Brevet FR2518524A1 — publié le 19830624

1. La présente invention concerne un procédé de pu- rification d'eaux usées, en particulier, des eaux produi- tes dans l'industrie de traitement du bois, procédé dans lequel l'eau usée-est traitée dans un réacteur à lit flui- disé contenant du sable,des particules de résine ou de fi- nes particules équivalentes, qui fonctionnent en base de fixation pour les bactéries décomposant les impuretés de l'eau. La purification des eaux usées dans l'industrie de traitement du bois dans un réacteur à lit fluidisé est bien connue dans la technique; on se reportera, par exem- ple, à la demande de brevet finlandais n' 793914 dans le- quel on décrit un procédé de purification destiné avant tout au traitement d'eaux usées de blanchiment à partir d'un moulin de cellulose au sulfate, basé sur l'utilisation d'une population de bactéries se fixant sur des particu- les fluidisées et décomposant les composes phénoliques chlorés Comme particules fluidisées dans ce procédé, on a essayé un grand nombre de matériaux différents, mais les résultats obtenus sont les meilleurs lorsque les particu- les sont constituées d'une résine anionique Cependant l'utilisation d'une résine anionique présente l'inconvé- nient d'être très conteuse, et compte tenu des grandes di- mensions des réacteurs, cela constitue un facteur remar- 2, quable de coût. L'objet de la présente invention est une'solu- tion à ce problème grace à laquelle le nombre de particu- les finement divisées flottant dans le volume du réacteur peut être sensiblement réduit La présente invention est caractérisée en ce qu'on utilise comme lit de fixation pour les factéries dans le réacteur un matériau fibreux aggloméré en plus des particules finement divisées citées ci-dessus Sans s'écarter du résultat donné par la puri- fication, il est possible de remplacer la plus grande par- tie des particules flottantes qui sont normalement utili- sées dans des réacteurs à lit fluidisé par le matériau fibreux de ce type On a trouvé que, lorsque la quantité d'agglomérat est optimale, les résultats de la purifica- tion sont meilleurs. Le procédé de la présente invention convient particulièrement au traitement des eaux usées avec un agent de blanchiment utilisé dans un moulin de cellulose au sulfate, d'eaux usées provenant des usines d'écorce- ment, des machines à papier, et autres eaux usées toxi- ques engendrées dans les industries de transformation du bois La qualité de la population bactérienne avec la- quelle le réacteur sera inoculé est fonction de la compo- sition de l'eau usée devant être traitée Cependant, le procédé s'applique également au traitement d'autres types d'eaux usées, par exemple, des eaux d'égoût des zones ré- sidentielles. Un mode de réalisation particulièrement avanta- geux de la présente invention est caractérisé en ce que le matériau fibreux est introduit dans le réacteur en même temps que l'eau usée à purifier et est transformé en agglomérat dans le réacteur On a trouvé que la for- mation des agglomérats impose une mise en turbulence de l'eau de façon que soit empêché le passage du flux recti- ligne des fibres individuelles dans l'eau à l'intérieur du réacteur, En outre, l'agglomération est favorisée par le fait qu'au moins une partte des fibres sont relative- ment longues, Après le commencement de la formation des 18524 3. agglomérats, leur taille continue à croître si les fibres sont incorporées dans l'eau entrant dans le réacteur Dans ce cas, il se peut même que le matériau fibreux doive être enlevé du réacteur, car la croissance excessive des agglomérats conduit d'abord à une moins bonne purifica- tion et se termine par le blocage du réacteur L'enlève- ment du surplus de fibres hors du réacteur est néanmoins facile, car les agglomérats de fibre forment une couche séparée au-dessus des fines particules du réacteur. La nécessité d'éliminer le matériau fibreux supplémentaire du réacteur se rencontre dans le cas o l'eau usée à traiter transporte des fibres par inhérence. Les eaux usées de cette nature comprennent les divers types d'eaux produites dans les industries de transfor- mation du bois et chargées de fibres de cellulose, D'au- tre part, il est possible que dans l'objectif de former des agglomérats de fibres on ajoute un matériau fibreux à 1 eau usée qui est introduite dans le réacteur On peut alors cesser cette addition au moment o la quantité d'agglomérat formé dans le réacteur est suffisante. Il est avantageux d'exécuter le procédé de la présente invention en deux étapes, c'est-à-dire que le traitement dans le réacteur à lit fluidisé constitue la première étape, anaérobie, et la seconde étape du procé- dé consiste à un traitement de purification aérobie dans un biofiltre, Dans ce cas, la fonction principale de l'étape de purification anaérobie est de décomposer les composés toxiques contenus dans l'eau usée, et la fonc- tion de l'étape de purification aérobie est de réduire la valeur de la demande biologique en oxygène de l'eau. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en relation avec le dessin dans lequel on a décrit un dispositif qui comprend un réacteur 1 comportant un lit fluidisé et un biofiltre 2 rempli de morceaux d'écorce et de morceaux de charges en matériau plastique Une étape de purification anaéro- bie a lieu dans le réacteur l, au cours de laquelle la teneur en oxygène de l'eau usée est comprise entre O et 4. 0,5 mg par litre et les composés toxiques de l'eau sont décomposés sous l'effet de l'activité bactérienne, et dans le'biofiltre 2 est effectuée une purification aéro- bie,dont le but est d'abaisser la valeur de la demande biologique en oxygène de l'eau L'eau usée à traiter est introduite, à partir d'une pompe 3 et par l'intermédiai- re d'une conduite d'alimentation 4,dans le réacteur 1 à lit fluidisé Au réacteur 1 est branchée une conduite de circulation 6 comportant une pompe 5 qui sert au transport de l'eau à traiter de la partie supérieure du réacteur-à son extrémité inférieure Le lit fluidisé 7 à l'intérieur du réacteur est constitué de particules finement divisées qui peuvent, par exemple, être en résine anionique; au- dessus des particules on a formé une couche 8 de maté- riau fibreux aggloméré qui peut être, par exemple, de la cellulose Dans le cas décrit dans la figure, le débit de la circulation du fluide dans la conduite 6 est régulé de façon que la hauteur du lit fluidisé 7 soit approximati- vement la moitié de celle de l'intérieur du réacteur Une conduite 9 de sortie de l'eau traitée de manière anaérobie démarre en un endroit très proche de l'extrémité supérieu- re du réacteur 1, et le gaz se rassemblant dans la par- tie supérieure du réacteur est évacué par une conduite vers un réservoir 11 L'eau traitée de manière anaéro- bie est acheminée par la conduite 9 jusqu'au biofiltre 2 pour y subir l'opération de purification aérobie Le bio- filtre 2 comprend une couche 12 contenant de l'écorce d'arbre et des morceaux de matériau plastique, o l'eau circule à partir du haut dans le sens descendant et de l'air est simultanément entraîné dans la partie inférieu- re du filtre par une conduite 13, l'air produisant des conditions aérobies dans le filtre En outre, le biofil- tre 2 comporte une conduite 14 dont la fonction est de faire circuler l'eau à traiter, avec une conduite 15 ser- vant à extraire du dispositif l'eau purifiée, et avec une conduite 16 dontle rôle est d'évacuer l'air qui est en- tré dans le réacteur. On procèdera maintenant à la description d'un 5. exemple de réalisation de la présente invention. De l'eau usée contenant du produit dit tall oil, provenant d'un procédé de fabrication de cette résine, est traitée dans un réacteur à lit fluidisé tel que le réacteur représenté dans la figure Le réacteur a un volu- me de 10 litres et est rempli de 1,2 litre de particules de résine anionique qu'on a accumulées de manière à cons- tituer un lit fluidisé qui remplit approximativement la moitié du volume du réacteur Une population de bactéries est présente dans le réacteur, fixées sur les particules en résine anionique et qui ont été obtenues par traitement en laboratoire d'un échantillon chargé de bactéries préle- vé dans les eaux au voisinage d'une usine de blanchiment de cellulose,en conformité avec le processus décrit dans la demande de brevet finlandais n 772069 La charge hy- 3 3 draulique du volume du réacteur est de 2 m 3 par m et par jour, et la température de + 25 3 C Au début, la puri- fication est conduite de façqon qu'il y ait dans le réac- teur, sur la couche flottante de résine anionique, une couche de fibres de cellulose agglomérées, son volume étant de 2 % de la capacité du réacteur Ensuite, on en- lève du réacteur les agglomérats de fibres Les valeurs de la demande biologique en oxygène au bout de 5 jours et la demande chimique en oxygène (moyenne en nombre Mn) sont mesurées dans chaque cas à la fois à partir de l'eau usée introduite dans le réacteur et a partir de l'eau sortant du réacteur, Les résultats des mesures sont indi- quées dans le tableau suivant. Paramètre Agglomérats Agglomérats extraits Entree Sortie Extrac Entrée Sortie Extrac- tion en tion en % % DBO 5, mg 02/1 141,5 84 40,6 132 96 27,2 DCO Mn, mg 02/1 107 65 39,2 86,5 62 28, 3 Les résultats montrent que la présence de fi- bres de cellulose agglomérées permet d'augmenter les ré- sultats de la purification en ce qui concerne à la fois la DBO 5 et la DCO Mn- La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifica- tions qui apparaîtront à l'homme de l'art. 7. REVENDICATIONS 1 Procédure de purification d'eaux usées, en particulier du type produit dans les industries de trai- tement du bois, procédure dans laquelle l'eau usée est traitée dans un réacteur ( 1) à lit fluidisé contenant du sable, des particules de résine et autres particules fi- nement divisées équivalentes ( 7), qui servent de base de fixation pour les bactéries décomposant les impuretés de l'eau, caractérisée en ce que, comme base de fixation pour les bactéries, on utilise un matériau fibreux agglo- méré ( 8) en plus des particules finement divisées ( 7), 2 Procédure selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le matériau fibreux est introduit dans le réacteur ( 1) en même temps que l'eau usée à purifier et est transformé en agglomérat ( 8) dans le réacteur. 3 Procédure selon la revendication 2,caracté- risée en ce que le matériau fibreux est ajouté à l'eau usée à introduire dans le réacteur ( 1). 4 Procédure selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisée en ce que le matériau fi- breux est la cellulose. Procédure selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisée en ce que la purification de l'eau usée est effectuée dans un processus en deux étapes, dans lequel le traitement dans le réacteur ( 1) à lit flui- disé forme la première étape, anaérohie, du procédé, et la seconde étape est constituée d'un traitement de puri- fication aérobie dans un biofiltre ( 2).