Brevet FR2940269A1 — publié le 20100625

UNITE COMPACTE DE TRAITEMENT D'EAUX USEES [0001] L'invention se rapporte au domaine du traitement des eaux usées et/ou eaux de pluie, dans une seule unité. [0002] Plus spécifiquement il s'agit de traiter des eaux usées dans une unité compacte, de petite et moyenne capacité, et de conception et de mise en oeuvre simples. [0003]On connaît des unités réalisant ce type de traitement qui présentent des capacités de traitement variées, allant par exemple de 500 à 20.000 Equivalent Habitants. Ces installations comprennent généralement des bâtiments séparés, disséminés sur une surface non négligeable d'au moins 0,5 ha. [0004] Ces dispositions constituent un problème car il n'est pas toujours possible de trouver une telle surface disponible, notamment à proximité des agglomérations urbaines et/ou des lieux de rejet des eaux traitées. [0005] D'autre part, des bâtiments séparés impliquent de disposer entre eux des tuyauteries et/ou autres moyens de liaison pour faire transiter les eaux usées ou d'autres éléments nécessaires au fonctionnement de l'unité. Ceci a un coût , rend le fonctionnement difficile. [0006] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et 20 notamment à proposer une unité de traitement d'eaux usées, compacte qui soit fiable et d'un fonctionnement aisé et peu coûteux. [0007] Pour ce faire, est proposée selon l'invention une unité compacte de traitement d'eaux usées comprenant un premier moyen de séparation de matières solides contenues dans les eaux usées qui sont introduites dans l'unité, un bassin 25 d'aération, un moyen de filtration membranaire des eaux relativement au sens d'écoulement des eaux dans l'unité, un moyen de déshydratation des boues, un moyen de mise en surpression de l'air dans le bassin d'aération, un moyen de transfert des boues déshydratées. [0008]Conformément à l'invention, lesdits moyens sont agencés de telle sorte que le moyen de filtration membranaire est un bassin de forme cylindrique, d'axe vertical dans lequel sont immergés des modules de filtration membranaire, en ce que ledit bassin d'aération est disposé en anneau autour dudit moyen de filtration membranaire, et en ce que le premier moyen de séparation de matières solides, les moyens de déshydratation des boues, le moyen de mise en surpression et les locaux d'exploitation sont disposés dans des locaux juxtaposés au bassin d'aération et extérieurement audit bassin de filtration membranaire. [0009] Par ailleurs, l'unité selon l'invention comprend en outre un moyen de stockage des boues déshydratées placé dans un local juxtaposant le local où sont disposées les moyens de déshydratation des boues. Cette disposition optimise non seulement la surface occupée par l'unité, mais en outre elle en facilite l'accès et l'ergonomie . [0010] En outre, l'unité comprend un moyen de mesure du débit des eaux traitées 15 qui en sortent. [0011] De plus, ledit premier moyen de séparation comprend un tamis susceptible d'être isolé du reste de l'unité pendant des opérations de maintenance et/ou de disfonctionnement , par des vannes actionnables manuellement. Cet aspect permet un contrôle aisé et précis des eaux usées qui sont introduites dans l'unité, 20 grâce à une élimination efficace de la plupart des matières solides dès leur introduction dans l'unité. [0012]Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, lesdits modules de filtration membranaire comprennent des membranes à fibres creuses tressées, regroupées, disposées verticalement et traversées de bas en haut par les eaux à 25 traiter. [0013] De façon avantageuse, des rampes destinées à la diffusion de bulles d'air sont immergées au fond dudit bassin d'aération, préférentiellement diamétralement opposées à un moyen de mise en mouvement des eaux à traiter lui-même placé à proximité de l'entrée desdites eaux usées dans ledit bassin 30 d'aération annulaire ; cet agencement favorise la création d'un courant circulaire dans ledit bassin. Cet aspect facilite grandement la fluidité de la circulation des eaux dans ledit bassin annulaire. [0014] De façon particulière, les moyens de mise en surpression sont directement reliés aux rampes de diffusion des bulles et additionellement aux moyens de filtration membranaire. [0015]Avantageusement, l'unité comprend en outre des moyens de commande et de contrôle permettant de réaliser une aération intermittente dans ledit bassin d'aération. [0016] De plus, l'unité peut comprendre un moyen de stockage d'un réactif chimique destiné à éliminer le phosphore dans les eaux traitées sortant de l'unité, ledit moyen étant disposé dans un local juxtaposé audit bassin d'aération. [0017] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence à l'unique figure annexée qui illustre un plan de masse de l'unité selon un mode préféré de réalisation de l'invention. [0018] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur cette figure. [0019] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence à la figure unique annexée représentant une vue de dessus de l'unité compacte de traitement des eaux usées. [0020] L'unité compacte de traitement d'eaux usées comprend un premier moyen de séparation de matières solides contenues dans les eaux usées (1) qui sont introduites dans l'unité, un bassin d'aération (2), un moyen de filtration membranaire des eaux (3) relativement au sens d'écoulement des eaux dans l'unité, un moyen de déshydratation des boues, un moyen de mise en surpression de l'air dans le bassin d'aération, un moyen de transfert des boues déshydratées. [0021] Plus particulièrement, le premier moyen de séparation de matières solides (1) contenues dans les eaux usées qui sont introduites dans l'unité. Ledit premier moyen de séparation de matières solides comprend un tamis automatique de maille 1 mm susceptible d'être isolé du reste de l'unité pendant des opérations de maintenance et/ou de disfonctionnement, par des vannes actionnables manuellement. Cet aspect permet une élimination efficace de la plupart des matières solides dès leur introduction dans l'unité. [0022]Avantageusement, le bassin d'aération (2) comprend des rampes immergées (20) en EPDM destinées à la diffusion de bulles d'air et un moyen (21) de mise en mouvement des eaux à traiter disposé diamétralement à l'opposé dans ledit bassin d'aération (2). Les rampes immergées (20) apportant l'oxygène nécessaire aux réactions biologiques sont installées en fond de bassin et relevable par grue. Ledit moyen (21) de mise en mouvement des eaux à traiter est un agitateur immergé à grandes pales. La création d'un courant dans ce bassin assure un mélange homogène de la biomasse avec la pollution à dégrader et combiné avec l'aération, il permet un cisaillement des bulles d'air. Les bulles ainsi créées sont très fines, ce qui augmente fortement le transfert d'oxygène dans la phase liquide. [0023] Plus particulièrement, l'aération dans ledit bassin d'aération(2) est régulé par des moyens de commande et de contrôle permettant de réaliser une aération intermittente. Lesdits moyens sont une sonde de mesure redox et/ou d'oxygène dissous commandé(s) par un automate disposé dans le local technique (9) juxtaposé audit bassin d'aération (2). [0024] L'unité comprend en outre un moyen de stockage d'un réactif chimique destiné à éliminer le phosphore dans les eaux traitées sortant de l'unité, ledit moyen étant disposé sur une dalle (7) juxtaposé audit bassin d'aération (2). Le réactif chimique est stocké en extérieur dans une cuve double peau en PEHD. [0025]Avantageusement, le moyen de filtration membranaire est un bassin (3) de forme cylindrique, d'axe vertical dans lequel sont immergés des modules (30) de filtration membranaire. Lesdits modules de filtration membranaire comprennent des membranes à fibres creuses tressées, regroupées, disposées verticalement et traversées de bas en haut par les eaux à traiter. Lesdits modules sont immergées et présentent des pores d'environ 0,1 micron. Au moyen d'une pression réduite, le perméat est aspiré à l'intérieur de la fibre alors que les particules en suspension restent à l'extérieur. [0026] L'unité présente un local (5) où sont regroupés les moyens de mise en surpression d'air directement relié aux rampes (20) de diffusion des bulles et additionellement aux moyens de filtration membranaire (30). Cette injection d'air au niveau desdits moyens de filtrations permet de récurer la surface de membranes pour prévenir tout colmatage et de créer un gradient de densité entre l'intérieur et l'extérieur des membranes immergées, facilitant ainsi leur traversée. [0027] Plus particulièrement, l'unité comprend en outre un moyen (4) de mesure du débit des eaux traitées sortant de l'unité assuré par un canal équipé d'une forme venturi et d'une sonde de mesure ultrasons permettant de compter et de totaliser le débit de sortie des eaux traitées. [0028]Avantageusement, l'unité comprend en outre un moyen de stockage (8) des boues déshydratées placé à l'extérieur juxtaposant le local (6) où sont disposées les moyens de déshydratation des boues et de transfert des boues déshydratées. Ladite déshydratation est assurée par une centrifugeuse. Ledit moyen de transfert des boues déshydratées est une pompe gaveuse qui envoie lesdites boues déshydratées dans ledit moyen de stockage assuré par une benne. REVENDICATIONS1 Unité compacte de traitement d'eaux usées comprenant un premier moyen de séparation de matières solides contenues dans les eaux usées (1) qui sont introduites dans l'unité, un bassin d'aération (2), un moyen (3) de filtration membranaire des eaux relativement au sens d'écoulement des eaux dans l'unité, un moyen de déshydratation des boues, un moyen de mise en surpression de l'eau dans le bassin d'aération, un moyen de transfert des boues déshydratées caractérisée en ce que lesdits moyens sont agencés de telle sorte que le moyen de filtration membranaire est un bassin (3) de forme cylindrique, d'axe vertical dans lequel sont immergés des modules (30) de filtration membranaire, en ce que ledit bassin d'aération (2) est disposé en anneau autour dudit moyen de filtration membranaire (3), et en ce que le premier moyen (1) de séparation de matières solides, les moyens de déshydratation des boues et le moyen de mise en surpression sont disposés dans des locaux juxtaposés au bassin d'aération (2) et extérieurement audit bassin (3) de filtration membranaire. 2. Unité selon la revendication précédente caractérisée en ce que des rampes (20) destinées à la diffusion de bulles d'air sont immergées au fond dudit bassin d'aération (2). 3. Unité selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen (21) de mise en mouvement des eaux à traiter, placé à proximité de l'entrée desdites eaux usées dans ledit bassin (2) d'aération annulaire. 4. Unité selon la revendication 3 caractérisée en ce que lesdites rampes d'aération (20) et le moyen (21) de mise en mouvement des eaux à traiter sont disposés diamétralement opposées dans ledit bassin d'aération (2),cet agencement favorisant la circulation des eaux dans ledit bassin. 5. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen de stockage (8) des boues déshydratées placé à l'extérieur juxtaposant le local (6) où sont disposées les moyens de déshydratation des boues. 6. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen (4) de mesure du débit des eaux traitées sortant de l'unité. 7. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit premier moyen de séparation (1) comprend un tamis susceptible d'être isolé du reste de l'unité pendant des opérations de maintenance et/ou de disfonctionnement , par des vannes actionnables manuellement. 8. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdits modules de filtration membranaire (30) comprennent des membranes à fibres creuses tressées, regroupées, disposées verticalement et traversées de bas en haut par les eaux à traiter. 9. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le moyen (5) de mise en surpression est directement relié aux rampes (20) de diffusion des bulles et additionellement aux moyens de filtration membranaire (30). 10. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu' elle comprend en outre des moyens de commande et de contrôle permettant de réaliser une aération intermittente dans ledit bassin d'aération(2). 11. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen de stockage d'un réactif chimique destiné à éliminer le phosphore dans les eaux traitées sortant de l'unité, ledit moyen étant disposé sur une dalle (7) juxtaposé audit bassin d'aération (2).5