Brevet FR2776651A1 — publié le 19991001

STATION DE TRAITEMENT DES EFFLUENTS NOTAMMENT VINICOLES La présente invention se rapporte plus particulièrement au traitement des rejets issus de l'activité vinicole et plus précisément des effluents vinicoles. Ces derniers sont des flux liquides portant des charges polluantes qui varient énormément d'une cave à une autre et en fonction des différentes opérations de vinification telles que vendange, pressurage, débourbage, fermentation, soutirages, filtration, décuvage ou collage. Les effluents vinicoles se caractérisent en termes de pollution par des matières en suspension, des matières oxydables, des matières phosphorées et des matières azotées. Les réglementations officielles sont de plus en plus draconiennes quant aux teneurs, relatives aux matières polluantes ci-dessus, des rejets dans le milieu naturel provenant de ces effluents vinicoles. Les installations connues mises en oeuvre pour l'épuration des effluents vinicoles ne sont pas véritablement adaptées à l'activité vinicole dont les particularités sont le caractère saisonnier, la pollution atteignant son pic pendant les vendanges, décuvages, soutirages et les périodes de filtration, et les grandes disparités en terme de volumes d'effluents à traiter. Par ailleurs, les coûts, rendements et en particulier la constance dans les résultats de telles installations, compte tenu notamment du caractère très variable quantitativement et qualitativement des effluents à traiter, ne sont pas pleinement satisfaisants. La présente invention vise précisément à pallier ces divers inconvénients en proposant une station de traitement d'effluents vinicoles, à la fois efficace, prenant en compte la grande labilité des effluents vinicoles et permettant un traitement en continu absorbant les pics de pollution. A cet effet, I'invention a pour objet une station de traitement des effluents notamment vinicoles, du type continu à chambre biologique aérée, caractérisée en ce que ladite chambre biologique comprend au moins un compartiment comportant un lit immergé dont le support bactérien est constitué par du lithothamne, en ce que ladite chambre biologique est alimentée en continu à partir d'une chambre à fonction d'homogénéisation et de tampon, elle-même alimentée en effluents à traiter, les chambres biologiques et d'homogénéisation-tampon étant munies d'un réseau immergé de diffusion de fines bulles d'air, la sortie de la chambre biologique étant reliée à des moyens de décantation. Suivant une autre caractéristique de la station selon l'invention, lesdits moyens de décantation sont constitués par une chambre de décantation finale dont la sortie est reliée à une station de filtration avant rejet, ladite chambre étant munie d'une pompe de relevage des boues à des fins de recyclage vers la chambre d'homogénéisation notamment à des fins d'oxygénation suffisante dans la chambre de décantation. Avantageusement, ladite station de filtration est constituée par une chambre d'affinage à écoulement gravitaire comprenant un filtre à gravier relié en aval à un filtre à lithothamne, les deux filtres étant pourvus de moyens d'aération. Suivant encore une autre caractéristique, le transfert entre la chambre d'homogénéisation-tampon et la chambre biologique est relié à l'aide d'une pompe volumétrique. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une station selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 est une vue en coupe verticale axiale d'un réacteur mettant en oeuvre le système de traitement des effluents vinicoles selon l'invention, et - Figure 2 est une vue en coupe schématique d'un système de filtres à gravier et lithothamne associé au réacteur de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté en 1 un réacteur constitué d'une cuve cylindrique, d'axe horizontal, divisé en trois compartiments intérieurs respectivement 2, 3 et 4 par des cloisons verticales respectivement 5 et 6, chaque compartiment étant muni d'au moins un trou d'homme d'accès 7. L'un des compartiments d'extrémité 2 définit une chambre dite d'homogénéisation munie d'une arrivée 8 d'effluents vinicoles à traiter, en partie supérieure du compartiment, les effluents tombant sur un déflecteur 9 brise-jet. Le compartiment central 3 définit une chambre biologique et l'autre compartiment d'extrémité 4 définit une chambre de décantation munie d'une sortie 10 vers un système de filtrage final (non représenté) avant rejet dans le milieu naturel. La chambre 2 est la plus importante en volume et très légèrement supérieure à la moitié du réacteur dans le mode de réalisation représenté. On a représenté en 1 1 le niveau moyen des effluents stockés dans la chambre 2, étant entendu que ce niveau peut varier dans de larges mesures. En partie inférieure de la chambre 2 est immergé un réseau de diffuseurs 12 de fines bulles d'air relié par une canalisation 13 à une soufflante extérieure 14 munie d'un filtre à air 15. La cloison 5 occupe toute la section interne du réacteur 1 et les transferts entre les chambres 2 et 3 s'effectuent à l'aide d'une pompe volumétrique auto-amorçante 1 6, externe ou interne. La pompe 16 refoule les effluents de la chambre 2 vers le bas de la chambre biologique 3, par une canalisation 17, en dessous d'un second réseau de diffuseurs 18 à fines bulles d'air également alimenté par la soufflante 14, par une canalisation 19. Le réseau de diffuseurs 18 est disposé sous un lit bactérien immergé constitué d'une grille perforée horizontale 20 en acier inoxydable sur laquelle est disposée un lit de lithothamne 21. En 22 est symbolisé le niveau moyen du liquide dans la chambre 3. La chambre 3 communique avec la chambre de décantation 4 par un système de tube déversoir 23. La chambre 4 à fond incliné en direction du centre est équipée d'une pompe 24 de relevage des boues, recyclées par une canalisation 25 en amont de la chambre 2. En 26 est schématisé un dispositif d'ajustage du pH du liquide dans la chambre 2. La sortie 10 du réacteur est de préférence reliée à un système de filtration à écoulement gravitaire du type illustré en figure 2 et comprenant un premier filtre 27 à gravier contenu dans un bac 28 muni d'un moyen d'aération suivi d'un second filtre 29 à lithothamne contenu dans un second bac 30 également muni de moyens d'aération. La sortie 31 du second filtre 29 rejette les eaux épurées dans le milieu naturel. Les bacs 28, 30 sont munis d'un couvercle pour l'entretien superficiel des filtres. Le fonctionnement de la station décrite ci-dessus est le suivant. Les effluents vinicoles à traiter sont envoyés directement dans la chambre 2 après passage dans un dispositif (non représenté) de filtration préliminaire destiné à retenir les matières solides et les éléments non digestibles. Le volume de la chambre 2 est calculé en fonction du débit de la chambre biologique 3 et de façon à répondre à une quantité d'effluents équivalent par exemple à cinq jours d'effluents en période de pointe de rejet de chais. Ceci, conjointement avec l'aération forcée et efficace procurée par le réseau de diffuseurs 12, assure une bonne homogénéisation grâce au temps de séjour suffisant des effluents. Le réseau de diffuseurs 12 demeure bien entendu en permanence immergé. Le transfert des effluents de la chambre 2 vers la chambre 3 s'opère par la pompe 16 qui permet, par un pilotage approprié, d'assurer une homogénéisation optimale dans la chambre 2, notamment du fait d'une bonne dilution de l'impact des pics de pollution dans un volume tampon, et une alimentation régulière du lit biologique 21. Le lithothamne constituant le lit 21 est un produit bien connu constitué d'une farine d'algues marines appelée Maërl utilisée depuis longtemps pour l'amendement des sols. A titre d'exemple, le lit de lithothamne 21 peut avoir une surface de 3m2, une épaisseur d'une trentaine de centimètres et un poids de 500 kg, pour une chambre biologique 3 d'un volume de l'ordre de 3500 litres. Le lit de lithothamne s'avère particulièrement efficace. Il a été constaté un excellent développement de la biomasse sur le lithothamne, huit jours après ensemencement à partir de boues de station d'épuration pour effluents vinicoles. Le développement de la biomasse s'est effectué de manière particulièrement uniforme. Les traitements d'effluents vinicoles conformément à l'invention, respectant un taux de séjour de trois jours dans la chambre biologique, ont permis d'atteindre un taux d'épuration de la chambre de l'ordre de 93 %. La recirculation des boues envoyées par la pompe 24 dans la chambre 2 a notamment pour intérêt de maintenir dans la chambre de décantation un taux d'oxygène dissous suffisant pour éviter l'anaérobie du milieu. La recirculation des boues évite également le problème de leur vidange trop fréquente. La pompe 24 est par exemple asservie par une minuterie afin de contrôler le débit de recirculation qui est de l'ordre de 30 % du débit d'entrée des effluents (8) dans la chambre 2. La prévision du système d'affinage de la figure 2 par filtre à gravier et lithothamne permet de mieux maîtriser l'efficacité de la station de traitement et garantit la reproductibilité de cette efficacité en dépit du caractère très labile des effluents. Il est à noter qu'en variante la chambre d'homogénéisation-tampon 2 pourrait être séparée physiquement de la chambre biologique 3. Par ailleurs, la station est simple dans sa conception, sa mise en oeuvre et son fonctionnement, elle est relativement économique et s'adapte aisément aux diverses tailles des exploitations vinicoles. Enfin, I'invention n'est évidemment pas limitée au mode de mise en oeuvre représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les i15 variantes, notamment en ce qui concerne les modalités de réalisation du lit immergé de lithothamne 21. C'est ainsi que la chambre biologique 3 pourrait comporter deux compartiments disposés en série et pourvus chacun d'un lit de lithothamne et d'un réseau de diffuseurs. La station de traitement selon l'invention peut également être utilisée pour des effluents non vinicoles, par exemple des effluents domestiques. REVENDICATIONS 1. Station de traitement des effluents notamment vinicoles, du type continu à chambre biologique aérée (3), caractérisée en ce que ladite chambre biologique comprend au moins un compartiment comportant un lit immergé (21) dont le support bactérien est constitué par du lithothamne, en ce que ladite chambre biologique (3) est alimentée en continu à partir d'une chambre (2) à fonction d'homogénéisation et de tampon, elle- même alimentée en effluents à traiter, les chambres biologiques (3) et d'homogénéisation-tampon (2) étant munies d'un réseau immergé (12, 18) de diffusion de fines bulles d'air, la sortie de la chambre biologique (3) étant reliée à des moyens de décantation (4). 2. Station suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de décantation sont constitués par une chambre de décantation finale (4) dont la sortie est reliée à une station de filtration avant rejet, ladite chambre (4) étant munie d'une pompe (24) de relevage des boues à des fins de recyclage vers la chambre d'homogénéisation (2) notamment à des fins d'oxygénation suffisante dans la chambre de décantation (4). 3. Station suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite station de filtration est constituée par une chambre d'affinage à écoulement gravitaire comprenant un filtre à gravier (26) relié en aval à un filtre à lithothamne (28), les deux filtres étant pourvus de moyens d'aération. 4. Station suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le transfert entre la chambre d'homogénéisation-tampon (2) et la chambre biologique (3) est réalisé à l'aide d'une pompe volumétrique (16). 5. Station suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les dimensions des chambres (2, 3, 4) et le débit de circulation des milieux entre les chambres sont déterminés en sorte d'avoir un temps de séjour du milieu dans la chambre biologique (3) de trois jours et une capacité pour la chambre d'homogénéisation-tampon de stockage d'un volume équivalent à cinq jours d'effluents en période de pointe de rejets. 6. Station suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la chambre biologique (3) comporte deux compartiments disposés en série et pourvus chacun d'un lit de lithothamne et d'un réseau de diffuseurs. 7. Station suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les chambres d'homogénéisation-tampon (2), biologique (3) et de décantation (4) sont regroupées dans un réacteur (1) formé d'une cuve allongée, horizontale, compartimentée.