Brevet FR2757843A1 — publié le 19980703

La présente invention concerne un procédé et une installation de séparation de fluides. De nombreux procédés et installations de séparation de fluides quelconques existent. Par exemple , un séparateur à graisses est un appareil destiné à la rétention des matières solides, mais aussi des liquides contenant des matières organiques du type graisses, huiles, fécules contenues dans les eaux usées domestiques. Dans cet exemple, les matières solides et liquides sont séparées d'une part, ainsi que les matières liquides d'autre part par gravitation (décantation ou flottaison). Un tel type de séparateur décrit juste au dessous, peut être appliqué aux grosses installations de séparation, du genre besoin d'épuration de station d'épuration , mais également à des petites installations , du genre professionnel comme les usines, écoles, lotissements d'habitation restaurants, hôtels, charcuteries, boucheries , traiteurs mais aussi les abattoirs, salaisons, laiteries, conserveries, poissonneries , rôtisseries, boulangeries, pâtisseries, sandwicheries croissanteries crêperies, I'industrie de la pomme de terre, pressings, sucreries, industries agro - alimentaires, etc... Ce type de séparateur est obligatoire dans le cadre de pose de réseaux de canalisations et de séparation ou épuration des fluides, obligation résultant du règlement sanitaire,local ou départemental ainsi que du Code de la Santé publique. Ainsi les matières solides ou en suspension d' une solution sont retenues dans une première phase dans un bac; I'eau partiellement déchargée des particules solides ou comprenant peu de particules, des substances flottantes est dirigée et envoyée vers les conduites des égouts. Le bac, ainsi déchargé de l'eau se remplit progressivement des matières solides et flottantes, dits déchets solides et i ou flottants , entrainant par conséquence des odeurs nauséabondes dues à la décomposition des déchets et éventuellement à la putréfaction de matières organiques ou de micro-organismes morts se décomposant, mais aussi des matières graisseuses entrainant aussi des odeurs nauséabondes ,du meme type que les déchets solides. Le moyen unique de manière à éviter ces odeurs est de vidanger régulièrement le bac, que ce soit des déchets solides ou des déchets liquides graisseux. Des problèmes d'évacuation des eaux usées existent aussi dans les parkings, stations services, station de lavage, dépôts de carburants, ateliers mécaniques, garages récupération ou démolition d'automobiles , chaufferies transporteurs, dépôts d'autobus, de trains aires de stationnement d'autoroutes, aéroports , héliports , ces derniers rejetant des eaux chargées d'hydrocarbures , difficiles à évacuer et à traiter. La loi jusqu'à présent oblige ces activités à s'équiper de séparateurs à hydrocarbures, avec les inconvénients connus : intervention de l'homme, de véhicules lourds pour transport notamment. II existe des principes de traitement biologique des graisses et autres matières organiques au sein des séparateurs qui ont déjà été divulgués: 1) Soit par l'addition d'enzymes concentrés permettant la lyse des matières organiques à longues chaînes (miscibilité à l'eau). Ainsi les grosses molécules organiques sont dissociées (exemple : les graisses triglycérides sont dissociées en di-et monoglycérides solubles). 2) Soit par l'addition de micro-organismes généralement lyophilisés associés à une oxygénation. Les micro-organismes bénéficiant d'un milieu aérobie produisent des enzymes générant le même phénomène qu'exposé dans le cas n01 ci-dessus. Les inconvénients de ces deux procédés résident essentiellement dans le descriptif suivants: Pour le cas n01 , les enzymes introduits dans le milieu en quantité importante rendent une partie des graisses et matières organiques solubles dans l'eau. L'effet séparatif gravitaire ne peut plus retenir lesdites matières rendues miscibles à l'eau et qui ainsi partent vers l'égout. II ne s'agit donc en fait que d'un déplacement de pollution puisque les graisses et matières organiques ne sont pas dégradées biologiquement mais dissoutes émulsionnées hydrolysées. Pour le cas no 2, le phénomène est le même que celui du cas n 1, à ceci prêt que l'oxygénation peut éventuellement l'accentuer. En effet, dans les techniques divulguées jusqu'alors il s'agit d'une oxygénation grossière (grosses ou moyennes bulles) par rampes ou autres créant des perturbations hydrauliques au sein du séparateur Le bouillonnement accentue l'émulsion des graisses, annihile l'effet séparatif et contribue au même phénomène de déplacement de pollution. La présente invention propose de remédier aux inconvénients majeurs rencontrés à ce jour par la réalisation d'un procédé et installation de séparation des fluides qui résident en: - L'absence de vidanges des bacs par dégradation au fur et à mesure des matières organiques - L' absence d'odeurs liées aux putréfactions - Ll absence de déplacement de pollution grace à une dégradation complète des matières organiques. Cette invention bien que s'appliquant à un milieu liquide quelconque est plus destinée à s'appliquer à la dégradation des fluides graisseux. Ainsi les matières organiques, graisses citées ci-dessus étant retenues dans le système ou installation de séparation de la présente invention, une oxygénation intégrée dans le milieu de culture des matières organiques, contenu dans le système ou installation d'épuration, permet de venir à bout des polluants par dégradation continue desdites matières organiques, évitant ainsi tous les inconvénients cités ci-dessus et de s'appliquer aux nombreuses activités industrielles, artisanales ou autres , citées ci-dessus dans l'an antérieur de la présente invention. Selon le mode de réalisation principale de l'invention, I'installation de séparation de fluide est constituée d'un système de distribution de micro-organismes ou bactéries liquides ou lyophilisées, et d'un système d'oxygénation. De manière préférentielle , ledit système de distribution est constitué d'une zone d'alimentation de type cuve reliée à ladite installation de séparation par une canalisation comprenant une entrée avec un système de vidange commandé électriquement et électroniquement à la quantité souhaitée pour ladite installation de séparation, ledit système de distribution étant automatique. Selon un autre mode préférentiel de l'invention, le dit système d'oxygénation est constitué d'une rampe dans laquelle circule l'oxygène, ladite rampe présentant des perforations par lesquelles s'échappe l'oxygène, ledit système d'oxygénation étant relié à une pompe, elle même reliée à une source d'oxygène située à l'extérieur de ladite installation de séparation de fluides. Préférentiellement ladite rampe est située sur le fond de ladite installation de séparation de fluide. Selon un autre mode préférentiel de l'invention, le système d'oxygénation est constitué d'une membrane en élastomère microperforée par laser, ladite membrane sous la pression de l'air se gonfle et laisse échapper de fines bulles d'air (1 mm). Selon un autre mode particulier de l'invention, lesdits microorganismes sont sélectionnés et orientés vers la dégradation des graisses alimentaires, fécules et hydrocarbures , les microorganismes sont saprophytes banaux. Enfin, le procédé de séparation de fluides contenant des matières organiques diverses du type graisses, huiles et fécules caractérisé en ce qu'il présente les étapes suivantes: - distribution dans une installation de séparation de fluides contenant lesdits fluides de micro-organismes ou bactéries liquides ou lyophilisés, -oxygénation desdits fluides directement dans ladite installation. Ainsi, la dégradation des matières organiques des graisses ou hydrocarbures est réalisée par l'action des micro-organismes et l'oxygénation desdites matières et permet d'obtenir du gaz carbonique, de l'eau, de l'azote, du méthane et une partie minéralisée. L'invention sera également plus facile à comprendre à l'aide des figures. La figure 1 représente une première réalisation de l'invention. L'installation de séparation (1) est constituée d'une cuve ou enceinte (10) dans laquelle est introduite le fluide (11) à séparer. Ledit fluide (11) est introduit par une canalisation d'arrivée (12), ce fluide séparé des graisses est dégradé par les microorganismes, et l'effluent résiduel (eau) est enlevé de l'enceinte 10 par une canalisation de sortie (13 ) gravitairement L'extrémité (25) de la canalisation (12) baignant dans le fluide (11) est située à une hauteur inférieure par rapport au fond (14) de la cuve (10) à l'extrémité (16) de la canalisation(13) de manière à ce que le fluide épuré puisse s'évacuer facilement gravitairement. La rampe (15) d'oxygénation est disposée sur le fond (14) de la cuve (10) elle est reliée à une pompe (17) schématiquement représentée, reliée également à une source d'oxygène non montrée. Ladite rampe (15) présente des perforations (16) par lesquelles s'échappent des bulles d'oxygène. Le dispositif ou système de distribution (18 ), appareil automatique de distribution de microorganismes (19) est constitué d'une enceinte (20) reliée à ladite enceinte (10) par une canalisation (21) avec un système de vidange commandé électriquement ou électroniquement Ainsi les micro-organismes (19) peuvent être distribués automatiquement dans l'enceinte (10). Selon une variante de réalisation de l'invention telle que montrée en figure 2, la rampe (15) d'oxygénation est remplacée par une membrane d'oxygénation (21) présentant des perforations (22) par lesquelles s'échappent les bulles d'oxygène. Ladite membrane (21) est reliée à une source d'oxygène non montrée sur la figure 2. Ainsi, lors du fonctionnement de l'installation selon l'invention, des micro-organismes (10) sont introduits dans la cuve (10) avec les bulles d'oxygène s'échappant des perforations (16 ) ou (22), de manière à réaliser une dégradation plus performante. Le volume accumulé de formes particulaires et colloïdales considéré comme non dégradé sur une période de 8 jours ne doit pas représenter plus de 5% du volume utile du séparateur. L'hydraulique des fluides au sein d'un séparateur à graisses et fécules avec biologique intégré revêt une importance fondamentale et se calcule comme suit: Formes particulaires + colloïdales = 70% de la DBOs entrant .Accumulation des matières organiques dans le bac biologique = (DB05 mg/l X 70 %) X débit l./h X 24 h. X 8 jours /10/6 X densité calcul surface de bac = accumulation matières organiques dans bac biologique C'est l'accumulation par décantation de la graisse et fécule pendant 8 jours qui dimensionne le volume du bac biologique, d'où la nécessité d'un dimensionnement précis du bac biologique. Le raccordement de l'installation de séparation ou séparateur, cidessous, par une canalisation est prévu au distributeur automatique appelé ci-dessus système ou dispositif de distribution de microorganismes sélectionnés pour leur aptitude à dégrader les matières organiques (production de lipases, protéases, amylases- diastases). Ces micro-organismes se présentent sous forme de poudre car associés à des minéraux de nidification, d'oligo-éléments et nutriments. Lls résistent à de fortes charges toxiques (jusqu'à 250 mg/l de chlore libre) et offrent des cinétiques enzymatiques importantes. La réactivation des micro-organismes est effectuée dans le distributeur automatique à partir d'eau de ville. La particularité de ce système de réactivation permet , à partir de micro-organismes déjà sélectionnés pour leur aptitude à dégrader les produits à traiter , d'accentuer la sélection des souches les plus performantes à l'épuration du milieu. En effet, s'il est possible de définir des sélections de micro-organismes standard pour un type d'effluent donné, chaque effluent a sa propre particularité lié au mode d'exploitation du process de fabrication dudit effluent. Les réensemencements réguliers permettent d'augmenter la densité au sein de la population, stabilisent les performances, accélèrent les démarrages. La population de micro-organismes constituée de souches en compétition avec le milieu est d'un certain degré auto-régulée, ce qui limite la production de boues. En outre, le bac séparateur est relié par une canalisation à un oxygénateur (compresseur ou turbine) . Le débit d'oxygène est calculé sur la base de 0,8 Kg d'02 (oxygène dissous) par Kg de DB05 (demande biologique d'oxygène en 5 jours ) contenu dans l'effluent. L'oxygénateur alimente un système d'oxygénation par micro-bullage membranaire en élastomère. Cette micro-diffusion permet un transfert d'02 optimum, protège des colmatages des diffuseurs et surtout permet de conserver l'effet séparatif du bac. Ainsi le principe de séparation physiques des fluides permet de garder la matière organique (matière en suspension ) à disposition des micro-organismes le temps nécessaire à leur dégradation, permet la création d'un biofloc, qui va également piéger les colloïdes. Les diffuseurs d'oxygène sont fixés sur le fond du bac par système sur filetage de 14 mm. La canalisation de sortie du bac sera percée dans sa partie supérieure non immergée (évent) afin de ne pas créer de phénomènes de surpression de pression dans le bac. L'air en surplus pouvant s'échapper vers une conduite de type cheminée. Dans ces conditions , la dégradation des matières organiques est réalisée par l'action des micro-organismes avec pour thème ultime C02-H20-N. Cette transformation a lieu en deux temps: 1) Dans un premier temps, la lyse des matières organiques à longue chaîne en lysats formés de protéines et d'amines facilement assimilables. 2) La deuxième étape , qui constitue l'activité biologique des microorganismes, est liée à la consommation du lysat restant à disposition dans le bac gracie à l'effet séparatif conservé et la présence d'un biofloc. La biomasse est adaptée au produit nutritif présent dans le substrat et plusieurs enzymes adaptatives (diastases) vont faire subir à ce substrat, une deuxième dégradation appelée réaction intracellulaire. Les molécules de protéines et d'amines, sont consommées par les micro-organismes à des fins de reproduction avec pour rejet final de l'eau, du gaz carbonique et de l'azote. Ces exemples de réalisation ne limitent en rien la présente invention. REVENDICATIONS 1 . Installation de séparation de fluides contenant des matières organiques diverses du type graisses, huiles, fécules, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un système de distribution de micro-organismes ou bactéries liquides ou lyophilisées, et d'un système d'oxygénation. 2 . Installation de séparation de fluides , selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit système de distribution est constitué d'une zone d'alimentation du type cuve reliée à ladite installation de séparation par une canalisation comprenant une entrée avec un système de vidange commandé électriquement et électroniquement à la quantité souhaitée pour ladite installation de séparation , ledit système de distribution étant automatique. 3 . Installation de séparation de fluides selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit système d'oxygénation est constitué d'une rampe dans laquelle circule l'oxygène, ladite rampe présentant des perforations par lesquelles s'échappe l'oxygène, ledit système d'oxygénation étant relié à une pompe, elle même reliée à une source d'oxygène située à l'extèrieur de ladite installation de séparation de fluides. 4 . Installation de séparation de fluides selon la revendication 3 caractérisée en ce que ladite rampe est située sur le fond de ladite installation de séparation de fluides. 5 . Installation de séparation de fluides selon la revendication 1 caractérisée en ce que le système d'oxygénation entraîne une microdiffusion de l'oxygène dans les fluides de ladite installation de séparation. 6 . Installation de la séparation de fluides selon la revendication 1 caractérisée en ce que le système d'oxygénation est constitué d'une membrane en élastomère avec perforations laser par lesquelles s'échappe l'oxygène dans les fluides de ladite installation de séparation. 7. installation de séparation des fluides selon la revendication 1 caractérisée en ce que lesdits micro-organismes sont sélectionnés et orientés vers la dégradation des graisses alimentaires , fécules et hydrocarbures, les dits micro-organismes sont saprophytes banaux 8 . installation de séparation des fluides selon la revendication 7 caractérisée en ce que lesdits micro-organismes sont toutes bactéries et tous champignons saprophytes banaux. 9. Procédé de séparation de fluides contenant des matières organiques diverses du type graisses, huiles, fécules, caractérisé en ce qu'il présente les étapes suivantes : distribution dans une installation de séparation de fluides contenant lesdits fluides de micro-organismes ou bactéries liquides ou lyophilisées, et oxygénation desdits fluides directement dans ladite installation.