Brevet FR2779712A1 — publié le 19991217

La présente invention concerne un procédé de traitement biologique en continu d'effluents liquides, par passage au-travers d'un filtre renfermant des bactéries. Elle concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce procédé et cette installation sont particulièrement destinés, mais non exclusivement, au traitement des eaux résiduaires provenant du lavage de châssis, de moteurs et de carrosseries de véhicules automobiles. La présente invention a pour principal objectif de fournir un procédé et une installation performants sur le plan de la qualité des effluents traités rejetés, respectueux de l'environnement et peu consommateurs d'énergie. Ces objectifs sont atteints conformément à l'invention. Le procédé qu'elle concerne est un procédé de traitement biologique en continu d'effluents liquides par passage au-travers d'un filtre renfermant des bactéries. Il se caractérise essentiellement par le fait qu'il consiste à: - prélever en continu lesdits effluents dans un réservoir de stockage; - les faire traverser ledit filtre; - à la sortie du filtre, recycler une partie des effluents traités dans ledit réservoir de stockage et évacuer le reste, par exemple dans une canalisation; - seulement quand un niveau bas prédéterminé d'effluents dans le réservoir est atteint, recycler la totalité des effluents traités dans ledit réservoir. La "recirculation" totale ou partielle des effluents dans le réservoir permet d'en homogénéiser le contenu, d'assurer une aération continue de l'effluent à traiter et de compenser l'acidification par effet tampon de l'effluent traité par son passage répétitif à travers le filtre. De plus, la "recirculation' totale des effluents dans le réservoir quand le niveau de celui-ci est bas permet de maintenir le fonctionnement continu de l'installation, jusqu'à ce que de nouveaux effluents viennent à être admis dans le réservoir. Par ailleurs, selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives: - lesdites bactéries sont des bactéries aérobies fixées sur un support; - lesdites bactéries sont choisies dans le groupe constitué par les Bacilles Gram+, les Bacilles Gram-, les Coques Gram+, les Bacillus et Lactobacillus, les Pseumodonas, les Acinobacter, les Vibrio, les Aéromonas et les mélanges de celles-ci; - ledit support est choisi dans le groupe constitué par les carbonates de calcium poreux enrichis en oligo-éléments, les silicates d'alumine hydratés renfermant des métaux alcalins et alcalino-terreux et les silicates d'alumine potassique anamorphosés; - de temps à autre, par exemple toutes les vingt-quatre heures, on inverse le sens de circulation des effluents dans le filtre en vue de son nettoyage. Comme précisé plus haut, l'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cette installation se caractérise essentiellement par le fait qu'elle comporte: - un réservoir de stockage des effluents à traiter; - un filtre de traitement desdits effluents; - des moyens pour détecter un niveau bas prédéterminé d'effluents dans le réservoir et recycler la totalité des effluents traités dans le réservoir de stockage. Selon d'autres caractéristiques préférées mais non limitatives de cette installation: - lesdits moyens de détection consistent en des détecteurs à bille de mercure; - elle comporte des moyens de détection d'un niveau bas de sécurité à l'intérieur du réservoir, lesquels déclenchent des moyens d'information visuels et/ou sonores; - elle comporte des moyens de détection d'un niveau de trop plein à l'intérieur du réservoir, lesquels déclenchent des moyens d'information visuels et/ou sonores; - elle comporte des moyens de détection du bouchage des tuyauteries. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation préféré. Cette description sera faite en référence à la figure 1 annexée qui est un schéma de principe de la structure et du fonctionnement de l'installation de traitement. L'installation représentée sur la figure 1 annexée est par exemple destinée en traitement d'eaux usées provenant du lavage des véhicules, d'eaux chargées en hydrocarbures ou d'autres effluents industriels. Cette installation comprend un réservoir de stockage 1 des effluents à traiter. Ses dimensions sont suffisantes pour accueillir un volume important d'effluents. Ce réservoir reçoit les effluents par une conduite 7 laquelle est reliée par exemple à un collecteur de boues et à un séparateur à huile et à essence non représentés. A l'aide de ces équipements de traitement disposés en amont du réservoir, on débarrasse les effluents d'une partie des polluants qu'ils renferment. Par ailleurs, le réservoir est équipé de moyens 5 de détection de niveau haut et de moyens 6 de détection de niveau bas. Il s'agit par exemple de capteurs du type à bille de mercure. Les moyens 5 comprennent un détecteur 51 au-dessus duquel est prévu un détecteur de niveau de trop plein 50 relié à des moyens d'information visuels et/ou sonores. D'une manière similaire les moyens 6 comprennent un capteur 60 pour détecter un niveau bas prédéterminé d'effluents dans le réservoir, et un capteur de niveau bas de sécurité disposé légèrement en-dessous du précédent. Le capteur 61 est relié à des moyens d'information visuels et/ou sonores. On expliquera plus loin dans la description l'intérêt de tels capteurs. L'installation comprend également une unité de filtration 2. Celle ci a l'aspect d'un caisson étanche qui renferme un filtre 20 biologique à bactéries aérobies. Il s'agit de préférence de bactéries fixées sur un support. Parmi les types de supports possibles on peut citer les carbonates de calcium poreux enrichis en oligo- éléments, les silicates d'alumines hydratés renfermant des métaux alcalins et alcalino- terreux et les silicates d'alumines potassiques anamorphosés. Les bactéries utilisables dans le procédé et l'installation sont, selon l'invention, par exemple choisies parmi les bactéries suivantes: les Bacilles Gram+, les Bacilles Gram-, les Coques Gram+, les Bacillus et Lactobacillus, les Pseumodonas, les Acinobacter, les Vibrio, les Aéromonas et les mélanges de celles-ci. Dans un mode de réalisation préféré, le filtre contient des bactéries selon la répartition suivante (pourcentages en poids): - 50 % de Bacilles Gram+; - 36 % de Bacilles Gram-; - 7 % de Coques Gram+; - 8 % d'un mélange de Bacillus, Lactobacillus, Pseumodonas, Acinobac- ter, Vibrio et Aéromonas. A la partie inférieure de l'unité de filtration est prévue une conduite 4 d'amenée d'air en partie basse du filtre. Cet air est bien entendu destiné à rendre les bactéries pleinement opératoires. Une vanne V3 à fonctionnement manuel est également prévue en partie basse de l'unité 2, en vue de sa vidange éventuelle. Dans le réservoir 1 plonge une canalisation 30 dont l'extrémité inférieure est pourvue d'une crépine 10. Sur cette canalisation est prévue une pompe électrique P à un seul sens de fonctionnement. A la canalisation 30 se raccorde une autre canalisation 31 dont la seconde extrémité débouche à l'intérieur du filtre 20 de l'unité 2, en partie inférieure de celle-ci. De sa première à sa seconde extrémité, ladite canalisation comporte une électro-vanne EV1, une vanne V1 à fonctionnement manuel ainsi qu'un clapet anti- retour C4. Une canalisation 35 est prévue à l'extrémité supérieure du filtre 20 et sa seconde extrémité débouche au niveau du réseau de distribution d'eaux, par exemple via un égout T. Sur cette canalisation sont prévues une électro-vanne EV3 ainsi qu'une vanne V2 à fonctionnement manuel et un manomètre. Une canalisation 32 relie les canalisations 31 et 35 entre l'entrée et la sortie de l'unité 2 cette canalisation est équipée de deux électro- vannes V4 et V5, ainsi que de deux clapets anti-retour C2 et C3. Entre ces deux clapets est prévue une canalisation 33 dont la seconde extrémité se raccorde à une dernière canalisation 36 raccordée au sommet de l'unité 2 et dont l'extrémité libre débouche au-dessus du réservoir 1. Sur la canalisation 36 sont prévues une électro-vanne EV6 et un clapet anti-retour C1. Nous allons maintenant décrire le fonctionnement de l'installation et du procédé selon l'invention. Dans un premier temps, nous allons supposer que le niveau d'effluents E à traiter à l'intérieur du réservoir 1 se situe entre les capteurs 51 et 60. Dans un tel cas des moyens automatiques de gestion de l'installation (non représentés), par exemple à microprocesseur, déclenchent le fonctionnement de la pompe P de manière à aspirer des effluents dans la canalisation dans le sens de la flèche f. Ces effluents traversent alors la canalisation 31 et sont admis avec une légère surpression à l'intérieur de l'unité de filtration 2. A l'intérieur de ce dernier s'opère une dégradation biologique des matières organiques contenues dans les effluents par les micro-organismes présents dans le filtre. Il s'opère également une filtration mécanique des matières en suspension, ainsi qu'un blocage des métaux lourds par échange ionique. A la sortie de l'unité 2, une partie des effluents s'écoule dans la canalisa- tion 35 (flèche g) pour être rejetée dans l'égout T. Une autre partie de ces effluents est dirigée dans la canalisation 33 via la canalisation 32 (flèche h). Les effluents ainsi véhiculés sont rejetés à l'intérieur du réservoir de stockage. De cette manière, on recycle une partie des effluents traités, tandis qu'on évacue le reste directement dans le réseau de distribution d'eau. En procédant de cette manière les effluents se trouvent recyclés un certain nombre de fois dans le filtre, de sorte que leur épuration biologique est assurée convena- blement. Lorsque le niveau d'effluents dans le réservoir 1 atteint le niveau du capteur 60, le système de commande de l'installation coupe l'électro-vanne EV3 disposée sur la canalisation 35, de sorte que c'est l'ensemble des effluents sortant de l'unité 2 qui rejoint le réservoir, via la canalisation 33. Il faut alors attendre que le niveau d'effluents dans le réservoir 1 atteigne celui du capteur 51, par arrivée de nouveaux effluents à traiter par la canalisation 7, pour que la canalisation 35 s'ouvre à nouveau. Si, pour une raison d'une trop grande arrivée d'effluents à traiter dans le réservoir 1, le niveau du capteur 50 est atteint, les moyens d'information visuels et/ou sonores qui y sont reliés avertissent un opérateur du danger de débordement. D'une manière similaire, le capteur 61 de détection du niveau bas de sécurité informe, via des moyens d'information visuels et/ou sonores que le niveau d'effluents à l'intérieur du réservoir est désormais trop bas pour qu'il s'opère un fonctionnement normal de l'installation. Pour un bon fonctionnement de cette installation, il est nécessaire de procéder régulièrement au rinçage du filtre biologique 20. Ce rinçage permet d'enlever les matières en suspension retenues dans ce filtre ainsi qu'une partie de la masse bactérienne qui s'y développe. A défaut de rinçage, on arriverait au colmatage progressif du filtre, provoquant une augmentation des pertes de charge et ralentissant le débit de traitement. Cette opération est effectuée par la circulation en contre-courant des effluents au travers du filtre 20. On parle alors de "rétronettoyage". Cette circulation a été représentée par les flèches f ' à la figure 1. Durant ce processus, les effluents traversent les canalisations 30 et 34 jusqu'au filtre puis les canalisations 32, 33 et 36 à la sortie de celui-ci. L'automate de gestion du fonctionnement de l'installation provoque par exemple cette recirculation une fois toutes les 24 heures. De manière avantageuse, l'installation peut être équipée de moyens de détection du bouchage des canalisations. Il peut s'agir de détecteurs de type thermique, aptes à détecter une surchauffe anormale du moteur de la pompe P. Il peut également s'agir de moyens aptes à détecter l'absence de circulation de liquide dans les canalisa- tions. Ces détecteurs sont reliés bien entendu à une alarme sonore ou visuelle. Une telle installation est opérationnelle 24 heures par jour et 365 jours par an. A titre indicatif son débit de rejet maximal est de l'ordre de 2,4 m3 par jour. La qualité des effluents traités est conforme aux dispositions en vigueur en la matière, à savoir: - 5 à 10 mg/l d'hydrocarbures, pour le rejet des eaux dans une canalisation publique raccordée à une station d'épuration; 10 mg/l d'hydrocarbures, lorsque les eaux usées sont évacuées en surface et pour tout rejet supérieur à 100 mg par jour. Les installation et procédé conformes à la présente invention mettent en oeuvre un concept d'épuration moderne et d'inspiration naturel garant d'un haut rendement épuratoire. Ils présentent une grande autonomie et une haute fiabilité de fonctionnement. Ils ne provoquent aucun déplacement de la pollution à traiter et aucune production de déchets ou de boues liée au fonctionnement de l'installation. Les frais de fonctionnement et d'entretien sont bas. De plus, les charges de maintenance et de surveillance sont très réduites. Les types de bactéries utilisables peuvent être modifiées en fonction du type d'effluent à traiter. Par ailleurs, le taux d'abattement spécifique de la pollution organique est très élevé. Les matières organiques utilisées sont insensibles au produit de nettoyage habituel et l'installation ne fait appel à aucun réactif chimique. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement biologique en continu d'effluents liquides (E) par passage au-travers d'un filtre (20) renfermant des bactéries, caractérisé par le fait qu'il consiste à: - prélever en continu lesdits effluents (E) dans un réservoir de stockage (1); - les faire traverser ledit filtre (20) - à la sortie du filtre (20), recycler une partie des effluents traités (E) dans ledit réservoir de stockage (1) et évacuer le reste, par exemple dans une canalisation; seulement quand un niveau bas prédéterminé d'effluents (E) dans le réservoir (1) est atteint, recycler la totalité des effluents traités (E) dans ledit réservoir (1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites bactéries sont des bactéries aérobies fixées sur un support. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites bactéries sont choisies dans le groupe constitué par les Bacilles Gram+, les Bacilles Gram-, les Coques Gram+, les Bacillus et Lactobacillus, les Pseumodonas, les Acinobac- ter, les Vibrio, les Aéromonas et les mélanges de celles-ci. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que ledit support est choisi dans le groupe constitué par les carbonates de calcium poreux enrichi en oligo-éléments, les silicates d'alumine hydratés renfermant des métaux alcalins et alcalino-terreux et les silicates d'alumine potassique anamorphosés. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, de temps à autre, on inverse le sens de circulation des effluents dans le filtre en vue de son nettoyage. 6. Installation pour la mise en oeuvre du procédé de traitement biologique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte: - un réservoir de stockage (1) des effluents à traiter (E); - un filtre (2) de traitement desdits effluents; - des moyens (60) pour détecter un niveau bas prédéterminé d'effluents dans le réservoir et recycler la totalité des effluents traités dans le réservoir de stockage. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée par le fait que lesdits moyens de détection consistent en des détecteurs à bille de mercure. 8. Installation selon la revendication 6 ou 7, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de détection (61) d'un niveau bas de sécurité à l'intérieur du réservoir (1), lesquels déclenchent des moyens d'information visuels et/ou sonores. 9. Installation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de détection (50) d'un niveau de trop plein à l'intérieur du réservoir (1), lesquels déclenchent des moyens d'information visuels et/ou sonores. 1 O. Installation selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait qu'elle comporte des moyens de détection du bouchage des canalisations.