Brevet FR2548655A1 — publié le 19850111

L'invention se rapporte à un procédé d'épuration d'activation biologique d'eaux usées avec dénitrification dans un système de circulation et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, étant particulièrement destiné à l'épuration biologique complexe d'eaux usées contaminées à la fois par des matériaux carbonés et azotés, en particulier d'eaux d'égouts, d'eaux usées de l'industrie alimentaire et d'eaux des déchets zootechniques. On connait des procédés pour l'élimination de matériaux 10 azotés par activation biologique Deux procédés ont été développés pour des procédés d'activation de nitrification et de dénitrification Le premier de ces procédés utilise des appareils montés en série, le second utilise un système de circulation Dans le premier cas une boue activée spécifique est utilisée dans chacun des appareils, tandis qu'une boue activée uniforme est utilisée dans un système à recirculation. La boue activée uniforme dans les systèmes à circulation avec dénitrification comprend des organismes hétérotropes et autotropes qui sont distribués de façon homogène dans le vo20 lume total du mélange d'activation Les organismes hétérotropes se développent et provoquent l'oxydation des matériaux carbonés dans les deux zones, c'est-à-dire dans les zones et de nitrification et de dénitrification, en utilisant l'oxygène dissout du mélange d'activation dans la zone de nitrification 25 et l'oxygène des nitrates dans la zone de dénitrification. Les organismes autotropes croissent seulement dans la zone de nitrification et utilisent l'oxygène dissout du mélange d'activation et le carbone inorganique pour la nitrification de l'amoniaque. Le système de recyclage avec boue uniforme a l'avantage qu'il utilise des matériaux organiques dans l'eau usée comme donneur d'hydrogène pour les processus de dénitrification. Ainsi il est nécessaire d'ajouter d'autres matières organiques, comme c'est le cas dans le procédé à appareils indépendants montés en cascade et les besoins d'énergie pour l'alimentation en oxygène de la zone de dénitrification sont éliminés L'eau brute doit être délivrée à la zone de dénitrification. Un exemple connu de système à circulation avec dénitrification avec boue uniforme est le fossé d'oxydation a une condi- tion, à savoir qu'au cours de l'aération, il doit être prévu à la fois une zone avec oxygène dissous dans le mélange d'activation, et aussi une zone sans oxygène dissous, et l'arrivée d'eau brute a lieu dans la zone de dénitrification, un parfait mélange avec le mélange d'activation devant être assuré. On connaît aussi des agencements comportant deux enceintes séparées, dont l'une travaille sans alimentation d'oxygène et avec l'arrivée d'eau brute en dénitrification, tandis que la seconde travaille en activation aérée avec nitrification. 10 Les systèmes de circulation avec dénitrification présentent toutefois, par rapport aux systèmes d'activation sans dénitrification, une détérioration importante des propriétés de la boue activée Il se développe dans ces systèmes une boue activée légère, volumineuse, se traduisant par une valeur 15 élevée de l'indice de boue. Ainsi par exemple dans le cas de traitement d'eaux usées d'un abattoir avec une teneur d'environ 150 mg 1-1 de matériau azoté exprimé en valeurs TKM, la valeur de l'indice de boue pour la purification à activation circulant avec dénitrifica20 tion était d'environ 150 ml g-1 en regard d'une valeur de ml g 1 pour la purification avec activation de la même eau sans dénitrification L'introduction de la dénitrification dans le système de circulation a également une influence défavorable sur les propriétés de la boue activée dans le cas de 25 l'épuration d'autres types d'eau usée avec une teneur plus basse en matière azotée, par exemple dans le cas d'eaux d' égouts Ainsi, par exemple, les valeurs de l'indice de boue pour les fossés d'oxydation pour eaux d'égouts urbains se -1 trouvent habituellement au-dessus du niveau de 100 ml g 1 et -1 des valeurs proches de la limite de 500 ml g ne sont pas exceptionnelles. L'indice de boue élevé a une influence négative sur le fonctionnement d'opérations biologiques à plusieurs égards Le principal effet négatif est la séparation de la boue activée et son retour dans l'activation, L'augmentation de l'indice de boue se traduit proportionnellement par une réduction de la charge de surface et donc aussi de la capacité de l'installation. Une autre influence négative résultant de la tendance d' une boue activée légère à la flottation dans la séparation, ce qui réduit notablement l'efficacité de la séparation Un indice de boue élevé limite d'autre part aussi la limite accessible de concentration de la boue activée dans l'activation. Une efficacité réduite de la séparation et une faible limite de concentration de la boue activée est la cause d'une concentration insuffisante de la boue activée dans l'activation Etant donné que les processus de la nitrification/dénitrification dépendent sensiblement de l'âge de la boue, il est 10 nécessaire pour obtenir les valeurs requises de l'indice de boue à une faible concentration de la boue activée d'utiliser de grands volumes d'appareils Or, les volumes importants imposés aux appareils augmentent naturellement les coûts d'investissement et ainsi que les échanges de chaleur indésirables 15 avec l'environnement, ce qui est un facteur très défavorable, particulièrement en hiver en raison de la forte dépendance de processus de nitrification/dénitrification à l'égard de la température. L'effet général d'un indice de boue élevée de la boue activée dans les systèmes à circulation avec dénitrification est une réduction générale de la capacité avec une moindre qualité de l'eau purifiée, en particulier si l'on considère la quantité de matières non dissoute et excessivement aussi les valeurs BSK 5 et CHSK Cette détérioration quantitative et 25 qualitative du fonctionnement de l'installation est tellement élevée avec certains types d'eaux usées à forte teneur en matière azotée et à des températures plus élevées du mélange d' activation que le fonctionnement avec dénitrification du système circulation peut devenir impossible Ces effets consti30 tuent aussi une explication de l'instabilité observée du fonctionnement des fossés d'oxydation. Un objet de la présente invention est d'éliminer ces inconvénients et d'offrir un procédé et un dispositif rendant possible une épuration efficace d'eaux usées comportant des contaminations carbonisées et associées Selon l'invention au moins une zone locale de turbulence intensive est ménagée dans le système d'épuration, zone o des forces de cisaillement agissent sur les particules de boues activées, forces qui provoquent la désintégration de ces particules et libèrent ainsi l'azote gazeux qui a pu envahir la structure de ces particules pendant la dénitrification. Selon un autre aspect de l'invention, l'intensité de la zone locale de turbulence est supérieure à 30 Watt par litres 5 de liquide chargé de particules de boues activées et la pression du mélange d'activation abordant la zone localisée de turbulence intensive, ou partie de cette zone, est inférieure à la pression dela zone de turbulence intensive, ou encore la zone localisée de turbulence intensive est conçue de telle sorte que pour une quantité donnée de puissance requise pour la création de cette turbulence, l'intensité de cette turbulence soit maximale. L'action de la zone localisée de turbulence intensive peut être intermittente, éventuellement variable et au cours 15 de l'intervention de la turbulence intensive l'alimentation en eau brute peut être réduite ou interrompue. Il est également avantageux selon la présente invention de ménager la zone localisée de turbulence intensive à l'intérieur du mélange d'activation s'écoulant de la dénitrifica20 tion vers la nitrification et/ou de la nitrification vers la dénitrification ou que l'air soit fourni à la zone localisée de turbulence dans le mélange d'activation s'écoulant de la dénitrification vers la nitrification. Un procédé est également avantageux selon la présente in25 vention o la zone localisée de turbulence agit à la sortie de la boue activée-du système de séparation ou bien la zone locale de turbulence intensive agit dans le mélange d'activation pompée de la séparation par filtration fluide vers la dénitrification ou la nitrification éventuellement là o la 30 zone de turbulence intensive crée un niveau accru du mélange d'activation dans la nitrification par rapport au niveau dans la dénitrification, en vertu de quoi un écoulement du mélange d'activation est généré de la nitrification vers la dénitrification, là o il a la forme d'un mouvement circulatoire des35 cendant qui peut aussi être accéléré dans sa phase finale. L'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte comme source de la zone localisée de turbulence intensive un ajutage débouchant dans un cyclone situé au-dessous du niveau de l'espace d'activation créé et relié à la sortie d' une pompe raccordée à la partie inférieure à l'espace de dénitrification, espace dont la partie supérieure est reliée à un espace d'activation aérée par une conduite de retour dans laquelle débouche l'arrivée d'eau brute. Selon une autre forme d'explication de l'invention, la source de turbulence intensive est un mélangeur inséré dans la sortie d'une pompe reliée à la partie inférieure de l'espace de dénitrification. Une autre forme de réalisation met en oeuvre un ajutage 10 relié à la fois à une pompe dont la sortie aboutit à l'espace de dénitrification et à des conduites de distribution d'air, l'ajutage étant situé directement dans l'espace d'activation aérée ou bien il est la source de la zone localisée intensive ménagée dans un puitsd'évacuation de la boue activée du sépa15 rateur vers l'espace d'activation. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre de diverses formes de réalisation du procédé et de dispositifs correspondants en référence aux dessins annexés correspondants: la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un dispositif pour l'épuration d'eaux usées avec dénitrification dans un système de circulation d'eaux usées d'industrie alimentaire; la figure 2 est une élévation en coupe d'une source de 25 turbulence intensive sous la forme d'un ajutage et d'un cyclone pour la forme de réalisation de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe d'une forme de réalisation d'une source de turbulence intensive travaillant mécaniquement; la figure 4 est une élévation en coupe et la figure 5 est une vue en plan d'un dispositif pour l'aération de volumes importants d'eaux usées moins contaminées, par exemple d'eaux d'égouts urbains; la figure 6 montre un détail d'une source de turbulence 35 intensive combinée avec des moyens d'aération, convenant en particulier pour des dispositifs des figures 4 et 5. L'agencement illustré aux figures 1 à 3 est particulièrement destiné à l'épuration d'eaux usées à contamination moyenne avec des capacités réduites, dans le cadre par exemple d' effluents d'industries alimentaires Le dispositif comprend deux récipients cylindriques à axe vertical: une enceinte à enveloppe 1 servant d'espace d'activation aérée 2, appelée aussi nitrification, et une autre enceinte à enveloppe 3 pour l'espace de dénitrification 4 L'espace d'activation aérée 2 et l'espace de dénitrification 4 sont mutuellement interconnectées avec un circuit de circulation par une décharge 5 partant du bas de l'espace de dénitrification 4, avec une pompe 6 à refoulement 7 se terminant par un ajutage 8 débouchant dans un cyclone 9 situé au-dessus de l'enceinte 1; d'autre part, un conduit de retour 10 relie l'espace d'activation aéré 2 avec la partie supérieure de l'espace de dénitrification 4 L'alimentation 11 en eau brute débouche dans ce conduit de retour 10 Ce conduit de retour 10 mène à l'espace de 15 dénitrification 4 horizontalement sous un angle faible par rapport à la paroi de l'enveloppe 3 L'espace 4 comporte dans sa partie inférieure un fond conique 12 Au lieu de l'ajutage 8 et du cyclone 9 on peut utiliser un agencement différent comme indiqué en figure 3, comprenant deux rotors 13, 14 d'un 20 mélangeur entraînés par des moteurs électriques 32 et 33 en sens opposés dans un conduit sous pression 7 Un système d' aération connu comprenant des éléments d'aération 15, des conduits de distribution 16 et une soufflante non représentée est disposé dans l'espace d'activation aérée 2. Un système de séparation de la boue activée, par exemple un séparateur 17 formé par une cloison conique 18 se raccordant par sa partie inférieure à un puits de liaison 19 qui aboutit au bas de l'espace d'aération 2 est ménagé dans la partie supérieure de cet espace Le séparateur 17 est équipé de ca30 naux de dérivation 20 reliés à la partie supérieure de l'espace d'activation aérée 2 par des ouvertures 21 et se terminant à la partie inférieure par des sorties 22 dans la partie inférieure du séparateur 17. Un couvercle 23 est placé sur la partie supérieure du séparateur 17 recouvrant la totalité de la surface 24 du filtre fluide et le niveau 25 de l'eau purifiée qui est déterminé par un canal collecteur 26 avec une décharge 27 d'eau purifiée. Une prise 28 de boue en suspension est disposée au-dessous du couvercle 23 au-dessous de la surface 24 du filtre fluide et une prise 29 de boue activée du filtre fluide est disposée au-dessous de la surface 24 du filtre fluide Les deux prises 28, 29 sont raccordées à une enceinte d'expansion 30 avec un conduit d'évacuation de boue 31. L'agencement illustré aux figures 1 à 3 fonctionne comme suit L'eau pure arrive par l'entrée 11 dans la conduite de retour 10 o elle se mélange avec le mélange d'activation et entre dans l'espace de dénitrification 4 Ainsi se trouve assuré l'excès de matériau carbonés requis pour dénitrification. 10 L'acide carbonique généré par suite de l'oxydation des composants organiques à la fois dans l'espace de dénitrification 4 et dans l'espace d'activation aérée 2 sert ainsi de source principale de carbone inorganique pour la nitrification de 1 ' ammoniaque dans l'espace d'activation 2. Une partie du mélange d'activation de l'espace d'activation aérée 2 passe par les ouvertures 21 par les canaux de dérivation 20 et leurs sorties 22 dans la partie inférieure du séparateur 17 La boue activée est séparée dans ce séparateur dans un filtre fluide de l'eau purifiée qui est évacuée du séparateur 17 par un canal collecteur 26 et déchargée par la sortie 27 La boue activée séparée dans le séparateur 17 de l'eau purifiée est retournée par le puits de liaison 19 dans l'espace d'activation aérée 2. Les espaces 2 et 4 qui sont mutuellement interconnectés forment un système circulatoire pour l'épuration de l'eau avec dénitrification Ce système d'épuration à activation travaille avec une boue activée uniforme comprenant des micro-organismes hétérotropes et autotropes Les organismes hétérotropes sont des composés carbonés oxydants à la fois dans l'espace d'aéra30 tion 2 et dans l'espace de dénitrification en utilisant l'oxygène contenu dans le mélange d'activation pour le processus de développement dans l'espace d'activation aérée 2 et l'oxygène des nitrates dans l'espace de dénitrification 4. Les organismes autotropes ne se développent que dans la 35 zone de dénitrification et utilisent l'oxygène dissous du mélange d'activation et le carbone inorganique pour la nitrification de l'ammoniaque Ainsi des composés azotés des eaux usées sont oxydés dans l'espace d'activation aérée 2 en nitrates qui sont réduits dans l'espace dénitrification 4 en azote gazeux et sont ainsi enlevés de l'eau purifiée. Les gaz sont générés de manière prédominante sur la surface des particules de boue activée, mais en partie aussi à l'intérieur de la structure dans ces particules Les bulles d'azote générées qui sont à la surface des particules de boue activée sont pour la plupart libérées par la turbulence dans le cas de mouvements du mélange activé dans l'espace de dénitrification 4 et dans l'espace aéré 2 et échappent ainsi à l'air libre L'intensité de cette turbulence n'est toutefois 10 pas suffisante pour libérer les bulles d'azote gazeuse accolées ou incorporées à la structure des particules de boue activées et ainsi, ces bulles s'accumulent, à défaut d'autres moyens mis en oeuvre, dans la boue activée et celles-ci voient leurs qualités progressivement détériorées. Pour libérer ces particules d'azote qui se trouvent liées d'une manière relativement forte, il est prévu au moins une zone locale de turbulence intensive dans le système d'épuration, o des forces de cisaillement vont s'exercer sur les particules et libérer l'azote qui s'est développée dans la 20 structure de ces particules pendant la nitrification Pour atteindre ce but, il convient de produire une turbulence d'une intensité supérieure à 300 W -1, pouvant couramment atteindre voire dépasser 1000 W 1 1, selon le degré requis d'élimination de l'azote gazeux de la boue activée. Une caractéristique importante est que l'action mentionnée des forces de cisaillement à lieu à un endroit délimité o passe le liquide avec la boue activée Cet endroit peut se situer dans une partie quelconque du circuit de circulation entre l'espace d'activation aérée et l'espace de dénitrifica30 tion 4 et doit être placé de telle sorte que soit la totalité du débit en circulation soit une certaine partie de ce débit passe à l'endroit choisi La zone localisée de turbulence intensive, c'està-dire les endroits o des forces de cisaillement s'exercent, peut aussi se situer aux lieux de passage de 35 la boue activée séparée par exemple de la boue séparée dans le séparateur 17 ou dans une branche particulière de séparation entre la partie supérieure du filtre fluide et l'espace d'activation aérée 2 ou l'espace de dénitrification 4 et éventuellement aussi directement dans l'espace de nitrification ou de dénitrification. Comme la pénétration de la boue activée par les petites bulles d'azote est un processus de longue durée, l'action des forces de cisaillement peut être appliqué de manière intermit5 tante pendant un certain temps suffisant pour le passage de la totalité du stock de boue activée dans la zone de turbulence intensive. Il est avantageux, en cas de concentration élevée de boue active, de prévoir la zone localisée de turbulence intensive, 10 c'est-à-dire l'endroit o agissent les forces de cisaillement, à l'interconnection de l'espace d'activation 2 et de l'espace de dénitrification 4. Dans des agencements o il n'est pas possible de parvenir à une concentration élevée de boue active, ce qui est le cas notamment d'installations anciennes, il est avantageux de prévoir la mise en oeuvre des forces de cisaillement sur la boue activée prélevée de l'espace de séparation. L'augmentation de la consommation d'énergie dans un système circulatoire bien conçu avec dénitrification et applica20 tion des forces de cisaillement sur la boue activée n'excède pas 15 à 30 % Cette puissance est suffisante pour une suppression complète des particules d'azote gazeux de la boue activée avec comme résultat que l'on obtient pour l'indice de boue une valeur pratiquement semblable que dans l'épuration à activa25 tion sans dénitrification Ainsi par exemple, dans le cas d' épuration des eaux de déchets d'un abattoir, avec l'introduction de la dénitrification, l'indice de boue est passé d'environ 50 ml g-1 à environ 150 ml g-l et on a obtenu une réduc-l tion à environ 50 ml g-1 après l'application de forces de ci30 saillement avec une intensité de turbulence d'environ 1000 -1 w.1 L'intensité de la turbulence est décisive pour l'obtention de l'effet requis Le problème du choix de la place o s'appliquera la turbulence peut être résolu de diverses maniè35 res Une possibilité est illustrée aux figures 1 et 2 o la puissance pour la turbulence est fournie par une pompe centrifuge 6 avec une pression de refoulement suffisante, la turbulence étant obtenue au moyen d'un ajutage 8 débouchant dans un cyclone 9 en combinaison avec ce cyclone 9 Il peut être avan- tageux de faire déboucher l'ajutage 8 dans la zone de la surface libre du liquide o se produit la séparation des bulles d'azote en raison de l'action des forces de cisaillement sous pression atmosphérique et l'action d'une dépression du côté aspiration de la pompe et dans l'ajutage peut contribuer à favoriser la dilatation des bulles d'azote Une autre possibilité d'obtenir l'intensité requise de turbulence est un mélange mécanique au moyen de deux ou davantage de rotors 13, 14 tournant en sens opposés ou une combinaison de rotors et de 10 stators dans une chambre convenable Un exemple de réalisation de ce genre est illustré à la figure 3. Etant donné que la puissance requise pour la génération de la turbulence est décisive du point de vue des coûts, tandis que du point de vue des résultats l'intensité de la tur15 bulence est décisive, il convient d'appliquer la turbulence d'une manière telle que pour une consommation d'énergie donnée un maximum de turbulence soit obtenu, ou bien que l'intensité requise de turbulence soit obtenue avec le minimum de consommation d'énergie Ce peut être généralement obtenu si la puis20 sance est dissipée dans le minimum d'espace Ainsi on peut obtenir par exemple la même intensité de turbulence en utilisant une pluralité d'ajutages plus petits au lieu d'un grand ajutage. Le procédé et le dispositif selon cette invention ne sont 25 pas limités à la forme de réalisation illustrée aux figures 1 à 3 Le circuit de circulation peut être réalisé par exemple de manière telle que l'agencement générateur de turbulence, mettant en oeuvre par exemple un ajutage 8, se trouve disposé du côté refoulement d'une pompe 7, se terminant tangentielle30 ment à la partie inférieure de l'espace de dénitrification 4, de sorte que l'entrée 5 de la pompe 6 se trouve alimentée à partir de l'espace d'activation aéré 2 Le conduit de retour relie dans ce cas les parties d'espace 2 et 4 L'arrivée d'eau brute débouche dans ce cas devant l'ajutage 6. L'agencement pour la mise en oeuvre du procédé selon 1 ' invention peut en outre être conçu de manière telle que la zone locale de turbulence intensive se trouve placée dans la zone d'évacuation de la boue activée séparée dans le séparateur 17, c'est-à-dire dans le puits de liaison 19 Il est également possible de situer la source de circulation intensive dans une branche spéciale de circulation prévue avec une liaison avec une décharge 29 de la boue activée dans la partie supérieure du séparateur 17 au-dessous de la surface 24 du filtre fluide qui débouche soit dans l'espace de dénitrification 4, soit dans l'espace d'activation aérée 2 Dans ce cas il peut être avantageux de faire fonctionner cette branche de circulation de manière intermittence et effectuer cette opération pendant des périodes d'alimentation réduites ou intermittentes 10 en eau brute de l'appareil afin de ne pas augmenter de manière excessive la charge hydraulique de l'installation. Il est en outre évident que l'application de cette invention n'est pas limitée au séparateur 17 de la figure 1, mais peut être envisagée pour tout séparateur si la source de tur15 bulence est insérée dans le passage de la boue retournée du séparateur; l'invention peut également s'appliquer à tout séparateur utilisant la filtration fluide si la source de turbulence intensive est disposée dans une branche de circulation spéciale du type ci-dessus mentionné. La forme de réalisation illustrée aux figures 4 à 6 est particulièrement destinée à la purification par activation de grands volumes d'eau moins contaminée, par exemple d'eaux d' égouts urbains. Le contenu d'une enceinte unique avec une enveloppe 1 est 25 divisé au moyen de cloisons 34, 35, en espaces disposés longitudinalement, à savoir un espace d'activation aérée 2, un espace de dénitrification 4 et un séparateur 17 dans la partie supérieure Des espaces adjacents sont situés aux deux extrémités, à savoir un espace d'activation aérée 2 et un espace de dénitrification 4 qui sont mutuellement interconnectés par des passages 36, 37 Les séparateurs 17 sont en communication avec l'espace d'activation aérée 2 par un canal de dérivation 20. Un agencement combiné est prévu pour l'alimentation d' 35 oxygène pour la création d'une zone locale de turbulence intensive et pour aération simultanée du mélange d'activation. Cet agencement est illustré en détail à la figure 5 et comporte un ajutage 8 connecté à une pompe par son refoulement 7 L'entrée 5 de la pompe 6 débouche dans l'espace de dénitrification 4 Un conduit de distribution 16 de la soufflante 38 aboutit à l'ajutage 8 L'alimentation d'air peut aussi être agence sans pression auquel cas l'ajutage 8 est disposé comme un éjecteur connu avec aspiration d'air atmosphérique L'ajutage 8 est situé dans l'éjecteur 41. L'arrivée 11 d'eau brute conduit au distributeur 39 d'o l'eau brute est amenée par des conduits d'alimentation partielle 40 devant l'espace de dénitrification 4 Le séparateur 17 avec filtre fluide à surface 24 et avec le niveau 25 d'eau 10 purifiée déterminé par les canaux collecteurs 26 est disposé dans un couvercle 23 avec une décharge 28 de boue en flottation avec une enceinte d'expansion 30 et une décharge 31 de boue se terminant soit en retour dans l'espace d'activation aérée 2, soit en dehors de l'appareil La partie inférieure 15 du séparateur 17 est reliée par un canal de dérivation 20 à l'espace d'activation aérée 2. L'agencement illustré aux figures 4 à 6 fonctionne comme suit La pompe 6 pompe le mélange d'activation par la décharge 5 de l'espace de dénitrification 4 et le refoule par l'ajutage 20 8 dans l'éjecteur 41 L'air fourni par le conduit de distribution 16 est ajouté à ce mélange. Le courant de mélange d'activation avec de l'air s'écoule de l'éjecteur 41 dans l'espace d'activation aérée 2 Ainsi 1 ' oxygène est fourni dans l'espace d'activation aérée 2 et si25 multanément la totalité du mélange d'activation fait effectuer un mouvement circulatoire entre espaces opératoires adjacents formés par les cloisons 34 et 35 L'oxygène qui a été introduit dans l'espace d'activation aérée 2 est utilisée par les microorganismes dans le mélange pour oxyder les matériaux or30 ganiques et l'ammoniaque qui s'y trouvent contenus Ainsi sa concentration est réduite au cours du passage du mélange d'activation à travers l'espace d'activation aérée 2 Dans une zone o la concentration d'oxygène est suffisamment basse, de l'eau brute est fournie à l'écoulement de mélange d'activation 35 par des conduits d'alimentation dérivés qui sont insérés dans l'écoulement général du mélange d'activation. Dans le cas o il se produit un surplus de matériau organique, les microorganismes consomment rapidement le reste d' oxygène de sorte que dans la partie suivante du passage du mélange d'activation il se crée un espace sans oxygène dissous qui fonctionne comme un espace de dénitrification 4. Les nitrates provenant du mélange d'activation par oxydation del'ammoniaque et des matériaux organiques contenant 5 de l'azote dans l'espace d'activation aérée 2 sont en cas d' absence d'oxygène et de surplus de matériaux organiques dans l'eau brute dans l'espace de dénitrification 4 réduits par des microorganismes hétérotropes en azote gazeux. Le restant de matériaux organiques en provenance de 1 ' 10 eau brute qui ne sont pas consommés sont ensuite transférés par l'écoulement du mélange d'activation de l'espace de dénitrification dans l'espace d'activation aérée o ils sont oxydés. Une partie du mélange d'activation en provenance de l'esl 5 pace d'activation aérée 2 passe par le canal de dérivation vers le séparateur 17 o de la boue activée est séparée de l'eau purifiée. L'eau purifiée est reprise du séparateur 17 par des canaux collecteurs 26 tandis que la boue activée séparée retombe 20 dans le canal 20 et retourne dans l'espace d'activation aérée 2 par la partie inférieure de ce canal 20. Une partie de l'azote gazeux prenant naissance au cours de la dénitrification est séparée à la surface des particules de boue activée sous la forme de bulles de manière similaire 25 à ce qui a déjà été décrit à propos du dispositif des figures 1 à 3 Ces bulles sont libérées par suite du mouvement turbulent du mélange dans l'espace d'activation aérée 2 Une autre partie de l'azote gazeux naissant est toutefois séparée dans les particules de boue activée sous la forme de fines bulles 30 qui croissent au travers de la structure de ces particules comme il a déjà été mentionné à propos de la forme de réalisation de la figure 1 L'accumulation de ces fines bulles augmenterait la valeur de l'indice de boue et il est donc nécessaire de les enlever. Les fines bulles précitées ne peuvent être libérées et enlevées de la boue activée que par une turbulence suffisante intense qui expose les particules de boue activée à des forces de cisaillement afin d'en libérer lesdites bulles Ce courant s'échappe de l'ajutage 8 à une vitesse telle qu'il crée à la circonférence un double cône annulaire à turbulence intensive qui s'élargit à mesure de l'écoulement du liquide L'intensité de la turbulence à l'extrémité de l'ajutage 8 peut dépasser ainsi la valeur de 1000 W 1 1 ce qui est déjà tout à fait suf5 fisant pour l'obtention de l'effet décrit. Etant donné que la croissance des bulles dans les particules de boue activée est un processus prolongé, il n'est pas nécessaire, dans le cas de l'épuration d'eau usée moins concentrée, par exemple d'eau d'égouts urbains, d'appliquer la turbulence intensive à la boue activée à chaque passage de son mélange d'activation dans le circuit de circulation, mais il est suffisant qu'une partie seulement de l'écoulement passe sur la zone o la turbulence intensive se développe On peut ainsi réaliser une économie substantielle d'énergie pour un 15 contrôle suffisant des propriétés de la boue activée. L'efficacité énergétique du procédé décrit dépend sensiblement de la concentration de la boue activée dans le mélange d'activation L'application du procédé décrit de turbulence intensive est par conséquent économiquement avantageuse, en particulier à une haute concentration de la boue activée Ceci est obtenu dans des agencements intégrés comprenant une séparation relativement efficace avec retour de la boue activée dans le processus d'activation Le séparateur 17 déterminé par les cloisons 34 et 35 dans la partie supérieure de l'en25 ceinte le long de la surface plane de l'agencement sert à cet effet L'application d'une séparation hautement efficace par filtration fluide en méme temps qu'une grande surface de séparation permet le fonctionnement du dispositif avec une concentration élevée de la boue activée rendant possible une réduc30 tion de la consommation d'énergie pour l'enlèvement de l'azote par application d'une turbulence intensive à un degré raisonnablementéconomique avec une consommation d'énergie de seulement à 30 % plus élevée que ce qui est requis pour l'aération proprement dite du mélange d'activation L'effet de dénitrifica35 tion avec contrôle sumultané de l'indice de boue permet un tel perfectionnement de la qualité de l'eau purifiée non seulement pour les matériaux azotés mais aussi pour les matériaux carbonés, ce qui justifie l'augmentation de la consommation d'énergie. L'agencement décrit en référence aux figures 4 à 6 permet ainsi d'utiliser la dénitrification également pour des volumes importants d'eau usée moins concentrée d'une manière économique Ceci est important lorsqu'une qualité plus élevée d'eau 5 purifiée est requise, par exemple dans le cas d'eaux stagnantes devant être Drotégées La qualité élevée de l'eau purifiée offre ainsi de nouvelles possibilités aux technologies des circuits de circulation fermés sans déchets. Le procédé selon la présente invention n'est pas limité aux formes de réalisation décrites à titre d'exemples Dans le cas d'agencements plus anciens il n'est pas possible de parvenir à la concentration élevée requise de boue activée, par exemple dans le cas de fossés d'activation il est possible d' utiliser l'application des forces de cisaillement à la boue épaissie retournée de la séparation vers l'activation L'agencement décrit en référence aux figures 4 à 6 n'a pas non plus besoin d'avoir les éléments mentionnés et peut avoir une aération indépendante. Le procédé et le dispositif suivant la présente invention 20 ont un certain nombre d'avantages Un avantages important du procédé de purification par activation avec dénitrification dans un système de circulation est la possibilité de son application universelle Le procédé selon l'invention peut être appliqué à la fois pour purifier les eaux de déchets moins con25 taminés, par exemple d'eau d'égouts, des eaux à contamination moyenne par exemple de l'industrie alimentaire et aussi des eaux à haute contamination comme le sont les excréments liquides d'animaux domestiques. Le procédé selon l'invention représente pour tous ces genres d'eaux usées un procédé économique d'intensification de la purification qui conduit non seulement à une réduction de la teneur en azote, mais aussi d'autres paramètres de contamination notamment de matières non dissoutes et de matières organiques, paramètresexprimés en valeurs de BSK 5 et CHSK. La qualité d'eau purifiée plus élevée ouvre la voie de technologie sans eaux de déchet avec usage répété de l'eau purifiée dans des circuits de circulation fermée permettant des économies et la protection de l'environnement. En plus de ces avantages qualitatifs l'utilisation du procédé selon l'invention offre des possibilités de réalisation d'économies importantes en matière de coûts d'investissement L'effet qualitatif et quantitatif mentionné est le résultat d'une réduction substantielle de l'indice de boue de la boue activée dans le système de circulation avec dénitrification Ainsi, par exemple, pour certaines eaux usées de 1 ' industrie alimentaire, telles que les eaux de déchet de l'industrie de la viande, il est possible d'obtenir une réduction de la valeur de l'indice de boue à 1/2 à 1/3 de la valeur qui 10 serait obtenue sans l'application du procédé selon l'invention. Des paramètres généralement améliorés du processus de purification sont obtenus grâce aux propriétés perfectionnées mentionnées de la boue L'indice de boue réduit améliore 1 ' aptitude à la séparation des boues activées ce qui se traduit 15 par une charge de surface accrue du matériau de séparation et ainsi une possibilité de parvenir à une concentration plus élevée de la boue activée dans l'activation ce qui constitue un excellent facteur d'intensification de l'ensemble du processus de purification par activation, en particulier de la nitrification et de la dénitrification qui dépendent directement de l'age de la boue. Un effet résultant est la possibilité d'une réduction substantielle des dimensions du dispositif d'activation par rapport aux agencements avec dénitrification sans application 25 du procédé selon l'invention. La réduction de la taille du dispositif s'avère favorable non seulement du point de vue des coûts d'investissement mais aussi en ce qui concerne une réduction de la dépendance du dispositif à l'égard des influences atmosphériques par suite 30 de la réduction des transmissions de chaleur En raison de la forte dépendance des processus de nitrification et de dénitrification vis à vis de la température une augmentation de 10 C de la température représente une accélération de ces processus d'environ 100 % la réduction des dimensions apporte des éco35 nomies substantielle au cours de l'hiver et une augmentation de l'efficacité de la purification. Par suite de la réduction de la valeur de l'indice de boue, la tendance à la flottation des boues est réduite, réduisant également la tendance indésirable d'échappement de matériaux non dissouts dans l'eau purifiée Un résultat est une amélioration substantielle de l'efficacité de la séparation permettant une réduction des dimensions du système séparateur et une augmentation de la qualité de l'eau purifiée. REVENDICATIONS 1 Procédé de purification à activation biologique d'eaux usées avec nitrification et dénitrification dans un système de circulation relié à un système séparateur de la boue acti5 vée, caractérisé en ce que le système de purification comporte au moins une zone locale de turbulence intensive, o des forces de cisaillement agissent sur des particules de boue activée, lesquelles forces ont pour effet de désintégrer ces particules tout en libérant l'azote qui s'est accumulé dans la 10 structure de ces particules pendant la dénitrification. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intensité dans la zone de turbulence intensive est supérieure à 300 watt par litre de liquide chargé de particules de boue activée. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pressions du mélange d'activation abordant une partie au moins de la zone de turbulence intensive est inférieure à la pression au sein même de cette zone. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 20 que la zone de turbulence intensive est agencée de sorte que pour une puissance requise donnée de création de cette turbulence l'intensité de la turbulence soit maximale. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par une activité intermittente de la zone de turbulence intensive. 25 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'action de la zone de turbulence intensive est variable. 7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de turbulence intensive est créée au sein du mélange d'activation s'écoulant entre nitrification et dénitri30 fication. 8 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que de l'air est introduit dans la zone de turbulence intense dans le mélange d'activation s'écoulant de la dénitrification vers la nitrification. 9 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de turbulence intense est en action au cours du passage de la boue activée en provenance de son système de séparation. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de turbulence active agit au sein du mélange d'activation pompé du système de séparation à filtration fluide au-dessous de la surface du filtre fluide vers l'un des systèmes de nitrification ou de dénitrification. 11 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le débit d'arrivée d'eau brute est réduit pendant l'action de la zone de turbulence intense. 12 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le débit d'arrivée d'eau brute est interrompu pendant 1 ' 10 action de la zone de turbulence intense. 13 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la zone de turbulence intense est créée par une élévation du niveau du mélange dans la nitrification par rapport au niveau dans la dénitrification générant ainsi le passage du mé15 lange d'activation de la nitrification vers la dénitrification en un mouvement de circulation qui peut être accéléré en son étape finale. 14 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un espace d'activation aérée ( 2), un espace de dénitrification ( 4), une source de turbulence intensive localisée, une pompe ( 6), un conduit de retour ( 10) et une alimentation en eau brute ( 11), caractérisé en ce que la source de turbulence intensive localisée comporte un ajutage ( 8) et un cyclone ( 9), l'ajutage se terminant par son 25 débouché dans ledit cyclone, le cyclone étant agencé au-dessus du niveau de l'espace ( 2) d'activation aérée et relié au refoulement de la pompe, le côté aspiration ( 5) de la pompe étant relié à la partie inférieure de l'espace de dénitrification ( 4), la partie supérieure de cet espace étant connectée 30 avec l'espace d'activation aérée par ledit conduit de retour, l'arrivée d'eau brute débouchant dans ce conduit de retour. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un espace d'activation, un espace de dénitrification, un mélangeur et une source de tur35 tulence intensive localisée, caractérisé en ce que le mélangeur ( 13, 14) forme ladite source de turbulence, ce mélangeur étant relié au refoulement de la pompe ( 6) dont l'aspiration est reliée au bas de l'espace de dénitrification ( 4). 16 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un espace d'activation aérée, un espace de dénitrification, une pompe, une source de turbulence intensive localisée, un conduit de distribution d'air et un ajutage, caractérisé en ce que ledit ajutage ( 8) relié au re5 foulement de la pompe ( 6) forme la source de turbulence intensive localisée, l'aspiration ( 5) de la pompe étant reliée à l'espace de dénitrification ( 4) ledit ajutage étant également relié audit conduit de distribution d'air ( 16), tandis que ledit ajutage est situé directement dans l'espace d'activation 10 aérée. 17 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 9, comprenant un espace d'activation aérée, un espace de dénitrification, un espace séparateur,unpuits de liaison et une source de turbulence intensive localisée, ca15 ractérisé en ce que ledit puits de liaison ( 19) est raccordé à la partie inférieure de l'espace séparateur ( 17), formant une liaison entre l'espace séparateur et le bas de l'espace d' activation aérée, et servant au passage de la boue activée du séparateur vers l'activateur, la source de turbulence intensi20 ve localisée étant ménagée dans ledit puits de liaison.