Brevet FR2478617A1 — publié le 19810925

- 1 - Procédé et dispositif de purification des eaux usées au moyen des boues activées avec réglage automatique de l'aération La présente invention concerne un procédé de purifi- cation des eaux usées au moyen des boues activées, dans lequel l'oxygène est introduit automatiquement par réglage de l'inten- sité de l'aération, ainsi qu'un dispositif de purification des eaux usées au moyen des boues activées avec un dispositif d'aé- ration réglable pour l'introduction automatique de l'oxygène dans au moins un bassin d'activation. La purification des eaux usées au moyen de boues acti- vées a techniquement fait ses preuves. Dans ce procédé, il est nécessaire de régler la teneur en oxygène dans l'un au moins des bassins d'activation. En général le réglage s'effectue en - mesurant la teneur effective en oxygène et en aérant le bassin d'activation en fonction de la valeur de la mesure. L'intensité de la ?lrification lors de la purification des eaux usées au moyen des boues activées correspond à l'état de charge. Avec des installations très faiblement chargées, une purification allant jusqu'à une valeur d'environ 5 mg de DBO (demande bio- logique en oxygène/litre est dans ce cas possible. Toutefois, une purification plus poussée de ce genre est très conteuse en énergie et la plupart du temps n'est pas nécessaire. En outre, pour les modes opératoires connus il faut obligatoirement une teneur en oxygène mesurable dans les eaux usées ou dans le bas- sin d'activation, car sinon aucune mesure ne peut être effec- tuée. Avec cela, cependant, on ne peut plus diminuer directe- ment même l'arrivée de l'oxygène. En outre, la mesure de la teneur en oxygène est très compliquée et onéreuse et exige une dépense élevée pour la sécurité de fonctionnement. En consé- quence est onéreux également le réglage du dispositif d'aéra- tion pour l'introduction de l'oxygène nécessaire. Par conséquent, un objet de la présente invention est le perfectionnement du procédé et du dispositif du type men- tionné au début afin qu'un réglage comparablement simple soit possible. 2 _ L'invention est basée sur le fait que la profondeur de visée ou la clarté des eaux usées est en rapport étroit avec l'intensité de la purification désirée ou nécessaire. L'objet de la présente invention est réalisé par le procédé mentionné au début, qui est caractérisé par le fait que la profondeur de visée des eaux usées est mesurée et que l'in- tensité de l'aération est réglée en fonction de la profondeur de visée effective. L'objet de la présente invention est réa- lisé avec le dispositif mentionné au début, qui est caractérisé par un dispositif de mesure de la profondeur de visée et par un circuit de référence, qui règle le dispositif d'aération en fonction de la valeur de la profondeur de visée effective. D'au- tres caractéristiques de l'invention seront décrites par la suite. Essentiellement, dans la présente invention, en vue du réglage optimal du bassin d'activation, la teneur en oxygène elle-même n'est pas mesurée comme elle l'a été jusqu'ici, mais on mesure la profondeur de visée ou la clarté des eaux usées. La mesure de la profondeur de visée est possible d'une façon simple et comparable, par exemple au moyen de cellules photo- électriques ou de dispositifs photo-électriques du même genre, les signaux de départ électriques ainsi obtenus pouvant être utilisés directement pour le réglage, en particulier pour la mise en route ou l'arrêt du dispositif d'aération. Dans un réglage à deux positions (une des caractéristiques de l'inven- tion), les valeurs appropriéespour lesquelles le dispositif d'aération est mis en route ou arrêté, sont déterminées au préalable expérimentalement pour chaque installation à mettre en fonctionnement, c'est-à-dire qu'on détermine un point de commande supérieur pour la profondeur de visée en rapport avec le degré de purification souhaité pour l'arrêt de l'aérationet un point de commande inférieur pour la profondeur de visée pour brancher ou mettre en route l'aération. vrai dire, la profondeur de visée de l'écoulement du bassin de postclarification peut être utilisée, mais pour des - 3 - modifications de charges pendant la durée du passage à travers l'installation de clarification jusqu'au bassin de post- clarification, de très grandes différences de temps seraient obtenues, de sorte que des variations de la charge ne pour- raient plus être suivies. Par conséquent, il est avantageux d'éliminer du bassin d'activation un mélange boues activées - eaux usées, ceci conduit à éliminer la boue par dérivation au moyen d'un dispositif séparateur de boues, qui peut être une centrifugeuse et/ou un décanteur, puis à mesurer la profondeur de visée et à renvoyer au bassin d'aération ou au bassin d'ac- tivation ou à l'entrée de l'installation de clarification. On va maintenant décrire la présente invention, en se référant au dessin ci-annexé, donné à titre d'exemple descrip- tif et non limitatif et sur lequel s - la figure t représente la courbe d'un processus de fonctionnement)donné en exempleen utilisant le procédé conforme à la présente invention avec un réglage à deux positions, et - la figure 2 représente un dispositif pour l'exécu- tion du procédé conforme à la présente invention. Sur la figure 1, est porté en abscisse le temps t en heures, et en ordonnées la profondeur de visée s en centimètres. Pour la mesure de la profondeur de visée conviennent en parti- culier des dispositifs photo-électriques, de préférence des cellules photo-électriques. Les cellules photo-électriques donnent un signal électrique de sortie en fonction de l'inten- sité de la lumière incidente et par conséquent de la profondeur de visée, signal qui peut être utilisé par la suite. En effet, le signal électrique de sortie des cellules photo-électriques peut être transformé ultérieurement de façon analogue, mais il est avantageux d'effectuer un réglage à deux positions avec lequel un dispositif d'aération est branché ou mis en route lors du passage à une valeur inférieure à, une profondeur de visée Z déterminée, et avec lequel le dispositif d'aération est ensuite arrêté lors du passage ' une valeur supérieure à une profondeur de visée à déterminée. A cette fin, le signal de -4 - sortie d'au moins une des cellules photo-électriques est en- voyé à un dispositif comparateur dans lequel le signal de sor- tie est comparé avec les deux valeurs de seuil des signaux électriques correspondant respectivement aux profondeurs de visée À et Z. Selon le résultat de comparaison, un signal de sortie est émis qui, éventuellement, après une amplification appropriée, commande le dispositif d'aération. Les réglages à deux positions de ce genre sont connus et très couramment utilisés, de sorte qu'il est inutile d'en donner une explica- tion détaillée. Selon la présente invention, la profondeur de visée est donc réglée entre deux valeurs de seuil affichées et le degré de purification souhaité est ainsi réglé. Un avantage essentiel est dfé au fait que les cellules photo-électriques ne réagissent pas d'après la coloration des eaux usées, comme par exemple par le sang ou les colorants des textiles, mais ne réagissent que d'après l'intensité de la lumière traversant les eaux usées. Pour obtenir des résultats reproductibles, cette lumière provient par exemple d'une source lumineuse externe. Selon la figure 1, le point de commande Z se situe par exemple pour une profondeur de visée de 80 cm et le point de commande se situe pour une profondeur de visée de 110 cm. Pour une profondeur de visée plus faible, c'est-à-dire lors d'une valeur de la profondeur de visée inférieure à la valeur du seuil Z, le dispositif d'aération est mis en route pour la nitrification des eaux usées comme l'indique la flèche N. Lors- que la profondeur de visée atteint la valeur de seuil A supé- rieure, le dispositif d'aération est alors arrêté, pour obtenir la dénitrification représentée par la flèche D. La profondeur de visée et par conséquent également la teneur en oxygène oscillent de ce fait entre les deux valeurs limites A et Z. En outre, les points de commande A et Z ont été déterminées au préalable expérimentalement à chaque fois pour une installation à mettre en route. Comme on peut le déduire de la courbe de la figure 1, la pente de la courbe se modifie en fonction du degré -5- de pollution. En outre, la fréquence de mise en route dépend du degré de purification désiré, c'est-à-dire des valeurs de profondeur de visée correspondant'à chacun des points de com- mande, et de leur écart. Les flèches N et D représentent alors le réglage de l'intensité. Il s'est révélé que, ensuite, si pour la détermination de la profondeur de visée, un mélange eau résiduelle - boue activée est enlevé du bassin d'activation en cours de fonction- nement, cette élimination peut s'effectuer m9me d'une façon discontinue, mais avantageusement elle est effectuée d'une façon continue. En outre, en particulier lors du réglage par moyens électriques du dispositif d'aération, les signaux de commande sont retardés en rapportafin de tenir compte de la fluidité des eaux usées b purifier. Sur la figure-2, le repbre l désigne un bassin de boues activées, 2 un appareil séparateur pour les boues acti- véesj et 3 un appareil de mesure de la profondeur de visée. Le repère 4 désigne une circulation d'eau témoin, tandis que 5 représente une impulsion de commande. L'appareil de mesure 3 peut 9tre conçu sous forme d'appareil photo-électrique et 4tre équipé d'une cellule photo-électrique. -6- REVENDICATIONS 1. Procédé de purification des eaux usées au moyen des boues activées, dans lequel l'oxygène est introduit auto- matiquement par réglage de l'intensité de l'aération, caracté- risé par le fait que la profondeur-de visée des eaux usées est mesurée et que l'intensité de l'aération est réglée en fonction de la profondeur de visée effective. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par un réglage à deux positions permettant de mettre en route ou d'arrêter l'aération lorsqu'on atteint des valeurs de seuil correspondantes. 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caracté- risé par le fait qu'un mélange eaux usées - boues activées est éliminé du bassin d'activation en cours de fonctionnement, que la boue activée est éliminée du mélange et qu'ensuite la pro- fondeur de visée est détectée pour régler l'intensité de l'aération. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la boue activée est séparée par dérivation avec un appareil séparateur pour boues activées. 5. Procédé selon les revendications 3 ou 4, caracté- risé par le fait que le mélange est renvoyé ensuite au bassin d'aération ou à l'entrée de l'installation de clarification. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la profondeur de visée est détectée par un dispositif de mesure et que l'intensité de l'aération est réglée d'après cette mesure. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 et 6, caractérisé par le fait que les signaux sont retardés en conséquence. 8. Dispositif de purification des eaux usées au moyen des boues activées, comportant un dispositif d'aération pouvant ttre réglé en vue de l'introduction automatique de l'oxygène dans au moins un bassin d'activation, en particulier pour réa- liser le procédé décrit dans l'une quelconque des revendications - 7 - 1 à 7, caractérisé par un dispositif de mesure de la profondeur de visée et par un dispositif comparateur qui commande le dis- positif d'aération en fonction de la valeur de profondeur de visée effective. 9. Dispositif selon la revendication SS caractérisé par au moins un dispositif de mesure pour mesurer la profondeur de visée. 10. Dispositif selon les revendications 8 ou 9, carac- térisé par un dispositif de réglage à deux positions pour mettre en route ou arrêter le dispositif d'aération lorsque les valeurs appropriées de profondeur de visée sont atteintes. I10 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par un dispositif de réglage à deux positions. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé par un dispositif d'élimination pour élimi- ner un mélange boues activées - eaux usées du bassin d'activa- tion et par un séparateur de boues pour séparer les boues activées du mélange éliminé, placé avant le dispositif de mesure de la profondeur de viséee 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par un dispositif de renvoi du mélange au bassin d'activation ou à l'entrée du dispositif situé après le dispositif de mesure de la profondeur de visée. 14. Dispositif selon les revendications 12 ou 13, caractérisé par le fait que le séparateur de boues est cons- titué par une centrifugeuse et/ou un décanteur.