Brevet FR3042490A1 — publié le 20170421

La présente invention se rapporte au domaine des équipements de traitement des effluents aqueux pollués ; elle concerne, en particulier, un dispositif destiné au traitement par dégradation biologique des matières organiques présentes dans les circuits d'évacuation et/ou de traitement des effluents domestiques tels que les eaux usées et les eaux vannes des immeubles ou des ateliers agroalimentaires. Les stations d'épuration actuellement utilisées comportent de grands bassins dans lesquels se trouvent des boues activées aérobies comportant une large fraction des matières polluantes et des microorganismes en suspension contenus dans les effluents aqueux polluées que l'on y déverses ; ces bassins sont aérés pour provoquer une dégradation des polluants sous l'action des microorganismes, notamment des bactéries, en milieu oxygéné (voir le brevet FR2282550, page 22, lignes 5-22 et les brevets US3915853 et US5531898). Mais l'épuration n'est généralement pas suffisante pour que l'eau traitée soit considérée comme dépolluée, de sorte qu'il est nécessaire, à la suite du traitement par les boues activées aérobies, de mettre en oeuvre un système de type décanteur qui, par sa partie basse, assure le recyclage partiel des boues dans le bassin aéré ainsi que le soutirage des boues non recyclées et, par sa partie haute, fournit un débit d'eau dépolluée rejetée en milieu naturel, ce débit permettant de maintenir un niveau liquide sensiblement constant à l'intérieur du bassin aéré. La clarification ainsi obtenue n'est satisfaisante que pour des concentrations de matières volatiles en suspension (MVS) (à savoir microorganismes et notamment bactéries) inférieures à environ 4g/1 dans le bassin. En effet, pour que la floculation se passe bien dans le décanteur, il faut que les microorganismes ne soient pas sous-alimentés par le liquide qui les environne sans quoi ils utilisent les matières nutritives présentes pour assurer en priorité leur propre alimentation et leur production de biopolymères devient insuffisante pour assurer l'agglomération des matières constitutives des flocs. Mais, il faut également que les matières nutritives ne soient pas excédentaires pour que les microorganismes ne se développent pas trop rapidement, ce qui ne donnerait pas aux biopolymères produit un temps suffisant pour assurer par collage une bonne agglomération du floc. Il est donc obligatoire de maintenir un niveau d'alimentation en polluant et un temps de séjour des boues dans le bassin, ce qui limite la productivité de l'installation. En d'autres termes, l'utilisation, en complément d'un bassin à boues activées aérobies, d'un matériel de décantation, limite la productivité de l'élément de station d'épuration concerné, car la pollution dans le décanteur doit rester dans une gamme donnée si l'on veut que la dépollution due au décanteur soit efficace. 3042490 2 L'homme du métier, pour chiffrer le fonctionnement ci-dessus décrit, a défini une valeur MVS, qui repère l'importance de la pollution d'une eau (matière volatile en suspension). Pour évaluer MVS, l'eau polluée d'un échantillon est évaporée à 100°C sous pression réduite et le résidu (poids R) est calciné à 550°C, ce qui donne le poids (q) des matières minérales : la valeur 5 R-q donne le poids des microorganismes dans l'échantillon. De plus, l'activation des boues du bassin est repérée par une valeur DB05, qui correspond au poids d'oxygène absorbé en 5 jours par un échantillon d'eau pollué où l'on fait buller de l'oxygène. On définit alors un coefficient DBos et il a été constaté que la floculation dans de charge massique C. par la formule C.- msv un décanteur se déroule correctement si l'on a 0,2 REVENDICATIONS1. Elément de station d'épuration d'un flux aqueux pollué renfermant des matières organiques dissoutes ainsi que des matières solides et des microorganismes en suspension, élément de station dans lequel le flux pollué alimente le côté amont d'un bassin aéré (1,101) ouvert à sa 5 partie supérieure, ledit bassin coopérant avec au moins une unité de dépollution pour fournir, en sortie, un flux d'eau dépollué clarifié, caractérisé en ce que l'unité de dépollution (6,106) est au moins partiellement immergée dans le bassin (1,101), ladite unité comportant au moins un séparateur de zones traversé par le flux aqueux pollué du bassin (1,101), séparateur dont l'une des faces dite « face amont » reçoit directement le flux aqueux pollué du bassin alors que 10 l'autre face dite « face aval » aliment un déversoir (14,F1), qui évacue l'eau dépolluéevers l'extérieur du bassin (1,101), les liquides des deux zones délimitées par le séparateur étant soumis à la même pression externe Po, ledit séparateur de zones comportant, sur sa face amont, une grille (4,104) recouverte, du côté amont du bassin (1,101), par une couche (5,105) fibreuse ou filamenteuse, qui arrête la majeure partie des matières solides en suspension du 15 flux d'alimentation du bassin (1,101), un biofilm étant généré et progressivement développé sur ladite couche (5,105) fibreuse ou filamenteuse à partir des microorganismes multipliés grâce aux matières organiques contenues dans le flux aqueux encore pollué, qui la traversent sous l'effet de la différence de pression entre les faces amont et aval du séparateur, ledit biofilm assurant à lui seul la fonction, qui permet d'obtenir la clarification et, si nécessaire la 20 dépollution concomitante et complémentaire du flux aqueux traité par l'élément de station. 2. Elément de station d'épuration selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression Po est la pression atmosphérique et que le débit liquide déversé hors d'une unité (6,106) est défini par le positionnement du déversoir (14,F1) par rapport au niveau du liquide pollué du côté amont du bassin (1,101), la couche (5,105) fibreuse ou filamenteuse étant en totalité au-dessous 25 du niveau du déversoir. 3. Elément de station d'épuration selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le poids d'une unité de dépollution (6,106) est supporté par le bassin aéré (1,101). 4. Elément de station d'épuration selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la face aval du séparateur de zones de l'unité de dépollution (6,106) est recouverte d'un écran 30 (7,107), perméable au liquide du bassin (1,101) au moins partiellement dépollué par son passage à travers la face amont du séparateur. 3042490 11 5. Elément de station d'épuration selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie basse de l'écran (7,107), comporte un dispositif d'évacuation (10,110) des matières solides. 6. Elément de station d'épuration selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une unité de la station peut être désolidarisée de ses moyens de liaison sur le bassin pour permettre son remplacement, lorsque sa fonction de dépollution devient insuffisante. 7. Elément de station d'épuration selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'unité de dépollution (6,106) permet de faire des contrôles visuels ou analytiques pour évaluer l'efficacité de dépollution et de clarification obtenues. 8. Elément de station d'épuration selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la grille (4) du séparateur d'une unité de dépollution (6) a une forme cylindrique et la base de l'écran (7) a une forme conique. 9. Elément de station d'épuration selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie conique (9) de l'écran (7) est raccordée à la bordure basse de la grille (4). 10. Elément de station d'épuration selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le bassin (1) a une forme cylindrique d'axe vertical et comporte une pluralité d'unités de dépollution (6) d'axes parallèles régulièrement réparties dans le bassin (1). 11. Elément de station d'épuration selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le bassin (101) a , vu au plan, une forme allongée dans le sens de l'écoulement du flux pollué entrant, le flux sortant par le déversoir étant extrait de la zone de bassin la plus éloignée de celle qui reçoit le flux entrant, la grille (104) du séparateur d'une unité de dépollution (106) étant disposée transversalement par rapport au déplacement du flux aqueux pollué dans le côté amont du bassin (101). 12. Elément de station d'épuration selon la revendication 11, caractérisé en ce que le bassin aéré (101) est, vu en plan, sensiblement rectangulaire et la grille (104) du séparateur d'une unité de dépollution (106) est plane et sensiblement perpendiculaire au courant du flux pollué dans le côté amont du bassin (101). 13. Elément de station d'épuration selon l'une des revendications 4 et 11 ou 4 et 12, caractérisé en ce que l'écran (107) est associé, le long de son arête inférieure, à une goulotte (110), qui constitue le dispositif d'évacuation des matières solides récupérées par l'écran (107). 3042490 12 14. Elément de station d'épuration selon la revendication 13, caractérisé en ce que la goulotte (110) est solidaire de la base de la grille (104). 15. Elément de station d'épuration selon l'une des revendications 3 et 14, caractérisé en ce que la goulotte (110) repose sur le fond du bassin (101), qui supporte ainsi le poids de l'unité de 5 dépollution (106). 16. Procédé d'épuration d'un flux aqueux pollué renfermant des matières organiques dissoutes ainsi que des matières solides et des microorganismes en suspension, le flux pollué alimentant le côté amont d'un bassin aéré ouvert à sa partie supérieure, ledit bassin (1,101) coopérant avec au moins une unité de dépollution pour fournir, en sortie, un flux d'eau dépollué clarifié, 10 caractérisé en ce que l'unité de dépollution (6,106) est au moins partiellement immergée dans le bassin (1,101), ladite unité comportant au moins un séparateur de zones traversé par le flux aqueux pollué du bassin, séparateur dont l'une des faces dite « face amont » reçoit directement le flux aqueux pollué du bassin, alors que l'autre face dite « face aval » alimente un déversoir (14,F1), qui évacue l'eau dépolluée vers l'extérieur du bassin, les liquides des deux zones 15 délimitées par le séparateur étant soumis à la même pression externe, ledit séparateur de zones comportant, sur sa face amont, une grille (4,104) recouverte, du côté amont du bassin (1,101), par une couche (5,105) fibreuse ou filamenteuse, qui arrête la majeure partie des matières solides en suspension du flux d'alimentation du bassin, un biofilm étant généré et progressivement développé sur ladite couche (5,105) fibreuse ou filamenteuse à partir des 20 microorganismes multipliés grâce aux matières organiques contenues dans le flux aqueux encore pollué, qui la traversent sous l'effet de la différence de pression entre les faces amont et aval du séparateur, ledit biofilm assurant à lui seul la fonction, qui permet d'obtenir la clarification et, si nécessaire, la dépollution concomitante et complémentaire du flux aqueux traité.