Brevet FR2679547A1 — publié le 19930129

La présente invention concerne une méthode pour la purification de l'eau et un réacteur pour la mise en oeuvre de cette méthode. On connait déjà différentes méthodes pour la purification des eaux usées, par exemple, par voie mécanique, par sédimentation ou filtration; par voie chimique, par addition de composés chimiques et par traitement à l'aide d'un gaz tel que, par exemple, l'ozone ou le chlore. En outre, il est connu également de traiter l'eau par voie biologique, c'est-à-dire en la mettant en contact avec une culture de bactéries qui provoquera la conversion désirée des agents polluants. Dans une large mesure, actuellement, toutes ces méthodes sont plus ou moins combinées dans les installations existantes. La présente invention concerne plus particulièrement les problèmes en relation avec la purification biologique à l'aide de cultures bactériennes. Le biofilm, dont il sera question après, doit être compris comme représentant une couche de culture bactérienne dans laquelle les bactéries peuvent être de nature aérobie, anoxique ou anaérobie, selon la nature de purification recherchée. Les méthodes de purification biologique sont d'abord employées pour le traitement des eaux usées mais elles peuvent également s'appliquer à la purification de l'eau utilisée dans les aquacultures ou pour la boisson. La présente invention peut être mise en oeuvre dans tous les domaines dans lesquels des méthodes biologiques peuvent être employées pour la purification de l'eau et des eauxvannes, en particulier dans des procédés biologiques aérobie dans lesquels le contenu du réacteur est soumis à une oxygénation et agité par injection d'air mais il peut aussi s'appliquer aux procédés anaérobie dans lesquels le contenu du réacteur n'est pas aéré mais simplement maintenu sous agitation, soit mécaniquement, soit hydrodynamique -ment. Les méthodes biologiques sont largement employées pour la purification de l'eau polluée. Traditionnellement, les méthodes biologiques ont été employées pour réduire le contenu, en matières organiques, de l'eau mais, en particulier dans les dernières années, des méthodes biotechnologiques ont été employées pour éliminer l'ammonium (nitrification), éliminer l'azote par dénitrification et éliminer le phosphore. Une distinction doit être faite entre les procédés aérobie et anaérobie. Dans les procédés aérobie, les microorganismes ont besoin d'oxygène, tandis que les microorganismes mis en oeuvre dans les procédés anaérobie doivent se trouver dans un environnement dépourvu d'oxygène. La plupart des usines de purification existant dans le monde fonctionnent sur la base de procédés aérobie mais il y a de plus en plus d'intérêt pour les procédés anaérobie, en particulier en relation avec l'élimination de l'azote et la purification des eaux-vannes industrielles riches en matières organiques. Il faut également faire une distinction entre les systèmes à bioboues et les systèmes à biofilms. Dans le système à bioboues, les microorganismes flottent dans l'eau en agrégats autour des particules de boues dans un bioréacteur. Dans les systèmes à boues aérobie, systèmes à boues actives, les particules de boues sont séparées de l'eau et renvoyées dans le bioréacteur afin de maintenir la quantité de biomasse aussi élevée que possible. Dans les systèmes à biofilms, la croissance des microorganismes se fait sur des surfaces fixes du bioréacteur. Le biofilm croit en épaisseur au fur et à mesure de la prolifération des microorganismes et il se peut que certaines portions du biofilm se détachent et qu'un nouveau biofilm se reforme. Comme le biofilm est fixe et que l'eau s'écoule sur sa surface, il n'y a pas lieu de retourner la biomasse pour obtenir la meilleure exploitation possible des microorganismes. Plus tard, il y eu une tendance très nette à remplacer les systèmes à boues par les systèmes à biofilms. Les principales raisons de ce changement sont les suivantes: a. La biomasse par unité de volume peut être considérablement plus importante, avec pour conséquence que le bioréacteur sera beaucoup plus petit en volume. b. Les réacteurs à biofilms peuvent supporter de grandes variations de charges ainsi que dans la composition des eaux à traiter, ce qui rend les méthodes utilisant des biofilms plus flexibles et moins sensibles que les méthodes utilisant des boues actives. c. Si, pour une raison quelconque, il y a une rupture dans le fonctionnement du processus biologique, aucune conséquence dramatique n'est à craindre dans les méthodes utilisant les biofilms contrairement à ce qui se passe dans les méthodes utilisant les boues actives parce que la concentration de la boue à l'extérieur du bioréacteur est beaucoup plus basse. Les réacteurs à biofilms existant à ce jour sont basés sur différents systèmes tels que les biorotors (surface de contact biologique tournante), les filtres classiques et les réacteurs à lit fluidisé. Des exemples de filtres classiques peuvent être trouvés dans le brevet GB 2 197 308 dans le brevet EP 301 237 et dans le brevet FR 73 17859 dans lesquels le réacteur est rempli d'éléments qui sont fixes. I1 y a aussi des biofiltres dans lesquels le milieu support pour le biofilm est immergé et une aération du volume d'eau est prévue mais ces systèmes sont basés sur des supports solides fixes à l'intérieur du réacteur ou sur des éléments en caoutchouc mousse ou analogue que l'on laisse flotter à la surface d'un réacteur à boues actives. Les systèmes à boues actives (systèmes à boues) présentent l'inconvénient qu'il peut être difficile d'obtenir un contrôle suffisant de la séparation de la boue avec pour résultat des pertes non désirées de boue et donc des conséquences sérieuses pour le récipient. Un autre inconvénient évident de ces systèmes est que le volume du réacteur sera toujours très important puisque la quantité de biomasse par volume unitaire à l'intérieur du réacteur reste faible. Cependant, par comparaison aux systèmes à biofilm traditionnels (biorotors et filtres usuels), les systèmes à boues actives présentent l'avantage de mettre en oeuvre des bioréacteurs ouverts qui ne peuvent, en aucun cas, se boucher ou se colmater. Le plus grand inconvénient des systèmes à biorotors est qu'ils sont basés sur un biorotor préfabriqué, ce qui rend l'appareillage extrêmement peu flexible. On a toujours rencontré de gros problèmes mécaniques avec les biorotors et lorsque l'un d'eux vient à casser, il est difficile d'en adapter un autre provenant d'un autre système. I1 faut toutefois reconnaitre qu'il y a de nombreux exemples d'appareils à biorotors reconstruits en réacteurs à biofiltres mais cette fois-ci dans un système mettant en oeuvre des filtres fixes. Le principal inconvénient avec le biofiltre traditionnel utilisant des filtres usuels dans lesquels l'eau est versée sur le matériel support du biofilm est que l'oxygénation s'effectue par ventilation naturelle et que le volume du réacteur devient relativement important. Un autre inconvénient considérable de ce système est que la quantité d'oxygène apportée dans la mise en oeuvre du procédé ne peut pas être ajustée à celle qui est requise par le procédé biologique et qui depend, évidemment, de la charge organique de l'eau. On sait, de façon générale, que dans ces conditons, les biofiltres traditonnels ont une action de purification moins bonne pour une charge en matières organiques donnée, par unité de surface, que les autres méthodes utilisant des biofilms. Une autre méthode est celle qui fait appel aux biofiltres dits immergés. Le principe de ce biofiltre est qu'un matériau biofiltrant fixe est immergé dans le réacteur tandis que la biomasse est oxygénée par aération. La surface de croissance du biofiltre immergé est fixe et consiste, en général, en paillettes ou flocons de matière plastique ondulée assemblée pour former des cubes qui sont empilés les uns sur les autres soit comme les briques dans la construction d'un mur, ou au contraire empilées au hasard; on peut également utiliser des granulés qui sont, bien évidemment, fixes pendant le fonctionnement du biofiltre. Le principal inconvénient des biofiltres fixes, immergés, est que l'accès à la face inférieure du biofiltre est extrêmement malaisé. Si le biofiltre se colmate sur sa face inférieure, ou si les arrivées d'air d'aération placées sous le biofiltre se bouchent, il faut retirer l'ensemble du biofiltre du réacteur pour le nettoyer. On a également rencontré un problème d'une autre nature lorsque l'ensemble des éléments du biofiltre s'est mis à flotter à la suite d'un colmatage partiel avec formation de grandes poches d'air dans le matériau du biofiltre. Un autre système est ce que l'on appelle un bioréacteur à lit fluidisé. Ce type de réacteur est rempli avec du sable et l'eau envoyée, par pompage, du bas de l'appareil vers son sommet a une vitesse suffisante pour fluidiser le sable. Le biofilm croit sur les grains de sable; dans ce système, on a une biomasse très importante par unité de volume du réacteur car la surface spécifique de croissance pour le biofilm est très grande. L'inconvénient de ce système, par contre, résulte de la très grande charge organique en volume qui en découle. En conséquence, les systèmes à fonctionnement aérobie ne peuvent pas recevoir, par unité de volume, l'apport de la quantité d'oxygène suffisant pour remplacer l'oxygène consommé par la biomasse. En pratique, il y a encore un autre problème, celui de séparer le biofilm des grains de sable puisque ceux-ci sont extrêmement petits (en général d'une taille comprise entre 0,4 et 0,6 mm). En plus de tout ce qui a été exposé ci-dessus, il existe d'autres systèmes qui peuvent se situer de façon intermédiaire entre les différents systèmes traditionnels décrits. Dans la plupart de ces systèmes, le but est d'augmenter la biomasse par unité de volume du bioréacteur par formation d'un biofilm. La plupart de ces systèmes alternatifs sont basés sur quelque chose qui se situe entre un système à biofilm et un système à boues actives, la boue récupérée dans le bassin de séparation, après l'opération, étant ensuite renvoyée dans le bioréacteur pour créer une culture de boue, en plus de la culture du biofilm. Ce type de système est peu satisfaisant parce que: a. La concentration de la boue dans le bassin de séparation, après l'opération de purification, devient très élevée ce qui est susceptible de causer des risques importants pour le récipient par manque de boue; b. Les particules de boue introduisent une nouvelle souche organique sur le biofilm, fait qui a été démontré dans différents projets de recherche. Un inconvénient très important des systèmes basés sur une biomasse croissant sur et dans des petits dés de caoutchouc mousse, est que ces dés flottent à la surface du réacteur si bien que seule la surface de l'eau constitue la zone d'échange possible: il en résulte un très faible contact efficace entre la biomasse et son substrat. Un autre inconvénient très important de ce système réside dans le fait que l'on a montré que la biomasse croit seulement sur la surface des des et pas du tout sur les alvéoles de ceux-ci comme on le pensait. Cela est une conséquence du fait que, le biofilm se posant sur la surface externe, ferme ses alvéoles à l'eau et aux substrats. Selon l'invention, on a trouvé que les inconvénients les plus importants des différents systèmes exposés plus haut pouvaient être évités tout en retenant cependant la partie la plus importante des avantages attachés à chacun d'eux. Dans la présente méthode de purification de l'eau, on utilise un nouveau type de support pour biofilm qui peut être utilisé dans un bioréacteur dans lequel les bioorganismes appropriés peuvent croître sur le support. Par suite, selon la présente invention, on dispose d'une méthode pour la purification de l'eau dans laquelle les eaux usées sont amenées dans un réacteur contenant des supports sur lesquels un biofilm peut croitre et amener, par la même, la conversion désirée des impuretés. Cette méthode est caractérisée par l'emploi de supports qui sont des particules de matière plastique présentant: a. Une surface qui est au moins 1,5 et plus particulièrement, au moins 2 fois, plus importante que la surface externe d'un élément correspondant, plein, présentant les mêmes dimensions; b. Une densité entre 0,90 et 1,20, normalement plutôt entre 0,92 et 0,98 et, de préférence, comprise entre 0,92 et 0,96; c. Une surface externe protégée contre l'usure externe du biofilm pendant l'emploi; d. Une forme qui permette un passage facile de l'eau sur le biofilm, les supports avec le biofilm étant maintenus en suspension et en mouvement dans l'eau dans un réacteur équipé d'orifices d'alimentation et de sortie et, optionnellement, de moyens de brassage. D'une façon générale, la taille du support sera une question d'adaptation au problème posé et une taille convenable de support correspondra à des éléments ayant une dimension linéaire comprise entre 0,2 et 3 cm et, de préférence, entre 0,5 et 1,5 cm. Cependant il doit être noté que la caractéristique essentielle est que ces supports puissent être maintenus en suspension dans le réacteur, et, sous réserve que cette condition soit satisfaite, d'autres dimensions que celles indiquées ci-dessus peuvent être envisagées. En pratique, le support sera réalisé dans un plastique non dur de telle sorte qu'il ne s'use pas au contact des autres supports ni à celui du réacteur et de ses équipements. Puisqu'il s'agit ici d'un plastique qui doit être utilisé essentiellement comme support pour un film de bactéries, il est particulièrement avantageux d'utiliser de la matière plastique recyclée pour la fabrication de ces supports. I1 n'y a pas de contrainte particulière en ce qui concerne la forme des supports pour autant qu'ils présentent une surface importante par unité de poids et qu'ils respectent l'éventail de densité indiqué plus haut afin de pouvoir être maintenus en suspension. Des supports convenant à cet usage peuvent, par exemple, être des sections de tubes qui présentent des cloisons de séparation internes orientées dans le sens de la génératrice. I1 se formera une couche de biofilm de la culture de la bactérie désirée sur les surfaces externe et interne du tube et des cloisons de séparation. En général, il peut y avoir autant de cloisons de séparations qu'il est physiquement possible d'en mettre pour augmenter la surface étant bien entendu que l'on doit faire en sorte que les ouvertures entre les différentes cloisons internes ne deviennent pas si petites qu'elles risquent de se colmater rapidement. Lorsque le support se présente sous la forme d'une section de tube avec des cloisons de séparation interne, les parois externes peuvent, de préférence, présenter une courbure concave afin que la paroi externe soit soumise à moins de contact avec les autres supports ou avec les différentes surfaces du réacteur lors du fonctionnement. Dans ces conditions, le biofilm existant sur la paroi externe du support sera moins dégradé. Un tube utilisable pour la fabrication de ses supports peut avoir par exemple des cloisons internes disposées en croix. Dans une variante, ces cloisons internes peuvent être disposées en nids d'abeille mais on peut également utiliser toute autre disposition qui fournisse également une grande surface et un passage suffisamment facile pour les liquides. I1 est aussi possible d'utiliser des particules présentant une surface rugueuse, par exemple, des granules quant bien même ils présenteraient une surface plus petite que les sections de tubes décrites plus haut. De façon convenable, le support peut être un tronçon d'un tube extrudé présentant des parois de séparation interne orientées longitudinalement et des ailettes orientées de la même façon sur la surface externe. La raison pour laquelle un tel type de support est particulièrement avantageux est qu'il est très facile à fabriquer, contrairement à un support qui serait fabriqué par d'autres méthodes possibles comme, par exemple, le moulage, où chaque support doit être moulé individuellement. Dans l'extrusion, au contraire, le tube est produit en continu et coupé, à la demande, en tronçons de dimensions appropriées. Toutes les cloisons seront donc orientées longitudinalement si bien que quelles que soient les dimensions des tronçons, la section transversale sera toujours la même. En plus de présenter des séparations internes, il a été trouvé plus particulièrement avantageux que le tube comporte également des ailettes sur sa face externe; ceci est une forme qui se prête tout à fait à l'extrusion et conduit à un support présentant des surfaces de contact tant à l'intérieur qu'à l'extérieur. En procédant ainsi, on comprendra aisément qu'on obtienne une surface particulièrement importante de contact avec peu de matière, en général de la matière plastique par rapport à la surface initiale du tube. De la même façon que pour les surfaces internes du tube, les portions de surfaces externes proches des ailettes extrudées de la surface externe du tube seront protégées contre l'usure mécanique du biofilm pendant l'opération. Un type satisfaisant de supports comprenant des ailettes est représenté, en section transversale, sur la figure 1. En vue latérale, ce même support ressemble à un rectangle. C'est pratiquement la forme la plus simple à concevoir. Une autre forme est représentée sur la figure 2 sur laquelle le tube présente une section carrée et est équipé de plusieurs cloisons internes. Une modification de ce mode de réalisation est représentée sur la figure 3 dans laquelle, tant les cloisons internes que les cloisons externes, se projettent à partir de la circonférence du tube pour constituer les dites ailettes. Ainsi que cela est représenté sur la figure 1, de telles ailettes n'ont pas obligatoirement à se trouver dans le prolongement de cloisons internes ou externes mais peuvent être des ailettes indépendantes se plaçant entre celles qui, par exemple, ont été représentés sur la figure 3. Le support est utilisé dans des réacteurs pour la purification de l'eau en introduisant une quantité appropriée de supports dans le réacteur et l'eau qui doit être purifiée est traitée par celui-ci par le biofilm qui est supporté et croit sur les supports, ce qui amène la conversion voulue des agents polluants. Sur le plan pratique, on utilise un réacteur comprenant une alimentation à sa base et une évacuation d'eau purifiée à sa partie supérieure; cependant, une telle localisation n'est pas indispensable, en particulier si on utilise des moyens appropriés de brassage et de circulation des fluides. Le réacteur est équipé, comme il convient, de moyens de filtrage de telle sorte que les dimensions des mailles soient inférieures au plus petit diamètre des supports. Ceci est destiné à empêcher que les supports sortent du réacteur. Les supports peuvent être facilement pompés tant pour les charger dans le réacteur que pour les évacuer et les opérations d'entretien n'imposent pas un arrêt de l'opération. Les supports, leur emploi, le réacteur et la méthode selon l'invention constituent un système qui, comparé aux différents systèmes déjà connus et décrits plus hauts, présentent plusieurs avantages: - Le volume du réacteur est complètement ouvert et la surface sur laquelle le biofilm croit est constituée par des particules solides et non poreuses circulant à l'intérieur du réacteur parce que ces particules ont une densité voisine de 1. - Le bioréacteur peut être complètement fermé et les supports immergés, ce qui permet un contact optimal entre les impuretés de l'eau et les microorganismes portés par les supports, ainsi qu'une maitrise complète des problèmes d'odeur liés à certains agents utilisés dans le procédé. - Le bioréacteur peut etre oxygéné par aération, ce qui permet une adaptation appropriée entre la consommation et l'apport en oxygène. Ainsi, la charge organique peut être ajustée en relation avec ce qui est consommé par la biomasse. Le système selon la présente invention présente le même avantage que les systèmes à boues actives, en ce sens que le réacteur est ouvert et, par suite, ne peut pas se colmater. En outre, le réacteur peut présenter pratiquement n'importe quelle forme. Un grand avantage du présent système comparé avec les autres systèmes à biofilm est que les systèmes existants à boues actives peuvent être facilement reconstruits de telle sorte qu'un système conforme à la présente invention puisse y être adapté dans les installations existantes basées sur le principe des boues actives; une telle reconstruction serait extrêmement compliquée pour les autres systèmes à biofilm. La différence entre le présent système et les systèmes à biofiltres immergés décrits plus haut réside principalement dans le fait que la surface de croissance du biofilm dans le présent système est en circulation permanente dans le bioréacteur du fait de la turbulence générée par l'aération ou par les forces hydrodynamiques, tandis que la surface de croissance pour les biofiltres immergés, ainsi que cela a été précisé plus haut, est fixe et consiste normalement en des paillettes de matière plastique ondulée collés ensemble sous forme de cubes qui sont, soit placés en empilement régulier comme pour former un mur, soit disposés de façon aléatoire ou peut être constitué de granules disposés de façon aléatoire dans le réacteur mais restant fixes pendant le fonctionnement du biofiltre. Dans le présent système, le colmatage du milieu biofiltre n'est pas possible puisque ce milieu biofiltre n'est pas fixe mais se déplace avec les courants de fluide à l'intérieur du bioréacteur. Si le dispositif d'aération du réacteur venait à se boucher, il serait très facile de retirer le milieu biofiltre simplement par pompage. De la même manière, le bioréacteur serait, après, également rechargé par pompage. Quand le bioréacteur est utilisé dans des procédés anaérobie, c'est à dire sans aération, le milieu biofiltre est soumis à une agitation continue ou sporadique, par exemple, par un agitateur à hélice ou par une pompe de circulation. Dans ces conditions, les chances de colmatage sont faibles contrairement à ce qui se passe lorsqu'on utilise un biofiltre fixe, système dans lequel le risque de colmatage en fonctionnement anaérobie est assez important. Le contenu du réacteur peut, également, être chauffé pour accélérer la réaction dans les procédés anaérobie. Dans le présent système, la surface voulue par unité de volume peut être choisie et, de ce fait, l'apport d'oxygène peut être ajusté pour s'adapter exactement à la consommation d'oxygène constatée. L'apport d'oxygène peut être ajusté de telle sorte que l'on puisse utiliser simplement de l'air au lieu d'oxygène pur pour l'oxygénation. Les particules sur lesquelles le biofilm croit sont comparativement de dimensions assez importantes, elles n'ont pas tendance à tomber mais à circuler et sont maintenues en circulation, si bien que la densité des particules peut être choisie de façon indépendante de la quantité d'eau traversant le réacteur. Dans le système selon la présente invention, la boue ne doit pas normalement être renvoyée dans le bioréacteur dans l'intention d'augmenter la biomasse. Cependant, ceci n'empêche pas qu'elle puisse l'être si, par exemple, le système est utilisé dans des installations existantes à boues actives. L'un des objets particuliers de l'invention est d'obtenir un taux plus élevé de désintégration du substrat par unité de volume du réacteur que celle que l'on obtient généralement dans les systèmes concurrents, et par suite, d'aboutir à des coûts de fonctionnement plus bas par unité de poids désintégré du substrat. Ceci peut être obtenu en laissant croitre le biofilm sur les supports, selon la présente invention, mis en place dans un réacteur qui est traversé par l'eau qui est destinée à être purifiée. Si l'on doit mettre en oeuvre un procédé biologique aérobie dans le bioréacteur, le contenu du réacteur sera aéré. Par l'aération, les supports sont largement brassés dans le volume du réacteur et on obtient ainsi un excellent contact entre le biofilm qui croit sur les supports et le substrat contenu dans les eaux usées. Si l'on doit mettre en oeuvre un procédé anaérobie dans le bioréacteur, le contenu du réacteur n'est pas aéré. Un brassage suffisamment important du contenu du réacteur est alors assuré par des moyens mécaniques par un agitateur à hélice ou par une pompe de circulation. Normalement, les supports seront maintenus dans l'enceinte du réacteur lors de la sortie de l'eau épurée, grâce à la présence de filtres dont la lumière est plus petite que la section la plus faible des supports. Dans certaines applications particulières, par exemple, l'élimination du phosphore par voie biologique, il serait possible de laisser les supports quitter le réacteur en même temps que l'eau épurée, de les séparer plus tard et de les renvoyer dans le réacteur, ceci dans ce cas particulier est fait pour que le biofilm puisse croitre sur les supports successivement dans des conditions aérobie et anaérobie. Les réacteurs peuvent être sous forme d'éléments préfabriqués totalement fermés, tant pour les procédés aérobie que pour les procédés anaérobie. Ceci permet de maîtriser complètement le problème d'odeurs de certains agents produits dans le réacteur. Que le réacteur soit utilisé en mode aérobie ou anaérobie, les gaz produits pendant le procédé sont captés et éliminés. Dans le procédé aérobie, les gaz produits sont essentiellement du CO2 et des faibles quantités d'autres gaz que l'on laisse s'échapper à l'air libre après avoir, éventuellement, procédé à une opération de désodorisation. Dans les procédés anaérobie, les gaz produits consistent essentiellement en du méthane et du CO2 avec des quantités plus faibles d'autres gaz. Ce biogaz possède un haut pouvoir calorifique et, de ce fait pourra, si on le souhaite, être utilisé pour la production d'énergie. Si l'invention est utilisée pour reconstruire des installations de purification existantes, le réacteur sera normalement ouvert puisque l'on peut, dans ce cas, utiliser les bassins existants (par exemple les réservoirs d'aération dans les installations à boue active). La quantité de supports dans le réacteur variera selon le domaine d'application et le volume de réacteur disponible. Normalement, cete quantité sera telle que dans un réservoir vide les supports occupent en volume entre 30 et 70% de la capacité du réacteur. Cependant, cette quantité peut être adaptée à la charge de substrats que le réacteur est destiné à traiter. Donc la quantité sera déterminée en fonction de la capacité d'oxygénation du réacteur. Les trois paramètres les plus importants à fixer lorsque l'on arrête les dimensions du bioréacteur sont le volume du réacteur, le nombre de supports par unité de volume et l'apport d'oxygène à fournir (dans le cas d'un réacteur aérobie). Le réacteur lui-même peut être construit dans différents matériaux appropriés mais les réacteurs préfabriqués clos seront fabriques en acier ou en plastique armé renforce à la fibre de verre alors que les réacteurs ouverts seront plutôt construits en béton ou en acier. La boue de biofilm peut être separée en aval du bioréacteur par toute technique appropriée de separation des particules comme, par exemple, la sédimentation, la flottation, la filtration et les techniques mettant en oeuvre des membranes. Ainsi que ceci a été décrit en général plus haut, le bioréacteur peut être utilisé dans toutes les techniques de purification basées sur la dégradation biologique de la substance qui est à éliminer. Cependant les domaines d'emplois peuvent être les suivants: * Elimination des matières organiques des eaux usees par reaction aérobie. * Elimination des substances organiques des eaux-vannes concentrées par réaction anaérobie. * Elimination de l'ammonium par oxydation en nitrite puis en nitrate par réaction aérobie (nitrification). * Elimination de l'azote par réduction des nitrites et des nitrates en azote par réaction anaérobie (ou anoxique) - réaction de dénitrification. * Elimination du phosphore par une réaction aérobie/anaérobie. L'invention procure les avantages suivants dans la purification des eaux usees: * Par rapport aux installations traditionnelles actuellement existantes, le bioréacteur selon l'invention requiert un volume de réacteur plus petit pour éliminer une unité de poids donné de polluants (matières organiques, ammonium, etc..) puisque la biomasse par unité de volume est plus importante. * Dans sa forme de realisation préfabriquée le reacteur selon l'invention est normalement fermé afin d'obtenir une meilleure maitrise des gaz odorants que dans les installations traditionnelles. * Dans le mode de réalisation fonctionnant en aérobie, il y a une meilleure possibilité d'adapter, que dans les systèmes traditionnels, l'apport d'oxygène en fonction de la demande en oxygène. * En raison de la grande surface de contact entre la biomasse et l'air insuffl Ceci permet de diminuer la demande en air et, par suite, abaissse le coût énergétique de fonctionnement pour le présent réacteur comparé aux systèmes fonctionnant avec des boues actives. * Le réacteur sera approximativement de la même forme que ce soit pour un fonctionnement aérobie ou anaérobie. De ce fait, il est facile de transformer un système aérobie en un système anaérobie et vice versa. Ceci est un avantage particulier pour les systèmes qui mettent en oeuvre à la fois le mode aérobie et le mode anaérobie, par exemple les systèmes pour l'élimination biologique de l'azote et du phosphore. * Par comparaison aux biofiltres immergés comportant des surfaces de croissance fixes pour le biofilm, le support de croissance pour biofilm envisagé ici est beaucoup plus facile à retirer du réservoir du réacteur, ce qui simplifie le nettoyage, l'inspection et l'entretien tant du réservoir du réacteur que du système d'aération et réduit les risques de colmatage des surfaces supportant le milieu de croissance. * Les installations de purification biologique existantes fonctionnant avec des boues actives peuvent très facilement augmenter leurs capacités sans changer de réacteurs quand ils mettent en oeuvre le système selon l'invention. Un réacteur simple a été représenté sur la figure 4 où on voit un réacteur 1 qui est un cylindre comportant des supports 2 pour le biofilm. La sortie d'eau purifiée 5 du réacteur est munie de moyens de filtration 3. L'eau à traiter est envoyée par une conduite à l'entrée 4 du réacteur situé à la base et les gaz générés lors de la réaction sont évacués par un tube 6 prévu au sommet du réacteur. On évite la formation de mousse grâce à un un système de pulvérisation 7 susceptible de projeter de l'eau pulvérisée sur la surface. La figure 5 représente un réacteur équipé de moyens 8 pour insuffler de l'air à sa base du reacteur, cet air étant amené par une conduite 9. Ce réacteur est destiné à un fonctionnement aérobie. Les figures 6 et 7 representent des réacteurs équipés avec des moyens d'agitation pour un fonctionnement anaerobie mais, à ce dispositif près, ils sont similaires aux réacteurs représentés sur la figure 1. Sur la figure 6, les moyens d'agitation consistent en un agitateur à hélice 10 entrainé par un moteur, tandis que sur la figure 7, ces moyens d'agitation consistent en une pompe de circulation 11 associée à une canalisation 12. REVENDICATIONS 1. Méthode pour la purification de l'eau dans laquelle les eaux usées sont amenees dans un réacteur contenant des supports sur lesquels un biofilm peut croitre pour amener la conversion désirée des impuretes, caracterisee par l'emploi de supports qui sont des particules de matière plastique présentant: a) une surface qui est au moins 1,5 fois plus importante que la surface externe de l'élément correspondant, plein, présentant les mêmes dimensions; b) une densité comprise entre 0,90 et 1,20, normalement plutôt entre 0,92 à 0,98 et, de préférence, comprise entre 0,92 et 0,96; c) une surface externe protégée contre l'usure externe du biofilm pendant l'emploi; d) une forme qui permette un passage facile de l'eau sur le biofilm; dans laquelle les supports avec le biofilm sont maintenus en suspension et en mouvement dans l'eau dans un réacteur équipé d'un orifice d'alimentation et de sortie et optionnellement de moyens de brassage. 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée par l'emploi de supports présentant une surface qui est au moins 2 fois plus importante que la surface externe de l'élément correspondant, plein, présentant les mêmes dimensions. 3. Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par l'emploi de supports présentant des dimensions linéaires comprises entre 0,2 et 3 cm et de préférence entre 0,5 et 1,5 cm. 4. Méthode selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par l'emploi de supports qui ont été préparés à partir d'un plastique non dur, optionnellement d'une matière plastique recyclée et qui sont en forme de sections de tube avec des cloisons de séparation internes. 5. Méthode selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par l'emploi de supports qui sont des sections de tube plastique extrudé. 6. Méthode selon la revendication 5, caractérisée par l'emploi de supports qui sont des sections de tube extrudé presentant des cloisons séparées orientées longitudinalement par rapport au tube à l'intérieur de sa circonférence et à l'extérieur des ailettes de celle-ci à 1 'extérieur orientées longitudinalement. 7. Reacteur (1) pour la purification aérobie, anoxique et anaerobie de l'eau, comprenant un orifice d'entrée (4), des orifices de sortie (5,6) et, optionnellement, des moyens de brassage (10), caractérise par le fait qu'il contient un grand nombre de supports (2) pour biofilm qui sont utilisés dans le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, le volume des supports dans un réacteur vide représentant 30 à 70 % du volume du réacteur. 8. Réacteur selon la revendication 7, caractérise par le fait qu'il comprend des moyens de filtrage (3) pour séparer les supports du liquide à l'orifice de sortie (5). 9. Réacteur selon l'une des revendications 7 ou 8 pour la purification aérobie de l'eau, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (8) insuffler de l'air qui est amené avec de l'air par une entrée d'air (9). 10. Réacteur selon l'une des revendications 7 ou 8 pour la purification anaérobie de l'eau, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de brassage consistant en un agitateur à hélice (10) ou en une pompe de circulation (11).