Brevet FR2920151A1 — publié le 20090227

La présente invention concerne un réservoir et un procédé organique de traitement destinés à la purification d'effluents, notamment dans le domaine de l'ingénierie et de la médecine sanitaire. La présente invention est ainsi notamment applicable aux domiciles, aux établissements commerciaux ainsi qu'au traitement des égouts en zones habitées. Des études scientifiques ont montré que 97% de l'eau disponible sur la planète est salée, sur les 3% restants 2% se trouvent sur les calottes glacières et polaires si bien que seulement 1% de l'eau se trouvant dans les cours d'eau, et les nappes phréatiques et aquifères reste disponible à la consommation. On peut également mentionner la croissance désordonnée, le gaspillage et le manque de conscience écologique dans la préservation de ces précieuses sources d'eau. Selon un rapport publié par les Nations Unies en 2003, l'on prévoit que dans les prochaines vingtaines d'années la réserve d'eau par personne baissera d'un tiers, et ceci en conséquence de la pollution non contrôlée de ces derniers siècles, 90% de cette pollution provenant des égouts domestiques. Ceci explique la croissante préoccupation de la communauté scientifique dans le développement de technologies vouées à la préservation, au recyclage et à l'épuration de l'eau douce disponible sur la planète. Partout dans le monde les ressources en eau continuent à être contaminées, drainées, canalisées, mises en barrages, déviées, provoquant une pénurie par un mauvais emploi, ce qui engendre de graves conséquences environnementales et sociales. Les solutions connues à l'heure actuelle pour le traitement des effluents sont extrêmement coûteuses, en raison de la consommation en électricité et en produits chimiques qu'elles nécessitent. La présente invention a pour but de proposer une solution inédite, mettant en œuvre des réservoirs formés de matériaux et de formes pratiques, contenant de préférence six compartiments, de façon que l'effluent contaminé puisse entrer et se déplacer de façon gravitationnelle à travers des chambres de traitement, de façon à assurer une purification de l'eau à un taux de pureté de niveau 2, soit de l'eau ultra pure, et ceci en accord avec les normes techniques en vigueur. Cette eau pouvant être réutilisée comme une eau de niveau 2 ou rejetée dans la nature sans aucun risque pour l'environnement. Un autre but de la présente invention est de proposer un réservoir de traitement des effluents qui soit en mesure de garantir le déplacement de la demande biologique en oxygène, connue sous l'abréviation DBO, ainsi que celui de la demande chimique en oxygène, DCO, qui a lieu grâce à l'aération naturelle des effluents pendant leur parcours à travers les compartiments du réservoir ayant, de surcroît, la caractéristique d'être complètement inodore. Un autre but de la présente invention est de proposer un réservoir et un procédé organique de traitement et de purification des effluents qui mette en oeuvre des micro-organismes photo-sensibles et auto-soutenus à haute capacité d'élimination de coliformes fécaux des effluents et à basse formation de résidus et boue, sans nécessiter une manutention permanente, ou l'utilisation de produits chimiques, et ceci sans faire appel à l'énergie électrique. La présente invention permet également de permettre aux autres paramètres biochimiques tels que le pH, la quantité d'azote, de phosphore, de coliformes et solides sédimentaires de se trouver en accord avec les normes en vigueur. Un autre but de la présente invention est de proposer un réservoir et un procédé de traitement des effluents dont la mise en oeuvre se fasse à un coût minimal La présente invention a ainsi pour objet un réservoir de traitement destiné à la purification d'effluent, caractérisé en ce qu'il est constitué de plusieurs compartiments disposés de façon telle qu'ils soient parcourus successivement par l'effluent à traiter suivant un axe horizontal, de façon que celui-ci traverse trois types d'éléments organiques filtrants à savoir : - un premier type d'élément organique filtrant constitué à partir de plantes naturelles vasculaires, de tiges vides fibreuses, de la sous-espèce des Bambusoideae, de l'espèce des graminées, les tiges étant pourvues d'entailles internes et d'entailles externes en diagonale, par lesquelles l'effluent à traiter entre et dans lequel les colonies de micro-organismes photo- sensibles de cycle de vie auto-soutenu croissent, réagissent et se multiplient pour former, à l'intérieur de ces tiges végétales, une chambre de rétention et de développement de communautés de ces propres micro-organismes, qui ont la fonction de filtrer et digérer la matière organique à traiter, - un deuxième type d'élément organique filtrant constitué de tiges du même végétal vasculaire, coupées en morceaux, - un troisième type d'élément organique filtrant constitué de tiges du même végétal vasculaire coupées et transformées en charbon. Suivant l'invention le réservoir de traitement comportera six compartiments, le premier compartiment admettra l'effluent à traiter et contiendra le premier type d'élément organique filtrant dont les tiges seront disposées horizontalement et rempliront le réservoir de façon que le fond de celui-ci dispose de 22% de l'espace libre dudit compartiment, de façon que la culture de micro-organismes puisse bénéficier de l'environnement idéal pour proliférer. Le réservoir comprendra un deuxième compartiment qui recevra l'effluent issu du premier compartiment, et sera garni des premier et deuxième type d'élément organique filtrant, ce dernier remplissant 22% de l'espace interne dudit compartiment. Le réservoir comprendra préférentiellement un troisième compartiment qui recevra l'effluent issu du deuxième compartiment, et qui sera garni du premier type d'élément organique filtrant, dont les tiges rempliront le réservoir de façon que le fond de celui-ci dispose de 22% de l'espace libre dudit compartiment. Le réservoir comprendra préférentiellement un quatrième compartiment qui recevra l'effluent issu du troisième compartiment, et qui sera garni des premier et troisième type d'élément organique filtrant, ce dernier étant disposé au fond du quatrième compartiment et remplissant 22% de l'espace interne de celui-ci. Le reservoir comprendra préférentiellement un cinquième compartiment qui recevra l'effluent issu du quatrième compartiment, et qui sera garni des premier et deuxième type d'élément organique filtrant, ce dernier étant disposé au fond du cinquième compartiment et remplissant 22% de l'espace interne de celui-ci. Le réservoir comprendra préférentiellement un sixième compartiment qui recevra l'effluent issu du cinquième compartiment, et qui sera garni des premier et troisième type d'élément organique filtrant, ce dernier étant disposé au fond du sixième compartiment et remplissant 50% de l'espace interne de celui-ci. La présente invention a également pour objet un procédé de traitement et de purification d'effluent dans un réservoir ainsi que décrit précédemment, le premier compartiment assurant une fonction de rétention des matières solides contenue dans l'effluent, ainsi qu'une fonction d'initiation d'un processus de digestion de ces matières organiques sous l'effet de l'action de micro-organismes photo-sensibles de cycle de vie auto-soutenu. Suivant l'invention le procédé mettra en oeuvre un deuxième compartiment qui assurera une fonction d'épuration de l'effluent initiée dans le premier compartiment, de façon à dissoudre les matières organiques qui étaient solides en début de traitement. Suivant l'invention le procédé peut mettre en œuvre un troisième compartiment qui assurera une fonction de stabilisation de l'effluent à travers un processus bio- chimique entièrement naturel. Suivant l'invention le procédé peut mettre en oeuvre un quatrième compartiment qui assurera une fonction d'oxygénation et de filtration de l'effluent, remplissant la demande biochimique en oxygène et la demande chimique en oxygène relative aux normes en vigueur. Suivant l'invention le procédé peut mettre en oeuvre un cinquième compartiment qui assurera une fonction de filtrage et d'élimination des matières solides restant en suspension dans l'effluent traité. Suivant l'invention le procédé peut mettre en oeuvre un sixième compartiment qui assurera une fonction d'oxygénation et de filtration de l'effluent, de façon, qu'à l'issue du processus, on obtienne une eau de niveau 2 de pureté. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du réservoir de traitement et de purification d'effluents suivant l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale du premier et du troisième compartiment du réservoir représenté sur la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe transversale du deuxième et du cinquième compartiment du réservoir représenté sur la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe transversale du quatrième et du sixième compartiment du réservoir représenté sur la figure 1, - la figure 5 est une vue du dessus d'un échantillon d'un premier type d'élément organique filtrant utilisé dans le réservoir représenté sur les figures 1 à 4, - la figure 6 est une vue latérale du premier type d'élément organique filtrant représenté sur la figure 5, - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale du premier type d'élément organique filtrant représenté sur les figures 5 et 6. L'enceinte de traitement T suivant l'invention, qui est représentée sur les figures 1 à 4, est réalisée en un matériau approprié et est apte à fonctionner aussi bien enterrée qu'à l'air libre. Elle est constituée de six compartiments 1 à 6 qui sont montés communicants, et qui sont successivement traversés par l'effluent à traiter, dans le sens horizontal, par le biais de vases communicants 8, de façon que ce dernier passe au travers de trois types d'éléments organiques filtrants. Ces éléments organiques filtrants sont réalisés à partir de plantes naturelles vasculaires, de tiges vides fibreuses, de la sous-espèce des Bambusoideae, de l'espèce des graminées, et qui sont positionnées de façon que l'effluent passe à travers ces éléments suivant un axe horizontal. Le premier type d'élément organique filtrant 7 a été pourvu, à l'intérieur, d'entailles 9 et, en surface, d'entailles en diagonale 10 par lesquelles l'effluent à traiter est admis, et dans lequel les colonies de micro-organismes photo-sensibles à cycle de vie auto-soutenu croissent, réagissent et se multiplient pour former, à l'intérieur de ces tiges végétales, une chambre de rétention et de développement de colonies de micro-organismes, qui assurent la fonction de filtrer et digérer le matériau organique à traiter. Le deuxième type d'élément organique filtrant est constitué de tiges 12, 15 du même végétal vasculaire, qui sont coupées en morceaux. Le troisième type d'élément organique filtrant est constitué de tiges du même végétal vasculaire qui sont coupées puis transformées en charbon 14, 16. Le procédé organique de traitement et de purification d'effluents suivant l'invention comprend six étapes, qui ont lieu distinctivement dans les compartiments 1 à 6. Le compartiment 1 assure ainsi une fonction de rétention des matières solides organiques initiales contenues dans l'effluent et, sous l'effet de l'action des micro-organismes photo-sensibles de cycle de vie auto-soutenu, initialise le processus de digestion de ces éléments organiques. A cet effet le compartiment 1 contient le premier type des éléments organiques filtrants 7, à savoir les tiges végétales préalablement préparées, c'est-à-dire entaillées à l'intérieur avec les entailles 9 et en surface avec les entailles diagonales 10. Ces tiges 11 sont disposées à l'horizontale dans le compartiment 1 de façon qu'elles laissent libre 22% de l'espace interne de celui-ci, afin que la culture de micro-organismes puisse bénéficier de l'environnement idéal pour proliférer. Le compartiment 2 assure une fonction d'épuration de l'effluent initiée dans le compartiment 1, avec pour résultat de dissoudre au maximum les matières organiques qui étaient solides en début de traitement. A cet effet, ainsi que dans le compartiment 1, le compartiment 2 est pourvu du premier type d'élément organique filtrant 7. De plus, conjointement à celui-ci, le compartiment 2 contient également le deuxième type d'élément organique filtrant qui est placé au fond du compartiment, et qui est constitué de tiges 12 du même végétal vasculaire, qui sont coupées en morceaux, et qui remplissent 22% de l'espace interne dudit compartiment 2. Ces deux éléments organiques filtrants ont l'action conjointe de créer l'habitat idéal pour que les micro-organismes photo-sensibles de cycle de vie auto-soutenu se fixent à l'intérieur des tiges 12 et assurent la fonction précédemment mentionnée. Le compartiment 3 assure une fonction de stabilisation de l'effluent à travers un processus biochimique entièrement naturel. Le compartiment 3 reçoit l'effluent ayant traversé le compartiment 2 et, ainsi que dans les compartiments 1 et 2, il est pourvu du premier type d'élément organique filtrant 7, qui est ainsi traversé par l'effluent. Comme précédemment les tiges 13 sont disposées horizontalement dans le compartiment 3, de façon qu'elles laissent libre 22% de l'espace interne de celui-ci, afin que la culture de micro-organismes puisse bénéficier de l'environnement idéal pour proliférer, et assurer la fonction mentionnée précédemment. Le compartiment 4 assure une fonction d'oxygénation et de filtration de l'effluent, remplissant la demande biochimique en oxygène et la demande chimique en oxygène relative aux normes en vigueur. Le compartiment 4 qui est garni du premier type d'élément organique filtrant 7, reçoit l'effluent ayant traversé le compartiment 3. Comme précédemment les tiges sont disposées horizontalement dans le compartiment 4. Conjointement à celles-ci le fond du compartiment 4 est garni du troisième type d'élément organique filtrant, à savoir de tiges du même végétal vasculaire qui sont coupées et transformées en charbon 14 et ceci dans une proportion de 22% de l'espace interne du compartiment 4. L'ensemble de ces deux éléments assure la fonction de créer-l'habitat idéal pour que les micro-organismes photo-sensibles de cycle de vie auto-soutenu qui se fixent à l'extérieur et à l'intérieur des tiges 7 et du charbon 14 puissent assurer la fonction précédemment mentionnée. Le compartiment 5 assure une fonction de filtrage et d'élimination des matières solides restant en suspension. Ce compartiment reçoit l'effluent ayant traversé le compartiment 4 et il est pourvu du premier type d'élément organique filtrant 7 qui est ainsi traversé par l'effluent. De plus, conjointement à celui-ci, il contient également le deuxième type d'élément organique filtrant qui est placé au fond du compartiment 5, et qui est constitué de tiges 15 du même végétal vasculaire, qui sont coupées en morceaux, et qui remplissent 22% de l'espace interne dudit compartiment 5. L'ensemble de ces deux éléments assure la fonction de créer l'habitat idéal pour que les micro-organismes photo-sensibles de cycle de vie auto-soutenu qui se fixent à l'extérieur et à l'intérieur des tiges 7 et des tiges 15 coupées en morceaux puissent assurer la fonction précédemment mentionnée. Le compartiment 6 assure une fonction d'oxygénation et de filtration de l'effluent de façon qu'à l'issue du processus on obtienne une eau de niveau 2 de pureté, en accord avec les normes techniques en vigueur, permettant ainsi que l'effluent traité puisse être déversé dans la nature sans agresser l'environnement ou être réutilisé à des fins spécifiques prévues par les normes techniques en vigueur pour une eau de pureté niveau 2, ultra pure. Le compartiment 6 qui est garni du premier type d'élément organique filtrant 7, reçoit l'effluent ayant traversé le compartiment 5. Comme précédemment les tiges sont disposées horizontalement dans le compartiment 6. Conjointement à celles-ci le fond du compartiment 6 est garni du troisième type d'élément organique filtrant, à savoir de tiges du même végétal vasculaire qui sont coupées et transformées en charbon 16, et ceci dans une proportion de 50% de l'espace interne du compartiment 6. L'ensemble de ces deux éléments assure la fonction de créer l'habitat idéal pour que les micro-organismes photo-sensibles de cycle de vie auto-soutenu qui se fixent à l'extérieur et à l'intérieur des tiges 7 et du charbon 16 puissent assurer la fonction précédemment mentionnée. En accord avec les normes en vigueur il est nécessaire d'installer un réservoir d'inspection en amont du réservoir T, afin de retenir les matières solides non-biodégradables habituellement trouvées dans les effluents, telles que notamment les éponges, les absorbants, les préservatifs etc. Le procédé de traitement suivant l'invention a été conçu pour répondre aux besoins en volume d'effluents gérés dans des communautés, pouvant être ainsi proportionnellement augmenté ou réduit selon le nombre d'habitants de ces communautés, quartiers, lotissements, en accord avec les normes techniques en vigueur. REVENDICATIONS 1. - Réservoir (T) de traitement destiné à la purification d'effluent, caractérisé en ce qu'il est constitué de plusieurs compartiments (1, 2, 3, 4, 5, 6) disposés communicants, de façon telle qu'ils soient parcourus par l'effluent à traiter suivant un axe horizontal, de façon que celui-ci traverse trois types d'éléments organiques filtrants à savoir : - un premier type d'élément organique filtrant (7) constitué à partir de plantes naturelles vasculaires, de tiges vides fibreuses, de la sous-espèce des Bambusoideae, de l'espèce des graminées, les tiges étant pourvues d'entailles internes (9) et d'entailles externes en diagonale (10), par lesquelles l'effluent à traiter entre et dans lequel les colonies de micro-organismes photo-sensibles de cycle de vie auto-soutenu croissent, réagissent et se multiplient pour former, à l'intérieur de ces tiges végétales, une chambre de rétention et de développement de communautés de ces propres micro- organismes, qui ont la fonction de filtrer et digérer la matière organique à traiter, - un deuxième type d'élément organique filtrant constitué de tiges (12,15) du même végétal vasculaire coupées en morceaux, - un troisième type d'élément organique filtrant constitué de tiges du même végétal vasculaire coupées et transformées en charbon (14,16). 2. - Réservoir de traitement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte six compartiments (1, 2, 3, 4, 5, 6), le premier compartiment (1) admettant l'effluent à traiter et contenant le premier type d'élément organique filtrant (7) dont les tiges sontdisposées horizontalement et remplissent le réservoir de façon que le fond de celui-ci dispose de 22% d'espace libre dudit compartiment, de façon que la culture de micro-organismes puisse bénéficier de l'environnement idéal pour proliférer. 3. - Réservoir de traitement suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième compartiment (2) qui reçoit l'effluent issu du premier compartiment (1), et qui est garni des premier et deuxième type d'élément organique filtrant, ce dernier remplissant 22% de l'espace interne dudit compartiment. 4. - Réservoir de traitement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième compartiment (3) qui reçoit l'effluent issu du deuxième compartiment (2), et qui est garni du premier type d'élément organique filtrant, dont les tiges remplissent le réservoir de façon que le fond de celui-ci dispose de 22% d'espace libre dudit compartiment. 5. - Réservoir de traitement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un quatrième compartiment (4) qui reçoit l'effluent issu du troisième compartiment (3), et qui est garni des premier et troisième type d'élément organique filtrant, ce dernier étant disposé au fond du quatrième compartiment (4) et remplissant 22% de l'espace interne de celui-ci. 6. - Réservoir suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un cinquième compartiment (5) qui reçoit l'effluent issu du quatrième compartiment (4), et qui est garni des premier et deuxième type d'élément organique filtrant, ce dernier étant disposé au fond du cinquième compartiment (5) et remplissant 22% de l'espace interne de celui-ci. 7. - Réservoir suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un sixième compartiment (6) qui reçoit l'effluent issu du cinquième compartiment (5), et qui est garni des premier et troisième type d'élément organique filtrant, ce dernier étant disposé au fond du sixième compartiment (6) et remplissant 50% de l'espace interne de celui-ci. 8. - Procédé de traitement et de purification d'effluent dans un réservoir suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un premier compartiment (1) assure une fonction de rétention des matières solides contenue dans l'effluent initial, ainsi qu'une fonction d'initiation d'un processus de digestion de ces matières organiques sous l'effet de l'action de micro-organismes photo-sensibles de cycle de vie auto-soutenu. 9. - Procédé de traitement et de purification d'effluent suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'un deuxième compartiment (2) assure une fonction d'épuration de l'effluent initiée dans le premier compartiment (1), de façon à dissoudre les matières organiques qui étaient solides en début de traitement. 10. - Procédé de traitement et de purification d'effluent suivant l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un troisième compartiment (3) assure une fonction de stabilisation de l'effluent à travers un processus bio-chimique entièrement naturel. 11. - Procédé de traitement et de purification d'effluent suivant l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'un quatrième compartiment (4) assure une fonction d'oxygénation et de filtration de l'effluent, remplissant la demande biochimique en oxygène et lademande chimique en oxygène relative aux normes en vigueur. 12. - Procédé de traitement et de purification d'effluent suivant l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'un cinquième compartiment (5) assure une fonction de filtration et d'élimination des matières solides restant en suspension dans l'effluent traité. 13. - Procédé de traitement et de purification d'effluent suivant l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'un sixième compartiment (6) assure une fonction d'oxygénation et de filtration de l'effluent, de façon, qu'à l'issue du processus, on obtienne une eau de niveau 2 de pureté.