Brevet FR2612913A1 — publié le 19880930

"Cuve de traitement aérobie pour effluents chargés d'éléments polluants organiques" La présente invention a pour objet une cuve de traitement aérobie pour effluents chargés d'éléments polluants organiques. Avant d'être rejetés dans le milieu naturel, les effluents chargés d'éléments polluants, et notamment d'éléments polluants d'origine organique, qu'l s'agisse d'eaux usées, de rejets industriels ou de déjections animales, doivent subir un certain nombre de traitements tels que des traitements physiques par filtration et décantation, une fermentation méthanique, ou encore des traitements aérobie ou anaérobie soumettant les éléments à des métabolismes de nature à les transformer en vue de leur élimination. Ces différentes opérations permettent notamment d'abaisser la teneur en éléments azotés et phosphorés, et d'abaisser la teneur en DCO (demande chimique en oxygène) et en DBO, (demande biologique en oxygène pendant cinq jours). La présente invention vise plus spécialement une cuve de traitement aérobie. Cette cuve, de forme générale parallèlépipèdique, et équipée d'une amenée d'effluents à son extrémité amont et d'une évacuation d'effluents à son extrémité aval, comprend une pluralité de panneaux constituant les lits bactériens, chaque panneau s'étendant transversalement à la cuve sur toute la largeur de celle-ci, et les différents panneaux étant disposés parallèlement les uns aux autres sur toute la longueur de la cuvez la cuve étant équipée, en partie haute, d'une pluralité de rampes d'aspersion de l'effluent à traiter, réparties sous forme de groupes décalés longitudinalement les uns par rapport aux autres sur toute la longueur de la cuve, chaque groupe de rampes étant alimenté en effluents à partir d'une pompe prélevant celui-ci en-dessous du groupe situé immédiatement en amont. Cette technique est très avantageuse car permettant, théoriquement, l'aspersion de l'effluent à traiter sur les panneaux formant lits bactériens un nombre de fois correspondant au nombre de groupes de rampes d'aspersion. L'effluent arrivant dans la cuve est tout d'abord distribué par le premier groupe de rampes sur une première série de panneaux, puis repris par la pompe située immédiatement en-dessous et distribué par le second groupe de rampes sur une deuxième série de panneaux, et ainsi de suite jusqu'à l'extrémité aval de la cuve. Avantageusement, le fond de la cuve comprend une zone inférieure où les boues sont recueillies par décantation, des moyens étant prévus pour assurer leur évacuation lorsqu'elles atteignent un niveau prédéterminé, et une zone située immédiatement au-dessus où est recueilli l'effluent liquide, et où débouchent les tubulures d'aspiration des différentes pompes. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité aval de la cuve est équipée d'une ouverture par laquelle l'effluent liquide est évacué par gravité. Afin d'assurer un apport d'air convenable, les parois latérales de la cuve comportent des ouvertures de section réglable disposées au-dessus du niveau de l'effluent liquide. Selon une possibilité, cette cuve est équipée en partie haute et à proximité de son extrémité aval, d'une cheminée d'évacuation des gaz dont le balayage est favorisé par insufflation d'air en partie basse. Ceci permet d'évacuer les gaz résultant de l'opération d'épuration qui s'effectue selon le métabolisme suivant - carbone organique (formule cellulaire globale)-C02 - azote organique Les différents panneaux sont suspendus en partie haute de la cuve et s'étendent jusqu'au dessus du niveau de l'effluent liquide. Selon une forme d'exécution de cette cuve, chaque panneau support de lit bactérien est constitué par des fibres végétales, telles que des fibres de coco ou d'algues marines connues sous le nom de tampico, retenues à l'intérieur d'une enveloppe réalisée en un matériau inerte et imputrescible telle qu'une grille ou toile de fibres de verre enrobée de polychlorure de vinyle, cette enveloppe étant équipée, à son extrémité haute et à son extrémité basse respectivement, d'une barre de suspension et d'une barre de lestage. Afin d'assurer une répartition régulière de la matière active dans les panneaux, les parois des enveloppes sont reliées par des coutures, d'une part au niveau des bords de l'enveloppe et, d'autre part, par des coutures en carré sur toute leur surface. En pratique, les différents panneaux sont disposés de façon sensiblement jointive et leur épaisseur est telle que la surface de traitement soit de l'ordre de 500 m2 par m3 de cuve. Selon une autre caractéristique de l'in'entlon. cette cuve e est équipée d'un bac de décantation disposé en amont dans lequel esl préiex é l'effluent qui est diffusé dans la cuve, et d'un bac de décantation disposé en aval et recevant l'effluent ayant traversé la cuve, le bac de décantation aval étant situé plus haut que le bac de décantation amont, et ces deux bacs étant reliés par une tubulure sur laquelle est montée une vanne. Cet agencement rend possible un recyclage de l'effluent de la cuve aval vers la cuve amont en utilisant la seule gravité, ce recyclage étant réalisé par ouverture de la vanne située sur la tubulure de retour. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexe représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette cuve Figure 1 en est une vue en coupe longitudinale; Figure 2 en est une vue en coupe longitudinale selon la ligne brisée Il-Il de figure 1 Figure 3 est une vue en coupe transversale par un plan vertical, à échelle très agrandie d'un panneau Figures 4 et 5 sont deux vues schématiques, respectivement, de côté, en coupe partielle, et de dessus de cette cuve et des deux bacs disposes en amont et en aval. La cuve, représentée au dessin et désignée par la référence générale 2, possède une forme générale parallélépipèdique. A l'intérieur de cette cuve sont disposés, de façon à peu près jointive. un certain nombre de panneaux 3 formant supports de lit bactérien, orientés dans le sens de la largeur de la cuve, la longueur d'un panneau correspondant précisément à la largeur de la cuve. Comme représenté plus spécialement à la figure 3, chaque panneau 3 est constitué par un matelas imputrescible de fibres végétales 4 telles que des fibres de coco ou d'algues marines, retenues à l'intérieur d'une enveloppe 5 réalisée en un matériau inerte et imputrescible, tel qu'une grille de fibres de verre enrobée de polychlorure de vinyle. Cette enveloppe est fermée par des coutures 6 périphériques ainsi que par des coutures en carré s'étendant sur toute sa surface, après montage d'une barre de suspension 7 et d'une barre de lestage S. Dans la forme d'exécution représentée au dessin, l'épaisseur du matelas de fibres est de l'ordre de 25 mm. Comme cela ressort de la figure 1, la hauteur des panneaux 3 es telle que le bora inférieur de ceux-ci est situe au-dessus d niveau de l'effluent occupant le fond de la cuve. En pratique, la partie supérieure de la cuve est équipée de rampes d'aspersion 9 situées au-dessus des panneaux, ces rampes d'aspersion étant regroupées, dans la forme d'exécution représentée au dessin, en cinq groupes 10,11,12,13,14 et 15, chacun de ces groupes étant alimenté en effluent indépendamment des autres. Le premier groupe 10 est alimenté en effluent par une pompe 16 distribuant l'effluent sur une première série de panneaux. L'effluent s'écoule le long des panneaux de cette première série où se réalise une opération de transformation des éléments organiques. L'effluent arrive dans le fond de la cuve où, par décantation, se séparent dans une zone inférieure les boues 18 et dans une zone supérieure l'effluent liquide 19. L'effluent liquide ayant traversé la première série de panneaux, est recueilli par une tubulure 20 puis transféré par une pompe 22 au second groupe de rampes d'aspersion, qui le distribue sur la seconde série de panneaux. L'effluent est ensuite repris par une troisième pompe 23 alimentant les rampes d'aspersion du groupe 12, et ainsi de suite jusqu l'extrémité aval de la cuve, le transfert d'effluent liquide étant réalisé successivement par les pompes 24,25 et 26. Il est à noter que les boues 18 sont évacuées par l'intermédiaire d'une pompe 27 lorsque leur niveau atteint une valeur prédéterminée. L'évacuation de l'effluent liquide hors de la cuve est réalisée par débordement au niveau d'une ouverture 28 ménagée dans la paroi aval de celle-ci. Dans la forme d'exécution représentée au dessin, la cuve est équipée, en partie haute et à proximité de son extrémité aval, d'une cheminée 29 d'évacuation des gaz dont le balayage est favorisé par injection d'air à l'aide d'un dispositif 30 en partie basse de la cuve. Cette évacuation de gaz est facultative et dépend du type d'effluent à traiter. Enfin, les parois latérales de la cuve comportent des ouvertures 32 de section réglable permettant une amenée d'air favorisant les conditions de traitement aérobie. En ce qui concerne le fonctionnement des pompes, celles-ci peuvent travailler de façon continue ou discontinue, en fonction du type de traitement à réaliser. Comme montré aux figures 4 et 5, la cux-e 2 est associée à deux bacs de décantation 33 et 34, disposés respectivement en amont et en aval, qui assurent la séparation par décantation des matières minera les, des matières organiques lourdes ou des métaux lourds non dissouts. Comme cela ressort de la figure 4, le niveau dans le bac 34 est plus élevé que le niveau dans le bac 33, et ces deux bacs sont reliés par une tubulure 35 sur laquelle est montée une vanne 36. Lorsque la vanne 36 est en position ouverte, l'effluent liquide contenu dans le bac 34 est recyclé sous le seul effet de la gravité dans le bac 33. Cela permet de recycler, une ou plusieurs fois, l'effluent sur la série de lits bactériens contenu dans la cuve. La vanne 36 peut être asservie au fonctionnement des pompes 16 et 22. Le débit de la pompe 16 qui peut être supérieur à celui des pompes d'aspersion 22 et du débit aval de la cuve assure avec la vanne 36 un règlage du temps de recyclage. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant une cuve de traitement aérobie, de conception simple et de performances élevées, en raison notamment du nombre important de recyclages de l'effluent liquide au contact des panneaux supports de lits bactériens. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette cuve, décrite ci-dessus à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les-variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que cette cuve pourrait ne pas comporter :le cheminée, ou encore que les panneaux supports de lits bactériens pourraient être fixés de façon différente, ou posséder une structure différente sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Cuve de traitement aérobie pour effluents chargés d'éléments polluants organique, de forme générale parallèlépipèdique, et équipée d'une amenée d'effluents à son extrémité amont et d'une évacuation d'effluents à son extrémité aval, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de panneaux (3) constituant les lits bactériens, chaque panneau s'étendant transversalement à la cuve sur toute la largeur de celle-ci, et les différents panneaux étant disposés parallèlement les uns aux autres sur toute la longueur de la cuve, la cuve étant équipée, en partie haute, d'une pluralité de rampes d'aspersion (9) de l'effluent à traiter, réparties sous forme de groupes (10,15) décalés longitudinalement les uns par rapport aux autres sur toute la longueur de la cuve, chaque groupe (10,15) de rampes (9) étant alimenté en effluents à partir d'une pompe (22,26) prélevant celui-ci en-dessous du groupe situé immédiatement en amont. 2. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que son fond comprend une zone inférieure où les boues (18) sont recueillies par décantation, des moyens étant prévus pour assurer leur évacuation lorsqu'elles atteignent un niveau prédéterminé, et une zone située immédiatement au-dessus où est recueilli l'effluent liquide (19), et où débouchent les tubulures d'aspiration (20) des différentes pompes (22,26). 3. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que son extrémité aval est équipée d'une ouverture (28) par laquelle l'effluent liquide est évacué par gravité. 4. Cuve selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisée en ce que ses parois latérales comportent des ouvertures (32) de section réglable disposées au-dessus du niveau de l'effluent liquide. 5. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle est équipée en partie haute et à proximité de son extrémité aval, d'une cheminée (29) d'évacuation des gaz dont le balayage est favorisé par insufflation d'air en partie basse. 6. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les différents panneaux (3) sont suspendus en partie haute de la cuve et s'étendent jusqu'au dessus du niveau de l'effluent liquide (18). 7. Cu\e selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. caractérisée en ce que chaque panneau (3) support de lit bactérien est constitué par des fibres végétales (4). telles que des fibres de coco ou d'algues marines connues sous le nom de tampico, retenues à l'intérieur d'une enveloppe (5) réalisée en un matériau inerte et imputrescible telle qu'une grille ou toile de fibres de verre enrobée de polychlorure de vinyle, cette enveloppe étant équipée, à son extrémité haute et à son extrémité basse respectivement, d'une barre de suspension (7) et d'une barre de lestage (8). 8. Cuve selon la revendication 7, caractérisée en ce que les parois des enveloppes (5) sont reliées par des coutures (6), d'une part au niveau des bords de -l'enveloppe et, d'autre part, par des coutures en carré sur toute leur surface. 9. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un bac de décantation disposé en amont dans lequel est prélevé l'effluent qui est diffusé dans la cuve, et d'un bac de décantation disposé en aval et recevant l'effluent ayant traversé la cuve, le bac de décantation aval étant situé plus haut que le bac de décantation amont, et ces deux bacs étant reliés par une tubulure sur laquelle est montée une vanne.