Brevet FR2793786A1 — publié le 20001124

La présente invention concerne des structures actives d'épuration, en particulier pour le garnissage de fosses septiques et autres séparateurs individuels ou semi-collectifs. Plus particulièrement les matériaux et formes induites, préférentiellement immergées, améliorent l'élimination physique et/ou biologique des particules jusqu'à la dimension colloïdale et de façon concomitante, des pollutions associées, dissoutes ou non, naturellement ou non, carbonée et microbiennes notamment. Les moyens actuels décrits dans de très nombreux brevets et dans la littérature spécialisée dédiée à l'assainissement autonome, n'apportent pas la solution efficace sur l'ensemble des critères d'élimination de pollutions, en particulier les matières en suspension, c'est à dire compacte et avec la souplesse nécessaire à une exploitation simplifiée. Ouvrages de prétraitement de plus en plus multifonctions, la fosse septique moderne, n'apporte pas les performances suffisantes pour une restitution d'effluent de qualité nécessaire au maintien à long terme, dans des conditions minimum de maintenance, des performances des filtres biologiques et autres épandages dans les sols. La présente invention a donc pour objet principal de remédier à ces inconvénients, en proposant d'une part des structures actives hydrauliques, physiques et biologiques et d'autre part de nouvelles formes de réacteur, plus performants et plus compacts. A cet effet la présente 'invention concerne le choix de matériaux et structures préexistants ou non, avec les modes principaux de réalisation suivants : - Structure brise jet et de régulation et de distribution de liquide, réglable en émersion ou immersion, à partir d'une ouverture, associée ou non à une culture fixée biologique sur support, - Structure support biologique immergée, fixe ou mobile, flottante ou non, comportant un plateau support et une grille ou autre dispositif de raclage et les différents modules de fixation biologique, tels que des tubes à fentes pour faciliter un accrochage modéré en anaérobiose ou anoxie, plaques à fentes et autres géogrilles bi ou tri dimensionnelles, plusieurs structures pouvant être intégrées dans un même réacteur. - Membranes immergées, de forme quelconque, en positions variées, de préférence, amovible, fibreuse et favorable à la croissance d'un gazon biologique formant séparateur colloïdal et par biosorption préférentiellement avec possibilité d'additifs pour faciliter le piégeage. - Structure pré filtre-hydraul 1 que, multifonctions, compact, un volume, et pouvant être positionné notamment par un trou d'homme, combinant une barrière filtrante double grille à curage mécanique manuel ou cartouche fibreuse amovible, et avec un dispositif double hydraulique, clapet de chasse à ballast alimenté par trop plein et tube balance à deux positions de vidange ou dispositif équivalent. A partir de matériaux industrialisés, il devient possible de réaliser au moyen d'opérations simples, l'ensemble des structures et compartiments réacteurs, particulièrement adaptés à la séparation de phases et à la distribution modulée de liquides débarrassés de particules colmatantes et autres polluants De préférence ces matériaux structures actives sont utilisables, dans les ouvrages de prétraitement, fosses et bassins, pour l'élimination des matières en suspension, avec contammants associés, une meilleure gestion des boues, mais également dans les noeuds hydrauliques de recyclage et d'alimentation de réacteur, dans les bassins d'anoxie et autre lagune de dénitrifil cation. Des modèles principaux d'exécution sont décrits et illustrés ci-après à titre d'exemple : - La figure 1 est une vue en coupe des structures actives, illustrant le positionnement dans un réacteur compartimenté, fosse septique, - La figure 2 rassemble les variantes, formes de réacteurs, avec des géométries particulières. De préférence le dispositif général innovant ( figure 1 ), permettant la meilleure utilisation des matériaux structures actives destinés à l'épuration de liquides est équipé , d'une structure d'alimentation (1) faisant office de brise jet (2), immergé ou non, et d'une structure support biologique (3) immergée positionnée par grille (4) mobile facilitant le raclage d'un gazon biologique en excès, lequel support pouvant être constitué de géogrilles (5) bi ou tri dimensionnelles, ou de tubes (6) ou plaques à fentes, dont le nombre et la position sont choisis pour des conditions d'anaérobioses ou d'anoxie, ces deux structures étant dans cette fonne particulière d'utilisation, flottantes et accessibles par une ouverture (7). Une autre structure membranaire (8), de préférence cartouche fibreuse, définissant deux compartiments, amovible et en position centrale immergée, facilite l'accumulation des boues (9) et l'arrêt des particules fines et pollutions associées par filtration biologique, le second compartiment de finition (10) ayant également une fonction de piégeage des particules non piégées par les filtres ou néoformées. Une autre structure composite (D), compacte, amovible (11) combine un préfiltre de finition (12) avec cartouche fibreuse amovible, avec dispositif de raclage ou rétrolavage (13) ou double grilles à mouvements croisés et un dispositif hydraulique de chasse et distribution (14) associant un clapet lesté (15) à ouverture permanente ou par séquences, par ballast (l 6) alimenté par trop plein (17) avec une balance de distribution deux positions (18) ou plus. Cet ensemble de structures, à fonctions complémentaires, permet ainsi d'optimiser le fonctionnement d'une fosse septique, notamment, pour les fonctions stockage, séparation, épuration et désinfection partielle. Dans une autre réalisation particulière (figure 2 ), la fosse septique (E) est séparée dans le sens longitudinal, le premier compartiment recevant ou non le brise jet (19) et les cultures fixées flottantes (20), libres (21), ainsi que les équipements d'extraction ménagée des boues, par exemple hydrostatiques (22), liés avec le compartiment d'accumulation, l'effluent filtré, après transit dans le second compartiment, étant évacué par une sortie (23) protégée contre les entraînements secondaires de particules. Dans une autre réalisation particulière (F), l'étage membranaire (24), constituent une poche amovible, le compartiment liquide clarifié (25), pouvant être interne ou externe. Dans une autre réalisation, plusieurs membranes à fonctions spécifiques séparatives, de préférence amovibles, sont associées dans une ou plusieurs cuves. Dans une autre réalisation particulière (G), le compartiment à boues est un chenal (26), avec compartiments superposés (27) ou non (28), formes facilitant les contacts effluent/cultures fixées (29), fautocurage de la membrane cloison (30), l'évolution de la forme de la fosse, plus plate. Dans une réalisation particulière, le chenal est un tube, avec un module dynamique d'extraction du liquide filtré.. Dans une réalisation particulière, la membrane horizontale est constituée de trappes facilitant les échanges en une réserve de boues et un compartiment actif, par exemple de dénitrification. Le principe général de fonctionnement peut être décrit à partir de l'observation du devenir d'une alimentation d'une fosse septique à l'équilibre biologique. l'effluent arrivant sous forme de jet est redistribué progressivement sur les cultures fixées suspendues. Une à deux fois par an, par exemple, le mouvement de la grille de positionnement de tubes évacue l'excès de boues fixées. L'effluent chargé de particules traverse la membrane biologiquement active, les phénomènes de coalescence et de biosorption, dopés ou non, facilitant leur piégeage. Les boues accumulées dans un volume maximum et à un âge élevé favorisant la minéralisation, sont par exemple évacuées par pompage. Un préfiltre comprenant une cartouche fibreuse amovibles arrête les particules résiduelles, protégeant ainsi un clapet chasse dont l'ouverture est déclenchée par basculement sous l'effet d'un ballast alimenté par trop plein. A chaque repos, la balance d'évacuation change de direction de vidange. Pour les variantes les fonctions générales, utilisées pour tout ou partie, restent les mêmes, la version poche à boues étant signalée pour son intérêt dans la conception des futures fosses septiques plates et compactes et pour les noeuds hydrauliques recyclage/alimentation pour le piégeage des matières en suspension, entre un bassins boues activé par exemple et un filtre tertiaire non saturé ou bassin d'anoxie REVENDICATIONS 1. Dispositif d'épuration, caractérisé par l'usage combiné de structures actives, à fonctions hydrauliques et séparatives, définissant des réacteurs de formes et compositions variés, favorables principalement, à la distribution pilotée des fluides, à l'introduction de substrats actifs, à l'optimisation de l'élimination des particules et pollutions associées, telles que notamment les matières organiques, l'azote et des organismes pathogènes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par la présence d'un brise jet amovible, flottant ou non, et facilitant la distribution du liquide. 3. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un support de fixation biologique, associé ou non au brise jet, préférentiellement vertical, mobile dans une grille de curage préférentiellement manuelle, les supports étant des tubes ou plaques préférentiellement à fentes régulant la quantité de biomasse, ou des géogrilles à surface spécifique contrôlée, 4. Dispositif selon les revendications précédantes, caractérisé par l'usage de ce type de cultures fixées suspendues et à curage contrôlé pour les bassins d'anoxie de dénitrification, les boues décrochées, à forte demande d'oxygène, étant partiellement stockées dans un compartiment ouvert, 5. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé par la présence d'une ou plusieurs membranes séparatives, à colonisation contrôlée, pour le piégeage des fines particules et autres pollutions associées, par coalescence biologique, biosorption, ou autre fixation, en inunersion pour maintenir une perméabilité minimum. 6. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé par la présence de membranes, définissant des compartiments à boues et à cultures fixées, d'un volume utile de stockage des boues amélioré, avec une meilleure minéralisation et filtration dans la forme chenal, 7. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé par la présence d'un préfiltre-hydraulique compact combinant dans un même espace, l'arrêt de particules vers un compartiment d'accumulation, à un système hydraulique de chasse et/ou de répartition/ 8. Dispositif selon les revendication précédentes, caractérisé par l'utilisation des membranes biologiques ou semi-perméables immergées et amovibles en noeuds hydrauliques, pour recyclage et alimentation vers des réacteurs, après extraction des particules plus ou moins contaminées ou polluantes, avec présence ou non d'une fonction lavage.