Brevet FR2826952A3 — publié le 20030110

FR 2826952 A3 20030110 FR 0208484 A 20020705 Cuve d'épuration d'eau La présente invention a pour objet une cuve d'épuration d'eau ou cuve de traitement d'eau (usée). De petites cuves de traitement d'eau ou d'épuration avec un volume de 1 à 50 m3 sont de plus en plus utilisées pour épurer les rejets d'eau de maisons situées dans des zones n'appartenant pas aux zones légales prévues pour l'habitat ou de quartiers déterminés trop éloignés de la station centrale d'épuration. En effet, l'utilisation de micro-stations d'épuration est obligatoire en flandres pour des maisons uni-familiales ou d'entités habitables qui ne sont pas connectés aux canalisations d'égout ou dont le raccordement aux égouts est impossible ou trop cher. La cuve d'épuration d'eau connue comprend : - une cuve, - un couvercle avec un trou d'homme qui peut être fermé par un moyen de fermeture, - un support pour des bactéries aérobies, et un système d'aération pour faire passer au moins de l'oxygène au travers du support, ledit support se trouvant dans une zone spécifique de la cuve. Le système d'aération comprend une membrane poreuse pour permettre le passage d'oxygène ou d'air depuis le bas vers le haut du lit de bactéries aérobies. Après un certain temps, la membrane est endommagée, de sorte que tout l'oxygène passe dans une zone déterminée du lit de réaction ou de sorte que sensiblement ne pase dans le lit de réaction. Ceci cause un mauvais fonctionnement ou travail des bactéries aérobies et donc de la cuve d'épuration. Le remplacement de la membrane défectueuse dans la cuve connue nécessite l'emploi de grosses machines, puisque le couvercle d la cuve doit être soulevé, puisque par après le support avec les bactéries aérobies est soulevé et qu'un nouveau support avec une nouvelle membrane est introduit en une seule pièce dans la cuve. De plus, par après le couvercle doit être correctement placé pour assurer une fermeture suffisante. Dans la cuve suivant l'invention, le support consiste en plusieurs paquets ou ensembles supports, chaque paquet ou ensemble support présentant une forme adaptée pour permettre au paquet ou ensemble d'être introduit dans la zone spécifique de la cuve via le trou d'homme ; au moins un paquet ou ensemble support introduit dans la zone spécifique étant déplaçable dans la zone spécifique de la cuve. Par exemple, le support comporte deux paquets ou ensembles. De préférence, le support consiste au moins en trois paquets ou ensembles supports (par exemple 4,5, 6 voire plus de 6), dont au moins deux (de préférence tous) sont déplaçables dans la zone spécifique. La zone spécifique se trouve par exemple entre deux parois sensiblement verticales et/ou entre une paroi et une ou plusieurs parois de la cuve, et/ou plusieurs parois. Le système d'aération comporte une membrane d'aération qui se trouve le long du fond de la zone spécifique. La zone spécifique et/ou les parois sensiblement verticales de celle-ci comprennent au moins un moyen d'appui pour les paquets ou ensembles supports de sorte qu'une zone de fond est définie pour la membrane d'aération entre le fond et les paquets ou ensembles support, la zone de fond présentant une hauteur qui est supérieure à la hauteur totale ou épaisseur ou diamètre équivalent de la membrane d'aération. Grâce à l'utilisation de ce moyen d'appui, l'aplatissement de la membrane par le poids des paquets ou ensembles supports avec les bactéries aérobies peut être évité. Selon une forme de réalisation, les paquets ou ensembles supports sont réalisés en une matière qui présente une densité inférieure à environ 1. La zone spécifique est munie d'au moins un moyen pour éviter que les paquets ou ensembles supports ne touchent le couvercle, dès que la cuve est remplie d'eau. Selon un détail d'une forme de réalisation, les paquets ou ensembles supports sont reliés entre eux par au moins un moyen pour éviter des mouvements latéraux d'un paquet ou ensemble par rapport à un autre. Pour faciliter le remplacement de paquets ou ensembles, au moins un paquet ou ensemble support est muni d'un tube d'aération, ce dernier étant relié à la membrane d'aération. De préférence, la membrane d'aération est reliée à un paquet ou ensemble support par un moyen de connexion de sorte que la membrane est sensiblement horizontale dans la zone spécifique. Selon une forme de réalisation particulière, le moyen de connexion est adapté pour que la membrane puisse être déplacée d'une position sensiblement horizontale jusqu'à une position sensiblement verticale lors d'un mouvement vers le haut du paquet ou ensemble support par le trou d'homme. Selon une forme de réalisation, chaque paquet ou ensemble support présente une forme sensiblement parallélépipédique avec une section transversale qui est inférieure à l'ouverture du trou d'homme. D'autres formes sont possibles pour les paquets ou ensembles. Selon un détail d'une cuve d'épuration d'eau selon l'invention, le trou d'homme se trouve au moins partiellement au dessus de la zone spécifique, de préférence au dessus d'une partie de celle-ci qui est excentrée, de préférence distante, par rapport à l'axe central vertical de la zone spécifique. La zone spécifique est définie entre deux parois verticales qui s'étendent dans la cuve et deux parois latérales qui s'étendent entre les deux parois verticales. Ces parois latérales sont de préférence des parties de la ou des parois latérales de la cuve. Le trou d'homme se trouve alors de préférence au dessus de la zone spécifique à une distance telle d'une première paroi latérale qu'un seul paquet ou ensemble support (avantageusement avec la membrane d'aération) peut être déplacé vers cette première paroi latérale pour permettre le placement de paquets ou ensembles supports supplémentaires dans la zone spécifique via le trou d'homme (5). L'invention a également pour objet : un procédé dépuration d'eau, dans lequel on utilise une cuve d'épuration selon l'invention et dans lequel les paquets ou ensembles support portent des bactéries aérobies pour épurer l'eau, et un procédé pour remplacer la membrane d'aération et/ou un ou plusieurs paquets ou ensembles supports d'une cuve d'épuration selon l'invention, dans lequel - le trou d'homme est ouvert, au moins un paquet ou ensemble support est rendu libre des autres paquets ou ensembles supports, - le paquet ou ensemble support libéré est retiré de la cuve par le trou d'homme, - un nouveau paquet ou ensemble support est placé dans la zone spécifique et - ce nouveau paquet ou ensemble support est relié aux autres paquets ou ensembles supports. De préférence, dans ce dernier procédé, tous les paquets ou ensembles supports sont retirés hors de la cuve par le trou d'homme, avant de retirer la membrane d'aération. Par exemple, plusieurs paquets ou ensembles supports sont introduits par après dans la zone spécifique, le premier paquet ou ensemble support introduit dans la zone spécifique étant muni d'une membrane d'aération sensiblement horizontale. Des détails et caractéristiques d'une forme de réalisation ressortiront de la description suivante, dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés. Dans ces dessins : La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une cuve suivant l'invention (avec le couvercle en position ouverte) ; La figure 2 est une vue de dessus de la cuve (sans couvercle) de la figure 1 ; La figure 3 est une vue de dessus de la cuve avec le couvercle ; Les figures 4A à 4F montrent l'enlèvement de paquets supports de bactéries ; Les figures 5A à 5D montrent le placement de nouveaux paquets supports de bactéries dans la cuve ; - Les figures 6 à 9 sont des vues schématiques de dessus de formes de réalisation possibles de cuve suivant l'invention. La cuve 1 comprend : une cuve cylindrique avec une paroi latérale 2 et un fond 3 (par exemple en béton) ; - un couvercle 4 qui présente un trou d'homme 5 ; - une plaque 6 pour fermer le trou d'homme 5 ; deux cloisons verticales 7,8 qui divisent la cuve en trois zones ou chambre, à savoir une zone ou chambre de décantation 9, une zone ou chambre de réaction 10 et une zone ou chambre 11 d'après (ou post) décantation ou de décantation après réaction ; - une entrée 12 pour amener l'eau (qui doit être épurée) dans la zone de décantation 9 ; - un passage (tel qu'un tube) 13 pour l'amenée d'eau de décantation de la zone 9 vers la zone de réaction 10 ; - un passage 14 pour l'amenée d'eau de la zone de réaction 10 dans la zone d'après décantation ; - une évacuation 15 pour permettre l'évacuation d'eau épurée hors de la chambre d'après décantation 11. La zone de réaction 10 est une zone dans laquelle de l'eau est traitée par des bactéries aérobies et dans laquelle de l'air est introduit pour améliorer le traitement. Dans cette zone de réaction, trois paquets parallélépipédiques supports de bactéries 16A, 16B, 16C sont placés. Ces paquets servent de supports aux bactéries. Le paquet 16A est relié à une conduite d'air 17 et à une membrane d'aération, la membrane s'étant sensiblement horizontale dans la cuve. La membrane 18 a une longueur suffisante pour obtenir une aération des trois paquets 16. L'eau W circule dans la cuve de la manière suivante : - entre l'entrée 12 et le passage 13 qui est sensiblement le plus éloigné par rapport à l'entrée 12 ; entre le passage 13 et le passage 14 qui est sensiblement le plus éloigné du passage 13 (le passage 14 est de préférence situé dans une zone qui est exempte de paquet support et/ou d'aération) ; entre le passage 14 et la sortie 15 qui est sensiblement aussi éloignée par rapport au passage 14. Après que l'eau d'égout ou usée ait passé dans le bassin ou zone de décantation ou de digestion (zone 9), l'eau s'écoule par gravité dans le compartiment dans lequel se trouve le lit fixe (zone 10). Les déchets organiques sont minéralisés par l'apport d'oxygène via la membrane d'aération (18, air provenant par exemple d'un compresseur silencieux). Ce système aérobie libère une quantité d'énergie, qui contribue au métabolisme et au développement de colonies de bactéries spécifiques qui s'accrochent au lit fixe. L'étape d'aération peut être continue, sensiblement continue ou non continue. Par exemple, le lit fixe est aéré pendant des périodes déterminées de 5 à 20 minutes avec des pauses intermédiaires de 5 à 60 minutes de non aération ou de faible aération. L'aération peut être contrôlée éventuellement par ordinateur. La boue secondaire avec les eaux usés sont alors séparées dans le bassin de post décantation (zone 11). L'eau épurée peut alors être rejetée via l'évacuation 15 dans les eaux de surface, dans des fossés ouverts, etc. Les parois ou cloisons 7,8 sont munies de profilés 20,21 servant d'éléments d'appui pour les paquets ou ensemble 16. La hauteur H des profilés 20,21 est supérieure au diamètre de la membrane 18, de manière à éviter l'aplatissement de la membrane. Etant donné que les paquets ou ensembles sont réalisés en un matériau présentant une densité inférieure à 1, la cloison 7 est munie dans sa partie supérieure de profilés 22,23. Ces profilés sont distants l'un de l'autre d'une distance au moins égale à la largeur B d'un paquet 16. La partie supérieure de la cloison 7 qui se situe en dessous du trou d'homme 5 est exempt de profilés 22,23 sur une longueur Bl, de sorte que le placement de paquets dans la cuve est possible. Ces rabats ou profilés 22,23 servent de moyen pour éviter que les paquets 16A, 16C ne touchent le couvercle lors du remplissage de la cuve avec de l'eau. Le paquet 16B est relié au paquets 16A et 16C par des éléments de connexion 24, par quoi le paquet 16B ne touche également pas le couvercle lors du remplissage du réservoir de la cuve avec de l'eau. La plaque 6 est fixée sur une protubérance 50 pour assurer la fermeture de l'ouverture 5. La protubérance 50 présente un passage 51 pour l'introduction d'un conduit d'aération 17 dans la cuve. Des étapes pour le remplacement de la membrane seront décrites maintenant. Le trou d'homme 5 (voir figure 4A-le couvercle n'est pas représenté, bien que le trou d'homme 5 est dessiné) est ouvert et les éléments de connexion 24 sont retirés. Le paquet 16B qui se trouve sous le trou d'homme 5 est soulevé pour être retiré de la zone de réaction 10 (voir figure 4B). Le paquet 16C est ensuite déplacé sous le trou d'homme 5 (voir figure 4C) et soulevé (figure 4D). Le paquet 16A qui est alors relié avec la membrane à remplacer est alors déplacé pour être amené sous le trou d'homme 5. (voir figure 4E) Le paquet 16A est alors soulevé. Pendant ce mouvement vers le haut, la membrane 18 touche le couvercle 4, par quoi le moyen maintenant la membrane horizontale dans la cuve est cassé, de sorte que la membrane se déplace dans une position verticale et de sorte que le paquet 16A et la membrane peuvent être retirés de la cuve (voir figure 4G). Pour placer de nouveaux paquets ou ensembles 16 dans la zone de réaction 10, on place dans la cuve 1 au moins un paquet 16A avec la membrane 18 en position sensiblement horizontale. Pour introduire la membrane 18 dans la cuve 1 via le trou d'homme 5, le paquet 16A est légèrement incliné. Dès que la membrane 18 et l'extrémité du paquet 16A sont situées dans la zone de réaction, le paquet 16A est redressé en position verticale. Le paquet 16A est alors descendu dans la cuve jusqu'à ce que l'extrémité du paquet prennent appui sur les profilés 20, 21, de sorte que la membrane s'étende entre les profilés d'appui 20, 21. Le paquet 16A est alors déplacé de sorte que le paquet 16A se trouve sous le profilé 23 et de sorte que de nouveaux paquets ou ensembles puissent être introduits dans la cuve par le trou d'homme 5. (voir figure 5A) Le paquet 16C est ensuite descendu dans la cuve par le trou d'homme 5 et déplacé en dessous du profilé 22 (voir figure 5B). Enfin, le paquet 16B est descendu dans la cuve par le trou d'homme 5 (voir figure 5C). Les paquets sont reliés entre eux par des éléments de connexion 24 (voir figure 5D). Les paquets 16A, 16B et 16C sont représentés à la figure 5E. La cuve 1 a par exemple un volume de traitement d'eau compris entre 1 et 25 m3, de préférence de 3 à 10m3. La hauteur totale de la cuve est par exemple inférieure à 3 m, en particulier comprise entre 1,5 m et 2,5 m. Des avantages de la cuve de la figure 1 sont : - placement simple et remplacement aisé des paquets supports et de la membrane d'aération. - Système compact (cuve en béton qui placée sous terre). - Faible différence de niveau entre l'entrée et la sortie. - Faible coût énergétique. - Faible coût d'entretien - Faible frais d'investissement - Pas de problème d'odeur - Possibilité de remplacer partiellement le lit fixe - Moins de travaux de terrassement nécessaire pour le remplacement du lit fixe - Possibilité de prolonger le trou d'homme avec une buse pour réduire encore les travaux de terrassement à effectuer pour le remplacement du lit fixe (16A, 16B, 16C). Les figures 6 à 8 sont des vues de formes de réalisation particulières. A la figure 6, la cuve 1 est munie d'une seule paroi intérieure 7 pour définir une zone de réaction 10 et une zone de décantation 9 dans la cuve. Une buse 100 relie alors la zone de réaction 9 de la cuve 1 à une cuve de post décantation 101. Dans la figure 7, la cuve 1 comporte une seule paroi intérieure 8 pour définir une zone de réaction 10 et une zone de post décantation 11 dans la cuve 1, Un tuyau 102 relie une cuve de décantation 103 avec la zone de réaction 10 de la cuve 1. Dans la figure 8, la zone de réaction 10 est défini dans la cuve 1, de sorte que la c cuve 1 est reliée à une cuve de décantation 103 (via le tube 202) et à une cuve de post décantation 101 (via le tube 100). Le trou d'homme 5 est représenté en traits interrompus dans les figures. e Dans la figure 9, la cuve 1 comporte deux parois 7,8 qui ne sont pas parallèles. Un paquet ou ensemble support 16A, 16B, 16C est un élément poreux permettant le passage de gaz de haut en bas et le passage de liquide. Plusieurs paquets ou ensembles supports sont mis côte à côte pour former le lit fixe. Les paquets ou ensembles supports ont avantageusement une hauteur correspondant sensiblement à la hauteur du lit fixe. REVENDICATIONS 1. Cuve d'épuration d'eau comprenant une cuve (1,2, 3), un couvercle (4) avec un trou d'homme (5) qui peut être fermé ou obturé par un moyen de fermeture (6), un support (16) pour des bactéries aérobies, et un système d'aération (17,18) pour faire passer au moins de l'oxygène au travers du support (16), ledit support (16) se trouvant dans une zone spécifique (10) de la cuve, caractérisée en ce que la support (16) consiste en plusieurs paquets ou ensembles supports (16A, 16B, 16C), chaque paquet ou ensemble support (16A, 16B, 16C) présentant une forme adaptée pour permettre au paquet ou ensemble d'être introduit dans la zone spécifique (10) de la cuve via le trou d'homme (5) ; au moins un paquet ou ensemble support (16A, 16B, 16C) introduit dans la zone spécifique (10) étant déplaçable dans la zone spécifique (10) de la cuve. 2. Cuve d'épuration selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support consiste au moins en trois paquets ou ensembles supports (16A, 16B, 16C), dont au moins deux sont déplaçables dans la zone spécifique (10) de la cuve. 3. Cuve d'épuration selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la zone spécifique (10) se trouve entre deux parois sensiblement verticales (7,8) et dans laquelle le système d'aération comporte une membrane d'aération (18) qui se trouve le long du fond (3) de la zone spécifique (10), caractérisée en ce que la zone spécifique (10) et/ou les parois sensiblement verticales (7,8) de celle-ci comprennent au moins un moyen d'appui (20, 21) pour les paquets ou ensembles supports (16A, 16B, 16C) de sorte qu'une zone de fond est définie pour la membrane d'aération (18) entre le fond (3) et les paquets ou ensembles support (16A, 16B, 16C), la zone de fond présentant une hauteur (H) qui est supérieure à la hauteur totale ou épaisseur ou diamètre équivalent de la membrane d'aération (18). 4. Cuve d'épuration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paquets ou ensembles supports (l6A, l6B, 16C) sont réalisés en une matière qui présente une densité inférieure à environ 1, et en ce que la zone spécifique (10) est munie d'au moins un moyen pour éviter que les paquets ou ensembles supports (16A, 16B, 16C) ne touchent le couvercle (4). 5. Cuve d'épuration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paquets ou ensembles supports (16A, 16B, 16C) sont reliés entre eux par au moins un moyen (24) pour éviter des mouvements latéraux d'un paquet ou ensemble par rapport à un autre. 6. Cuve d'épuration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un paquet ou ensemble support (16A) est muni d'un tube d'aération, ce dernier étant relié à la membrane d'aération. 7. Cuve d'épuration selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la membrane d'aération (18) est reliée à un paquet ou ensemble support (16A) par un moyen de connexion de sorte que la membrane (18) est sensiblement horizontale dans la zone spécifique (10). 8. Cuve d'épuration selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen de connexion est adapté pour que la membrane (18) puisse être déplacée d'une position sensiblement horizontale jusqu'à une position sensiblement verticale lors d'un mouvement vers le haut du paquet ou ensemble support (16A) par le trou d'homme (5). 9. Cuve d'aération selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque paquet ou ensemble support (16A, 16B, 16C) présente une forme sensiblement parallélépipédique avec une section transversale qui est inférieure à l'ouverture du trou d'homme (5). 10. Cuve d'aération selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le trou d'homme (5) se trouve au moins partiellement au dessus de la zone spécifique (10), de préférence au dessus d'une partie de celle-ci qui est excentrée, de préférence distante, par rapport à l'axe central vertical de la zone spécifique. 11. Cuve d'épuration selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la zone spécifique (10) est définie entre deux parois verticales qui s'étendent dans la cuve et deux parois latérales qui s'étendent entre les deux parois verticales, et en ce que le trou d'homme se trouve au dessus de la zone spécifique à une distance d'une première paroi latérale telle qu'un seul paquet ou ensemble support peut être déplacé vers cette première paroi latérale pour permettre le placement de paquets ou ensembles supports supplémentaires (16B, l6C) dans la zone spécifique (10) via le trou d'homme (5). 12. Procédé dépuration d'eau, dans lequel on utilise une cuve d'épuration selon l'une quelconque des revendications précédentes et dans lequel les paquets ou ensembles support (16A, 16B, 16C) portent des bactéries aérobies. 13. Procédé pour remplacer la membrane d'aération et/ou un ou plusieurs paquets ou ensembles supports d'une cuve d'épuration selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel - le trou d'homme (5) est ouvert, - au moins un paquet ou ensemble support (16B) est rendu libre des autres paquets ou ensembles supports, - le paquet ou ensemble support libéré (16B) est retiré de la cuve par le trou d'homme (5), - un nouveau paquet ou ensemble support (16B) est placé dans la zone spécifique (10) et ce nouveau paquet ou ensemble support est relié aux autres paquets ou ensembles supports. 14. Procédé suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que tous les paquets ou ensembles supports (16A, 16B, 16C) sont retirés hors de la cuve (1) par le trou d'homme (5), avant de retirer la membrane d'aération (18). 15. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel plusieurs paquets ou ensembles supports (16A, 16B, 16C) sont introduits dans la zone spécifique (10), le premier paquet ou ensemble support (16A) introduit dans la zone spécifique étant muni d'une membrane d'aération (18) sensiblement horizontale.