Brevet FR3014865A1 — publié le 20150619

Dispositif de traitement des eaux usées et installation utilisant un tel dispositif Domaine technique L'invention concerne un dispositif d'assainissement des eaux usées ainsi qu'une installation d'assainissement utilisant un tel dispositif. Etat de la technique On connaît des installations d'assainissement destinées à l'épuration des eaux usées domestiques pour un rejet vers le milieu hydraulique superficiel ou une infiltration des eaux traitées dans le sol. Ces installations d'assainissement sont adaptées à l'épuration des eaux usées domestiques de nature biodégradable. Elles comprennent généralement, dans le sens de l'écoulement des eaux, d'une part, au moins une fosse toutes eaux dont l'objet est de réaliser un prétraitement anaérobie des eaux usées brutes et d'autre part, un dispositif de filtration assurant la filtration aérobie des eaux usées prétraitées, de manière gravitaire. Les eaux usées brutes s'écoulent des divers regards de collecte de l'habitation vers la fosse toutes eaux. Dans la fosse toutes eaux, les graisses et autres flottants s'accumulent en surface pour y former le chapeau, tandis que les matières en suspension décantent en fond pour y former les boues. Ces boues sont digérées par fermentation anaérobie au fil du temps. Un préfiltre décolloïdeur, en sortie de fosse toutes eaux, permet de piéger les matières en suspension, les graisses et flottants résiduels, qui pourraient obstruer des orifices de rampes de répartition du dispositif de filtration aérobie. Eventuellement, un dégraisseur complète l'installation d'assainissement, dans le cas où la fosse toutes eaux ne pourrait être implantée à proximité immédiate de l'habitation. Le dispositif de filtration assure la filtration aérobie des eaux prétraitées. Bien souvent, ce dispositif est constitué d'une cuve intégrant plusieurs étages de filtration utilisant un média filtrant en laine de roche. Le procédé épuratoire repose sur les propriétés de ce média filtrant, notamment sur sa surface spécifique, son pouvoir de filtration et de biofiltration, et sa capacité de rétention en eau. Les effluents prétraités, s'écoulant de la fosse toutes eaux, se répartissent sur la surface du lit de filtration au moyen de rampes de dispersion réglable et s'infiltrent dans le premier étage de filtration pour y être épurés. Les matières en suspension résiduelles s'y déposent et s'y accumulent pour y être progressivement, au fil du temps, digérées et minéralisées. Le premier étage de filtration dispose d'une ventilation permettant la circulation de l'air au-dessus et partiellement au travers du premier étage de filtration du filtre. S'écoulant du premier étage de filtration, les effluents ruissellent par gravité sur un garnissage plastique, lequel forme un espace de réaération en amont d'un deuxième étage de filtration. Ce garnissage plastique peut être constitué d'anneaux en polyéthylène. C'est ainsi que les effluents se réaérent et se rechargent en oxygène avant de s'infiltrer dans le deuxième étage de filtration. Chaque étage de filtration, est constitué de plusieurs couches successives de média filtrant. Chacune de ces couches est obtenue en disposant des sacs contenant des morceaux de laine de roche, perméables aux liquides, selon une configuration donnée. Le deuxième étage de filtration, l'espace de réaération et le premier étage de filtration sont, en pratique, obtenus par un empilement de sacs perméables aux liquides, contenant le média filtrant, à savoir des morceaux de laine de roche, pour constituer les étages de filtration, et des anneaux plastiques pour l'espace de réaération. Ce type d'installation permet ainsi l'obtention d'un effluent traité de qualité conforme aux exigences requises pour le rejet des eaux usées traitées dans le milieu naturel. Elle nécessite toutefois un entretien pour la fosse toutes eaux, tel que la vidange des boues de décantation, et des graisses et flottants, lorsque leur accumulation devient trop importante. Le renouvellement et l'élimination en centre de retraitement du média filtrant du dispositif de filtration aérobie doit également être prévu lorsque son encrassement devient excessif. Ce renouvellement est difficile à prévoir et coûteux, l'encrassement du média filtrant dépendant étroitement des caractéristiques des effluents bruts à traiter, des charges hydrauliques et charges de pollution reçues sur l'ouvrage. On connaît aussi d'autres dispositifs de filtration comportant une cuve emplie des effluents en provenance de la fosse toutes eaux. Une installation d'aération comportant un compresseur injecte de l'air au fond de la cuve, de manière à fournir de l'oxygène pour une dégradation aérobie et pour agiter le mélange. Ce système nécessite de l'électricité pour fonctionner et nécessite une maintenance spécifique à cette installation d'aération. L'invention a pour but de pallier les inconvénients exposés en proposant un dispositif de filtration aérobie facile à entretenir et ne nécessitant pas d'énergie additionnelle, notamment électrique. Description de l'invention Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un dispositif d'assainissement d'eaux usées comportant une cuve comportant un fond et contenant un média filtrant reposant sur le fond, une rampe de dispersion en partie supérieure de la cuve pour déverser les eaux usées sur le média filtrant, un orifice d'évacuation en partie inférieure de la cuve et un système d'aération de l'intérieur de la cuve, caractérisé en ce que le média filtrant est formé de blocs de mousse de céramique perméable. La perméabilité de la mousse de céramique permet de réaliser une filtration des eaux chargées qui sont déversées en partie supérieure de la cuve. Du fait que le média est sous forme de blocs, la circulation d'air est possible entre eux, ce qui permet l'oxygénation de l'eau dans tout le volume de la cuve, contrairement à la laine de roche qui, lorsqu'elle est imbibée d'eau, ne permet pas à l'air d'y entrer. Selon l'invention, il n'est donc pas nécessaire de prévoir d'espace d'aération, ce qui simplifie le remplissage de la cuve et laisse le volume entièrement disponible pour le média de filtration. Des bactéries peuvent se développer sur et dans le média qui constitue ainsi un habitat pour les bactéries. On constate une augmentation significative de la surface disponible pour la croissance et le support des bactéries par rapport au support en laine de roche, avec un niveau supérieur à 1000 m2/m3. Un autre avantage du média est qu'il peut être nettoyé, par exemple par des jets d'eau à haute pression. Le nettoyage peut avoir lieu directement dans la cuve ou après extraction du média. La maintenance du dispositif ne génère pas de déchets à mettre en décharge. Selon des caractéristiques particulières du média : - les blocs de mousse ont une taille comprise entre 0,5 et 10 cm ; cette taille permet une manipulation facile et la constitution d'espaces d'aération entre les blocs suffisants pour permettre la circulation de l'air ; - la mousse de céramique comporte des pores ouverts de taille comprise entre 0,5 et 5 mm ; - la mousse de céramique a une porosité comprise entre 50 et 90% ; la partie essentielle du média est utilisée pour réserver de l'espace aux bactéries, à la matière solide retenue et à la circulation de l'air. Selon d'autres caractéristiques du dispositif, le système d'aération comporte un conduit d'entrée s'étendant verticalement à l'intérieur de la cuve et comportant au moins un orifice d'aération débouchant dans la cuve et un raccord en partie supérieure de la cuve. Le conduit d'entrée permet de réserver un passage pour l'air vers l'intérieur de la cuve, en particulier vers le niveau inférieur de celle-ci. De manière complémentaire, le système d'aération comporte un raccord de sortie en partie supérieure de la cuve. On peut ainsi créer une circulation d'air entre l'entrée et la sortie, garantissant un bon niveau d'aération de la cuve. L'invention a aussi pour objet une installation d'assainissement comportant une fosse toutes eaux, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispositif de traitement tel que décrit précédemment, sa rampe de dispersion étant connectée en aval de la fosse toutes eaux. De manière particulière, le conduit d'entrée est connecté à un reniflard débouchant à l'air libre. Selon une autre caractéristique de l'installation, le raccord de sortie est relié à une conduite débouchant en hauteur. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence à la figure 1 qui est une vue en coupe verticale d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE En se référant à la figure 1, un dispositif d'assainissement d'eaux usées conforme à un mode de réalisation de l'invention comporte une cuve 1 comportant un fond 10, des parois latérales 11 et un couvercle 12 fixe comportant une trappe 121 d'accès. La cuve 1 est destinée à être installée avec le fond 10 en bas et la trappe 121 en haut. Par la suite, on fait référence à cette orientation pour décrire la position et l'orientation des organes du dispositif. La cuve 1 comporte un orifice d'évacuation 13 en partie inférieure, agencé sous la forme d'un raccord afin de pouvoir y connecter une conduite d'évacuation, non représentée. L'orifice d'évacuation 13 n'est pas aligné avec le fond 10, mais est placé à un niveau légèrement supérieur, afin de maintenir une réserve 14 de liquide dans la cuve 1. Pour l'entrée des eaux usées, le dispositif comporte une rampe 15 de dispersion en partie supérieure de la cuve 1 pour déverser les eaux usées de manière répartie sur la section supérieure de la cuve 1. La rampe 15 est simplement une conduite s'étendant horizontalement ou avec une légère pente et munie de trous 150 pour laisser s'écouler l'eau. La rampe 15 traverse l'une des parois latérales 11 et comporte un raccord 151 disposé à extérieur de la cuve 1. Le dispositif comporte en outre un système d'aération 16 de l'intérieur de la cuve 1. Le système d'aération 16 comporte un conduit d'entrée 161 s'étendant verticalement à l'intérieur de la cuve 1 et comportant une série d'orifices d'aération 1610 répartis sur la hauteur de la cuve 1. Le conduit d'entrée 161 comporte en outre un raccord 1611 en partie supérieure de la cuve 1 et à l'extérieur de celle-ci. La figure fait apparaître un reniflard 2 connecté à ce raccord 1611 et permettant l'entrée de l'air. En complément, le système d'aération 16 comporte un raccord de sortie 162 en partie supérieure de la cuve 1. Ce raccord de sortie 162 est destiné à être relié à une conduite, non représentée, débouchant en hauteur. Typiquement, cette conduite est fixée au mur d'une maison et débouche au niveau du pignon. La cuve 1 est remplie d'un média 17 filtrant reposant sur le fond 10. Le média 17 filtrant est formé de blocs de mousse de céramique perméable. Les blocs de mousse ont une forme de parallélépipèdes rectangles de dimension approximative de 1 x 4 x 6 cm. La mousse de céramique comporte des pores ouverts de taille comprise entre 0,5 et 5 mm, avec une porosité comprise entre 50 et 90%. Lors de l'installation du dispositif de traitement, celui-ci est posé enterré, semi enterré ou en aérien. Il reçoit l'évacuation de la fosse toutes eaux placée en amont au niveau de la rampe 15. Dans certaines configurations, un filtre décolloïdeur peut être installé en intermédiaire. Comme indiqué précédemment, la conduite d'entrée du système d'aération 16 est reliée à un reniflard et le raccord de sortie 162 est relié à une conduite débouchant en hauteur. L'orifice d'évacuation 13 est relié à une conduite débouchant dans la nature. Après l'installation de la cuve 1, celle- ci est remplie avec le média 17 filtrant jusqu'au niveau repéré A sur la figure 1. En fonctionnement, l'eau qui arrive est dispersée sur le média 17. Elle s'écoule à travers celui-ci en se déchargeant des matières en suspension, jusqu'à atteindre la réserve 14 qui couvre le fond 10 de la cuve 1. L'eau de la réserve 14 déborde et est évacuée par l'orifice d'évacuation 13. Les bactéries à aérobie se développent sur et dans les pores du média 17 de manière à dégrader la matière retenue. Dans le cas où le système de traitement n'est pas utilisé pendant une longue période, les pores des blocs de média 17 constituent un abri pour les bactéries, de telle sorte que celles-ci se réactivent facilement lorsque la cuve 1 est à nouveau alimentée depuis la fosse toutes eaux. Les bactéries se développent également dans l'eau de la réserve 14. S'il est nécessaire de faire un nettoyage du dispositif, on ouvre la cuve 1 en déposant la trappe 121, et on procède au nettoyage par un jet d'eau à haute-pression. On peut utiliser le conduit d'entrée 161 du système d'aération 16 pour passer un tuyau afin de pomper l'eau en excédent au fond 10 de la cuve 1. De même on peut passer une canne par la même conduite pour accéder au média 17 à différents niveaux par l'intermédiaire des orifices d'aération. Il est donc possible de réaliser des opérations de maintenance du média 17 de filtration sans extraire celui-ci. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple. Le raccord de sortie peut être prévu en lien avec la rampe de dispersion. REVENDICATIONS1. Dispositif d'assainissement d'eaux usées comportant : - une cuve (1) comportant un fond (10) et contenant un média (17) filtrant reposant sur le fond (10), - une rampe (15) de dispersion en partie supérieure de la cuve (1) pour déverser les eaux usées sur le média (17) filtrant, - un orifice d'évacuation (13) en partie inférieure de la cuve (1) et - un système d'aération 16 de l'intérieur de la cuve (1), caractérisé en ce que le média (17) filtrant est formé de blocs de mousse de céramique perméable. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les blocs de mousse ont une taille comprise entre 0,5 et 10 cm. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la mousse de céramique comporte des pores ouverts de taille comprise entre 0,5 et 5 mm. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la mousse de céramique a une porosité comprise entre 50 et 90%. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le système d'aération (16) comporte un conduit d'entrée (161) s'étendant verticalement à l'intérieur de la cuve (1) et comportant au moins un orifice d'aération (1610) et un raccord (1611) en partie supérieure de la cuve (1). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le système d'aération (16) comporte un raccord de sortie (162) en partie supérieure de la cuve (1). 7. Installation d'assainissement comportant une fosse toutes eaux, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 6, sa rampe de dispersion étant connectée en aval de la fosse toutes eaux. 8. Installation selon la revendication 7, comportant un dispositif selon la revendication 5 et dans laquelle le conduit d'entrée est connecté à un reniflard débouchant à l'air libre. 9. Installation selon l'une des revendications 7 ou 8, comportant un dispositif selon la revendication 6 et dans laquelle le raccord de sortie est relié à une conduite débouchant en hauteur.