Brevet FR2756555A1 — publié le 19980605

La présente invention concerne un dispositif d'épuration biologique des eaux usées domestiques à bord des bateaux à la fois pour le domaine fluvial et maritime. Ce système monté sur un plateau châssis ( appelé skid) et embarqué à bord des bateaux, permet de récupérer et traiter les eaux usées domestiques (toilettes, cuisines,douches) avant rejet au milieu aquatique. Ce type d'installation pourra s'appliquer de manière non limitative à tout système d'assainissement autonome individuel (Villa, Camping-car, camping, hôtels, etc. ). Les systèmes traditionnellement employés à bord des navires sont parfois des solutions de stockage type "fosse d'aisance" pour pompage et envoi dans des installations à terre de traitement des eaux usées. Le système proposé est capable de traiter les rejets, directement à bord du bateau ou de toute installation où il pourrait être implanté. La présente invention répond à deux problèmes rencontrés fréquemment dans ce type d'installations: - La capacité à traiter de fortes charges organiques dans des dimensions réduites et en un temps relativement cours. - la capacité à maintenir un traitement continu malgré une alimentation discontinue du système ( débit non constant ). - La capacité à réduire et stocker la production de boues et de résidus issu de la dégradation biologique des éléments organiques présent dans l'eau. En ce qui concerne les applications en assainissement autonome individuel le dispositif apporte des solutions aux probièmes suivants: - redémarrage de l'installation de traitement après absence ou baisse d'alimentation. - évacuation par drainage des eaux épurées. - gestion des boues produites. La figure 1 représente en coupe le dispositif de l'invention. La figure 2 représente le dispositif vu de 3/4. La centrale autonome d'épuration des eaux usées est capable de traiter par voie biologique les effluents chargés en matières organique, de dégrader la pollution grâce à des bactéries libres se développant à partir d'un milieu fixé et formant un floc facilement décantable, puis de rejeter une eau clarifiée au milieu naturel. Ce système comporte: - Un plateau châssis (1) pour fixer les équipements. - Une cuve (2) ayant la fonction de broyeur, équipée d'un agitateur à hélices (3), d'une grille filtrante à maille de 5 mm (4), d'un tamis de broyage triangulaire (5) dont chacune des faces possède une maille de taille différente (15-10-5 mm). C'est dans cette cuve, grâce au tamis filtrant, que sont retenus et broyés les déchets les plus grossiers (déjections humaines, épluchures) avec une finesse suffisante (taille 5 mm) pour éviter d'engorger le clarificateur. Cette cuve est équipée d'un couvercle et d'une mise à l'air par évent (6) pour l'évacuation des odeurs liées aux matières fermentescibles. - Un clarificateur lamellaire (7) à plaques verticales (sept plaques au total ) permettant de guider le passage de l'eau favorisant un meilleur contact eau / bactéries. - Une poche à bactéries (8) non pathogènes renfermant un milieu de culture biologique. - Une zone de récupération des boues décantées répartie en deux compartiments (9) et (9') équipés chacun d'une pompe de recirculation (10)-(10') et de deux électrovannes par pompes, respectivement (1 1)-(12) et (13)-(14). Le clarificateur (7) est équipé d'un couvercle et deux évents (15) et (16) pour la circulation de l'air dans la cuve. La pompe de recirculation (10) permet le transfert des boues organiques les plus grossières, décantées dans le compartiment (9), vers la cuve de broyage afin de réalimenter le système en tête, en éléments organiques, en bactéries et milieu nutritionnel, mais également pour extraire les boues vers la cuve de stockage. La pompe de circulation (10') sert à pomper les boues du compartiment (9') pour les réinjecter, d'une part directement dans le clarificateur et réaliser ainsi une séparation et une minéralisation plus fine des résidus du traitement, d'autre part dans la cuve de stockage des boues. Les électrovannes (12 et 13) assurent la recirculation dans les cuves (2) et (7), tandis que les électrovannes (11 et 14) permettent 1' extraction vers la cuve à boues. - Une cuve de stockage des boues (17) assure la déshydratation des boues grâce à un système de chauffage par thermo-plongeur (18) et (18'). Cette cuve est équipée de deux flotteurs de niveau (19) et (19') et d'un évent de mise à l'air (20) pour l'évaporation de la vapeur d'eau. - Une batterie (21) 12 volts est raccordée à l'alternateur du moteur. - Un redresseur de tension (22)220V -12 V= pour branchement sur des installations à quai (ou autres) alimentées en 220 V. - Une unité de contrôle-commande (23) de l'installation, sert à piloter automatiquement le fonctionnement de l'agitateur, des pompes et des électrovannes. Cet équipement à base de microprocesseur (23) a pour but de coordonner l'installation de traitement, selon le fonctionnement des pompes (24) d'évacuation des eaux usées en amont (toilettes, douches...). Dès lors que l'utilisateur actionne l'une quelconque des pompes amont (24),1'unité de contrôle-commande (23) déclenche le cycle de fonctionnement de la centrale d'épuration. Simultanément à la mise en route de l'une des pompes (24),1'agitateur commence un cycle d'au moins 32 minutes. L'unité (23) est capable par analyse du temps de fonctionnement de l'une des pompes (24) de déclencher ou non la mise en service de l'agitateur, afin de ne pas démarrer inutilement l'installation pendant 32 minutes. Les matières les plus grossières subissent un broyage par filtration et projection contre le tamis triangulaire (5) placé à l'intérieur de la cuve (2). L'eau s'écoule par surverse dans le clarificateur entraînant les particules ayantatteint la taille de 5 mm. Tant que ces particules sont supérieures à cette taille, elles restent piégées dans la cuve de broyage grâce à la grille (4). A ce niveau de l'installation, la cuve (2) est équipée d'un by-pass en cas de dysfonctionnement de l'installation. L' implantation du by-pass étant située sur le dessus de la cuve, les déchets les plus grossiers et décantables restent piegés dans la cuve de broyage (2) même en cas d'évacuation par le trop plein. Au niveau du clarificateur (7), I'effluent traverse le support contenant la poche biologique (8) et se charge en bactéries. La circulation de l'eau est guidée par les plaques du clarificateur, facilitant la décantation des flocs ainsi formés. Au niveau des compartiments à boues (9) et (9'), chacune des pompes (10) et (10') assure alternativement au cours des 32 minutes la recirculation, d'une part vers la cuve de broyage, d'autre part en tête du clarificateur. En fonction de la quantité de boues produites, les cycles d'extraction des boues formées dans le clarificateur, se déclenchent à intervalles réguliers. La quantité d'évaporation et l'information donnée par les flotteurs de niveau de la cuve (17) commande alternativement l'ouverture des électrovannes (11) et (14) et des pompes (10) et (10') pour le transfert des boues vers la cuve (17). Au niveau de la cuve à boues un thermo-plongeur (18) assure un chauffage et une évaporation continu du liquide sur 22 heures tout en conservant une faible consommation électrique. Un deuxième thermo-plongeur (18') vient compléter l'action du premier et se déclenche lorsque le moteur du bateau est en marche. Afin d'éviter le trop plein cette cuve est équipée de deux flotteurs de niveau haut et bas (19) et (19'), commandant les pompes d'extraction (10) et (10'). Selon une variante non illustrée, le système peut-être complété d'appareils de contrôle et mesure du rejet sur différents paramètres (pH, Température, enregistrement) et d'une cuvette de rétention tenant lieu de châssis, d'un volume non inférieur au volume du décanteur. A titre d'exemple non limitatif, la centrale aura des dimensions de l'ordre de 80 cm pour la longueur, de 60 cm pour la largeur, de 80 cm pour la hauteur. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour traiter les rejets domestiques, en particulier les rejets à bord des navires, caractérisé en ce qu'il comporte un plateau châssis (1), une cuve de broyage (2), un clarificateur lamellaire (7), une cuve à boues (17), une batterie (20), un redresseur de tension (21), un automate de gestion du système (22). 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cuve de broyage est équipée d'un agitateur (3), d'une grille filtrante (4) et d'un tamis de broyage (5). 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le clarificateur est équipé de sept plaques verticales et d'une poche biologique (8) contenant des bactéries. 4 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la cuve de stockage des boues (17) est équipé de deux thermo-plongeurs (18) et (18') permettant la déshydratation in situ de ces boues et deux flotteurs de niveau (19) et (19'). 5 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il possède deux électropompes et quatre électrovannes, l'ensemble assurant la recirculation et l'extraction du liquide. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce 1 qu' il possède une unité de contrôle-commande à base de microprocesseur ( automate programmable industriel ou carte électronique ). 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ensemble est monté sur un plateau châssis, constituant ainsi un ensemble (appelé skid) facilement interchangeable. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le système est muni de sa batterie d'alimentation pour un fonctionnement autonome et d'un redresseur de tension.