l'effluent. L'homogénéisation est assurée par la distribution de effluent à la surface du liquide selon C, par la vitesse de circulation au sein du bassin, et par les turbulences crées par la traversée du lit immergé. Suivant la figure 2-2, l'appareil 8-2 assure les mêmes fonctions que l'appareil 8-1 sur la figure 2-1. Seul le principe de pompage dans le puits est différent. L'appareil 8-2 remonte le liquide en lui même pour l'éjecter par centrifugation. Les trois fonctions déjà citées sont alors a sucrées de la même façon que pour appareil 8-î. Les boues activées se dévelopoent dans le bassin à partir de la pollution amenée et de l'oxygène dissous dans le milieu. La culture fixée se développe de la même façon que les boues activées. L'effluent qui traverse le réacteur biologique est donc épuré par une double dégradation biologique, d'une part en percolant à travers le lit immergé, d'autre part par les boues activées en suspension. La recirculation du liquide permet d'augmenter le nombre de passage de l'e f- fluent au sein du lit immergé, améliorant ainsi le rendement épuratoire, et de recirculer les boues activées, évitant ainsi leur décantation au fond du bassin, donc leur auto-anéantissement. L'effluent passe ensuite suivant D'par le tube 12 dans le décanteur digesteur. La faible vitesse de passage dans ve bassin fait que les produits décantables (boues produites par le réacteur) s'accumulent au fond du bassin laissant surnager un effluent clarifié. Un tube plongeur 14 assure la sortie de l'effluent E en évitant l'évacuation des flottants risquant de se créer dans ce bassin. Les dispositions indicatives ci-dessus peuvent être utilisées toutes ensemble ou en partie. L'ensemble peut-être réalisé monobloc, ou par plusieurs éléments modulaires utilisés côte à côte afin de réduire le prix de préfabrication éventuelle et le transport. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Installation d'épuration comportant des dispositifs destinés à assurer le traitement physique et biologique des eaux usées caractérisée en ce que ces dispositifs sont assurés par trois cuves indépendantes ou non et par l'utilisation d'un moteur unique qui assure les fonctions de transfert d'oxygène de l'air atmosphérique ou liquide contenu dans le réacteur biologique, de recirculation de l'effluent et des boues activées qu'il contient, d'homogénéisation du liquide dans le réacteur. 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dispositifs destinés à assurer l'épuration physique sont un dispositif de décantation et un dispositif de flottation sur l'effluent brut dans la 1ère cuve. 30) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la 1ère cuve est une fosse septique assurant la liquéfaction et l'homogénéisation de l'effluent avant les traitements biologiques. 40) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le niveau d'eau dans la fosse septique est variable, permettant ainsi la régulation des débits avant les traitements biologiques. 50) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la régulation des débits est assurée par un diaphragme limitant le débit de passage entre la fosse septique et les traitements biologiques. 60) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la recirculation des effluents et des boues activées, le transfert de l'oxygène dans le réacteur, et lthomogénéisa- tion du liquide dans le réacteur sont assurés par un appareil, entrainés par un moteur unique assurant l'extraction et l'aspersion du liquide contenu dans un puits central émergeant du niveau du réacteur. 70) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'appareil assurant les trois fonctions nécessaires du bon fonctionnement du réacteur biologique peut provoquer soit une aspersion par débordement du puits central par centrifugation, soit une montée du liquide en lui même suivie d'une aspersion par centrifugation. 80) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'elle utilise comme moyent de clarification et de traitement final un décanteur digesteur.