Brevet FR2443281A1 — publié le 19800704

La présente invention concerne un nouveau procédé de régénération d'une matière adsorbante contaminée par des matières organiques biodégradables. Les matières adsorbantes telles que le charbon actif, étant généralement très onéreuses, il est souhaitable pour des questions d'économie de procéder à leur régénération après un certain temps d'utilisation. Cette opération est réalisée actuellement essentiellement par voie thermique et par voie physico-chimique. Dans le procédé par voie thermique, les matières adsorbantes contaminées sont portées à température élevée sous atmosphère contrôlée afin de réaliser la dégradation thermique des matières adsorbées. Toutefois, au cours de cette opération, il y a dans le cas de matières adsorbantes combustibles telles que le charbon actif une dégradation simultanée inévitable d'une fraction de cette matière adsorbante. Ceci oblige le remplacement de cette fraction consommée. La régénération par voie physico-chimique fait appel à des procédés tels que le traitement à la vapeur, la percolation par des solvants et réactifs appropriés et au lavage par des acides ou des bases, c'est-à-dire consomme de l'énergie ou fait appel à des moyens eux-memes contaminants. Aussi, le but de la présente invention est-il de pallier à tous ces inconvénients et pour ce faire elle consiste dans un procédé de régénération qui se caractérise en ce que les matières organiques contaminant la matière adsorbante, qui est généralement du charbon actif, sont dégradées par voie biologique. Il apparat immédiatement que ce nouveau procédé, en plus du fait qu'il conduit à une décontamination aisée sans apport d'énergie et sans destruction de la matière adsorbante et n'utilise aucun produit chimique contaminant, permet de valoriser les matières organiques adsorbées par le développement de la flore microbienne utilisée pour le dégradation biologique et donc la production de microorganismes sources de protéines et éventuellement de méthane si le processus est du type anaérobie. Selon un premier mode de réalisation, la dégradation est réalisée en mettant la matière adsorbante à régénérer en suspension dans un fluide riche en flore microbienne adaptée à la biodégradation des matières organiques contaminantes. Cette technique est particulièrement préférée puisqu'elle ne nécessite qu'un appareillage simple et peu onéreux. Selon un deuxième mode de réalisation, la dégradation est réalisée en faisant circuler ledit fluide riche en flore microbienne au travers de la matière adsorbante contaminée, La matière adsorbante peut en particulier se présenter sous la forme de plusieurs lits ou plateaux disposes en série de manière à ce que les matières organiques contaminantes soient réparties sur l'ensemble des lits ou plateaux selon leur facilite d'adsorption, le premier de ces lits ou plateaux étant essentiellement contaminé par la matière organique la plus facilement adsorbée et le dernier étant essentiellement contaminé par la matière organique la moins facilement adsorbée.Ce sera le cas d'une matière adsorbante résultant d'un procédé de traitement d'un effluent #liquide, notamment une eau résiduaire, contenant des matières organiques en dissolution et/ou en suspension tout ou partie biodégradables, dans lequel on fait circuler ledit effluent sur une matière adsorbante qui se sature progressivement en plateaux successifs, ladite matière adsorbante se présentant sous la forme d'autant de lits indépendants qu'il y a de plateaux et ces lits étant disposés en série.On voit en effet que l'utilisation d'une matière adsorbante telle que le charbon actif par exemple, conduit à une séparation en plateaux des matières organiques selon leur facilité d'adsorption (phénomène analogue à la séparation par distillation à plateaux multiples), au premier plateau correspondant essentiellement la matière organique la plus facilement adsorbée et au dernier plateau correspondant essentiellement la matière organique la moins facilement adsorbée. D'où l'idée d'associer un lit de matière adsorbante à chacun de ces plateaux. La dégradation par voie biologique des matières organiques est alors réalisée séparément, sur chacun des lits. Plus précisément, la régénération est effectuée lorsque le premier lit est saturé ou, sans qu'il y ait saturation de ce premier lit, lorsque la source d'effluent a traiter est épuisée. Certaines des matières organiques étant plus facilement dégradées par une flore microbienne du type aérobie et d'autres plus facilement dégradées par une flore microbienne du type anaérobie, on utilisera pour la dégradation au niveau de chaque lit, une flore microbienne soit aérobie, soit anaérobie, spécifique à la matière organique adsorbée sur ce lit. Par conséquent, selon la nature des matières organiques contaminantes, la dégradation biologique est du type aérobie sur tout ou partie des lits, la dégradation étant alors du type anaérobie sur les lits restants et inversement, la dégradation est du type anaérobie sur tout ou partie des lits, la dégradation étant du type aérobie sur les lits restants. Il est ainsi possible de traiter des effluents liquides tout en valorisant les matières organiques contaminantes par le développement et donc la production de flores microbiennes specifiques respectivement à la matière organique dégradée sur chaque lit. On produira ainsi tout un arsenal de flores microbiennes spécifiques dans lequel on pourra choisir selon les besoins la flore microbienne spécifique à la dégradation d'une matières organique déterminée. En outre, cet arsenal de flores microbiennes spécifiques constituera un réservoir de protéines spécifiques. Enfin, au niveau des lits où la dégradation des matières organiques adsorbées est du type anaérobie, il y aura valorisation desdites matières organiques par formation de méthane. La présente invention est illustrée ci-après en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est la représentation schématique d'une installation où est mis en oeuvre le procédé de régénération selon l'invention, la dégradation étant réalisée par mise en suspension de la matière adsorbante contaminée dans un fluide microbien, - la figure 2 est la représentation schématique d'une installation où est mis en oeuvre le procédé de régénération selon l'invention, la degrada- tion étant réalisée par circulation d'un fluide microbien sur la matière adsorbante contaminée, et - la figure 3 est la représentation schématique d'une installation où est mis en oeuvre le procédé de régénération selon l'invention, la matière adsorbante étant répartie en lits indépendants disposes en série. Selon la figure 1, une colonne 1 à remplissage de charbon actif est alimentée en effluent usé, par un conduit 2. Cet effluent contiens en dissolution et/ou en suspension des matières organiques biodégradables P1, P2 et P3 P1 étant plus facilement adsorbée sur le charbon actif que P2 qui est elle-meme plus facilement adsorbée que P3. Il se crée ainsi une répartition 3 progressive en trois plateaux desdites matières organiques, le plateau supérieur étant essentiellement charge en P1, le second plateau étant charge essentiellement en P2 et le dernier plateau étant charge en P3. L'effluent purifie est récupéré à la base de la colonne 1 et évacué par le conduit 3.Lorsque le charbon actif de la colonne commence à etre saturé ou, sans qu'il y ait saturation, lorsque la source d'effluent usé est épuisée, on arrete si besoin est l'arrivée d'effluent use et on vide le contenu de la colonne 1 dans un bac 4 contenant un fluide riche en bactéries adaptées à la dégradation voulue, bac dans lequel se produit le processus de dégradation biologique de P1, P2 et P3. Ce processus sera du type aérobie et/ou anaérobie selon que l'une ou l'autre des matières organiques ntest dégradée qu'en aérobiose ou en anaérobiose. Le charbon actif ainsi régénéré est ensuite séparé par filtration, lavé à l'eau pour éliminer les restes de boues bactériennes puis replacé sur la colonne 1. Selon la figure 2, l'effluent usé est amené de la meme manière sur la colonne 1 sur laquelle se produit comme préeédemment la séparation en plateaux des matières organiques P1, P2 et P3. Lorsque le charbon actif de la colonne commence à présenter des signes de saturation ou, sans qu'il y ait saturation, lorsque la source d'effluent usé est épuisée, on arrete si besoin est l'arrivée d'effluent et on alimente en continu ou en discontinu la colonne 1 par un conduit 5 avec un fluide bactérien approprie, le fluide bactérien ayant traversé la colonne et une partie des boues bactériennes formées étant éliminés à la base de la colonne 1 par le conduit 6. Une fois la dégradation terminée, on procède au lavage du charbon actif en injectant de l'eau à la base de la colonne 1 par la conduite 7, l'eau ayant travers le charbon actif et les boues bactériennes entravées étant évacuées à la partie haute de la colonne 1 par le conduit 8. Ce lavage est poursuivi jusqu'# élimination totale des boues baetériennes. La saturation de la colonne se manifestant d'abord dans la partie haute, l'activité bactérienne sera la plus importante à ce niveau de la colonne et partant, également la quantité de boues bactériennes. D'où l'intéret d'introduire l'eau de lavage par la base. Selon la figure 3, l'effluent usé amené par un conduit 9 traverse successivement 3 colonnes en série 10, 11 et 12, la première étant reliée par sa base au sommet de la seconde par un conduit 13, la seconde étant reliée par sa base au sommet de la troisième par un conduit 14 et l'effluent purifié étant évacué à la base de la dernière colonne 12 par un conduit 15. Il est à noter que les quantités de charbon actif disposées respectivement dans les colonnes 10, 11 et 12 sont déterminées de manière à ce que les matières organiques P1, P2 et P3 contenues dans l'effluent usé se répartissent progressivement sur les trois colonnes, la première colonne se chargeant essentiellement en P1, la seconde en P2 et la troisième en P3. On procède ensuite à la régénération en introduisant au sommet de chacune des colonnes un fluide bactérien adapté respectivement à la dégradation de P13 P2 et P3, le fluide bactérien (chargé d'une partie des boues bactériennes formées) s'écoulant à la base de chaque colonne étant conservé pour être réutilisé ultérieurement dans un nouveau cycle de régénération. Ensuite, comme dans le cas de la figure 2, chacune des colonnes est soumise à un lavage par injection d'eau à la base de celles-ci. Il est bien certain que la régénération des colonnes 10, 11 et 12 pourrait également être réalisée conformément au procédé schématisé à la figure 1. Comme indiqué précédemment, la dégradation se fera par voie aérobie ou anaérobie selon que la matière organique à dégrader est sensible à l'action des bactéries aérobies ou anaérobies. Enfin, dans les installations ci-dessus sehématisées, la dégradation est obtenue au moyen de bactéries, mais on pourra, sans rien changer à l'esprit de l'invention, utiliser d'autres types de microorganismes, tels que des moisissures, des levures etc... Par ailleurs, dans ces installations, on a procédé à la purification d'un effluent usé, mais il est bien certain que le ; procédé selon l'invention peut s'appliquer au traitement de tout effluent liquide dont on veut extraire les matières organiques présentes en dissolution et/ou en suspension. REVENDICATIONS 1. Procédé de régénération d'une matière adsorbante contaminée par des matières organiques biodégradables, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser la dégradation de ces matières organiques par voie biologique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière adsorbante est du charbon actif. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la dégradation est obtenue en mettant la matière adsorbante à régénérer en suspension dans un fluide riche en flore microbienne adaptée à la biodégradation des matières organiques contaminantes. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la dégradation est obtenue en faisant circuler un fluide riche en flore microbienne adaptée à la biodégradation des matières organiques contaminantes, au travers de la matière adsorbante. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière adsorbante se présente sous la forme de plusieurs lits ou plateaux disposés en série de manière à ce que les matières organiques contaminantes soient réparties sur l'ensemble des lits ou plateaux selon leur facilité d'adsorption, le premier de ces lits étant essentiellement contaminé par la matière organiques la plus facilement adsorbée et le dernier étant essentiellement contaminé par la matière organique la moins facilement adsorbée, et la dégradation par voie biologique étant réalisée séparément sur chacun desdits lits. 6. Procédé de traitement d'un effluent liquide contenant des matières organiques en dissolution et/ou en suspension tout ou partie biodégradables qui consiste à faire circuler ledit effluent sur une matière adsorbante qui se sature progressivement en plateaux successifs, caractérisé en ce que la matière adsorbante se présente sous la forme d'autant de lits indépendants qu'il y a de plateaux, ces lits ou plateaux étant disposés en série, la régénération de la matière adsorbante étant effectuée séparément, plateau par plateau, conformément au procédé de la revendication 5 lorsque le premier lit est saturé ou, sans qu'il y ait saturation de ce premier lit lorsque la source d'effluent est épuisée. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la dégradation biologique est du type aérobie sur tout ou partie des lits, la dégradation étant alors du type anaérobie sur les lits restants, et inversement en ce que la dégradation est du type anaérobie sur tout ou partie des lits, la dégradation étant du type aérobie sur les lits restants. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la matière adsorbante est soumise à un lavage à l'eau après ltopération de dégradaticn.