Brevet FR2965806A1 — publié le 20120413

Filtration des eaux usées L'invention se rapporte à la filtration, et plus particulièrement à l'obtention d'une eau claire à partir des eaux usées urbaines et industrielles. Par eaux usées, on entend aussi bien les eaux usées avant traitement par des stations d'épuration par voie biologique que les eaux de rejet de ces stations et les boues de rejet de ces stations. L'invention permet de suppléer ces stations lorsqu'elles 10 sont trop chargées. Elle permet aussi d'en améliorer le fonctionnement. L'invention a pour objet un procédé de traitement d'eaux usées, caractérisé en ce que . on fait passer les eaux usées à travers un lit de 15 filtration, constitué de pierre ponce débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec une base et ensemencée de bactéries aérobies, de manière à obtenir des eaux usées traitées par une base, on fait passer les eaux traitées par une base à 20 travers un lit de filtration de pierre ponce, débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec un acide minéral, autre que l'acide fluorhydrique, et ensemencée de bactéries anaérobies. On fait passer, de préférence, les eaux usées à travers 25 les lits de filtration de bas en haut. Le premier stade de procédé permet de séparer les métaux lourds des eaux usées. Le deuxième stade du procédé permet de chélater l'azote et le phosphore. Toutes les impuretés sont ainsi séparées et on obtient à la fin du procédé des eaux claires. On débarrasse la pierre ponce des cendres volcaniques, des fines, du basalte et de la magnétite en projetant des jets d'eau à travers un tamis, sur lequel est déposée la pierre ponce, et ensuite en séchant la pierre ponce dans un courant d'air chaud, par exemple entre 200 et 250°C jusqu'à ce que la teneur en eau soit inférieure à 10 % en poids. On effectue, de préférence, la mise en contact avec une base en utilisant de 5 à Io % de base par volume d'eaux usées et avec un acide en en utilisant de 8 à 12 %. Comme acide, on utilise, notamment, l'acide sulfurique, l'acide nitrique, l'acide chlorhydrique et l'acide phosphorique. Comme base, on utilise, notamment, la soude et la potasse. I1 vaut mieux traiter de la pierre ponce ayant une granulométrie de 3 à 12 mm, lorsqu'on la met en contact avec une base, et une pierre ponce ayant une granulométrie de 0,1 à 3 mm, lorsqu'on la met en contact avec un acide. La durée de mise en contact est d'au moins 3 mn. Elle est en général comprise entre 3 et 10 mn. On règle, de préférence, le débit d'entrée des eaux usées par rapport au volume d'une première cuve contenant le lit de filtration ayant été mis en contact avec une base, de manière à y avoir un temps de séjour compris entre 1 heure et 7 heures. Le temps de séjour dans l'autre (les autres cuves) est, de préférence, le même. Comme bactéries aérobies, on peut utiliser, notamment, 30 gemmatimonadète, aurantiaca. Comme bactéries anaérobies, on peut utiliser, notamment, Clostridium butryricum. On effectue l'ensemencement de la manière suivante. On met une quantité de 150 à 500 grammes de bactéries par charge de lit de filtration. On incorpore les bactéries au lit de la manière suivante. On utilise de la poudre pour élevage sur lits bactériens. On met les bactéries au début des opérations et ensuite on maintient l'activité bactérienne en ne renouvelant que les 2/3 ou 4/5 du lit de filtration. L'invention vise aussi une installation de filtration des eaux usées, qui comprend une première cuve ayant un lit de filtration en pierre ponce débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec une base et ensemencée de bactéries aérobies et un conduit partant du sommet de cette première cuve et allant au fond d'une deuxième cuve, contenant un lit de filtration constitué de pierre ponce débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec un acide minéral, autre que l'acide fluorhydrique, et ensemencée de bactéries anaérobies. On a obtenu de bons résultats lorsque le volume du lit de filtration d'une cuve représente de 60 % à 95 % et, de préférence de 85 % à 90 % du volume de la cuve, la masse filtrante ne doit pas être libre mais compensée par une mousse de compression. De préférence, l'installation comprend, en outre, une troisième cuve contenant un lit de filtration en pierre ponce débarrassée des cendres et ayant été mise en contact avec un acide minéral, autre que l'acide fluorhydrique, et ensemencée de bactéries aérobies, un conduit mettant en communication le sommet de la deuxième cuve avec le fond de la troisième cuve. L'installation est, de préférence, itinérante en étant montée sur un véhicule. De préférence, la pierre ponce ayant subi une mise en contact avec une base a une granulométrie de 3 à 12 mm et celle ayant subi une mise en contact avec un acide a une granulométrie de 0,1 à 3 mm. De préférence, l'installation comprend une quatrième cuve contenant un lit de filtration en pierre ponce débarrassée des cendres et ayant été mise en contact avec une base et ensemencée de bactéries aérobies, un conduit mettant le sommet de la quatrième cuve en communication avec le fond de la troisième cuve et un conduit mettant le sommet de la troisième cuve en communication avec le fond de la deuxième cuve. Les première et quatrième cuves ont des conduits d'entrée débouchant au fond des cuves et les deuxième et troisième cuves ont des conduits de sortie. Tous les conduits sont flexibles et transparents et ont des robinets d'arrêt. Suivant la couleur des eaux, l'opérateur peut savoir s'il convient de changer le lit de filtration de la cuve ou de passer à un mode inverse de fonctionnement. Toutes les cuves sont fermées, mais ont au sommet un trou d'homme pour l'introduction du lit et au fond une trappe d'évacuation du lit usé. L'installation a ainsi quatre cuves, les trois premières disposées suivant l'ordre indiqué ci-dessus et la quatrième étant identique à la première. On peut faire fonctionner d'abord les trois premières, puis, lorsque la première a besoin d'être remplacée, faire fonctionner les trois autres en inversant l'ordre, c'est-à-dire en envoyant premièrement les eaux usées dans la quatrième cuve, les eaux usées passant ensuite dans la troisième et la deuxième passant dans chaque cuve de bas en haut. De préférence, on inverse le fonctionnement, par exemple toutes les 1 à 6 heures, même quand la première cuve fonctionne encore bien, pour mieux conserver l'activité bactérienne. C'est en effet la cuve qui reçoit la première les eaux usées qui a besoin d'être remplacée le plus tôt. Suivant un perfectionnement, on monte à la sortie de l'installation une roue à aube pour activer un oxygénateur de lutte contre l'eutrophisation de l'eau. De plus, en installant à la sortie un système de fabrication d'hypochlorite de sodium, on peut obtenir de l'eau potable utilisable pour l'irrigation de parcelles agricoles ou de jardins. La figure unique, donnée uniquement à titre d'exemple, 15 est une vue schématique en coupe d'une installation suivant l'invention. L'installation représentée à la figure est montée sur la plateforme d'un camion. Elle comprend une première cuve I, une deuxième cuve II, une troisième cuve III et 20 une quatrième cuve IV. La première cuve contient un lit de filtration, représentant 85 % de son volume, d'une pierre ponce d'une granulométrie de 5 à 10 mm, qui a été mise en contact avec de la soude pendant 5 minutes et qui a été égouttée 25 avant d'être mise dans la cuve I. La cuve II contient un lit de pierre ponce représentant 85 % de son volume, qui a été mise en contact avec de l'acide sulfurique. La pierre ponce a une granulométrie de 0,5 à 2 mm. La cuve III contient un lit de pierre ponce identique à celui de la cuve II et la cuve IV a un lit de pierre ponce identique à celui de la cuve I. Chaque cuve fermée a un trou d'homme au sommet et une 5 trappe au fond. La cuve I comprend un conduit 1 d'entrée débouchant au fond de celle-ci. La cuve IV comprend également un conduit 2 d'entrée débouchant au fond de celle-ci. Du sommet de la cuve I part un conduit 3, qui débouche au 10 fond de la cuve II. Du sommet de la cuve II part un conduit 4, qui débouche au fond de la cuve III. Du sommet de la cuve III part un conduit 5 de sortie. Du sommet de la cuve IV part un conduit 6, qui débouche au fond de la cuve III. En dérivation du conduit 5 part un conduit 7, 15 qui débouche au fond de la cuve II. Un conduit 8 en dérivation du conduit 4 est un conduit de sortie. Tous ces conduits sont munis de robinets d'arrêt, les conduits d'entrée 1 et 2 étant munis de clapets antiretour. On fait fonctionner l'installation en envoyant des eaux 20 usées par le conduit 1 dans la cuve I, puis par le conduit 3 dans la cuve II, puis par le conduit 4 dans la cuve III en faisant sortir des eaux claires par le conduit 5. Lorsque le pouvoir d'épuration de la cuve I est épuisé, on envoie les eaux usées par le conduit 2 25 dans la cuve IV, de celle-ci dans la cuve III par le conduit 6 et de la cuve III dans la cuve II par le conduit 7, en faisant sortir des eaux claires par le conduit 8. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'eaux usées, caractérisé en ce que : on fait passer les eaux usées à travers un lit de filtration, constitué de pierre ponce débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec une base et ensemencée de bactéries aérobies, de manière à obtenir des eaux usées traitées par une base, on fait passer les eaux traitées par une base à travers un lit de filtration de pierre ponce, débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec un acide minéral, autre que l'acide fluorhydrique, et ensemencée de bactéries aérobies. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on met la pierre ponce en contact avec de 5 à 10 % en volume de base et avec de 8 à 12 % en volume d'acide. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pierre ponce ayant été soumise à une mise en contact avec une base a une granulométrie de 3 à 12 mm, tandis que celle ayant été soumise à une mise en contact avec un acide a une granulométrie de 0,1 à 3 mm. 4. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel on fait passer les eaux usées à travers les lits de filtration de bas en haut. 5. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on ne renouvelle que les 2/3 ou 4/5 des lits de filtration. 6. Installation de filtration des eaux usées, qui comprend une cuve, ayant un lit de filtration en pierre ponce débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec une base et ensemencée de bactéries aérobies et un conduit partant du sommet de cette première cuve et allant au fond d'une deuxième cuve fermée, contenant un lit de filtration constitué de pierre ponce débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec un acide minéral, autre que l'acide fluorhydrique, et ensemencée de bactéries aérobies. 7. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, une troisième cuve, contenant un lit de filtration en pierre ponce débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec un acide minéral, autre que l'acide fluorhydrique, et ensemencée de bactéries aérobies, un conduit mettant en communication le sommet de la deuxième cuve avec le fond de la troisième cuve. 8 Installation suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'elle comprend une quatrième cuve, contenant un lit de filtration en pierre ponce débarrassée des cendres, ayant été mise en contact avec une base et ensemencée de bactéries aérobies, un conduit mettant le sommet de la quatrième cuve en communication avec le fond de la troisième cuve et un conduit mettant le sommet de la troisième cuve en communication avec le fond de la deuxième cuve.9. Installation suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que la pierre ponce ayant été mise en contact avec une base a une granulométrie de 3 à 12 mm et celle ayant été mise en contact avec un acide a une granulométrie de 0,1 à 3 mm. 10. Installation suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que le volume du dit de filtration dans une cuve représente de 85 à 90 % du volume de la cuve.