<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE DE TRAITEMENT DES EAUX D'EGOUT"
L'invention concerne le traitèment des eaux d'égout et a pour objet un procédé perfectionné de tracement des eaux d'égout et eaux résiduelles analogues. Elle concerne plus particulièrement un procédé biologique perfectionné d'élimination des matières putrescibles des eaux d'égout et eaux résiduelles analogues.
Les eaux d'égout ordinaires contiennent des matières organiques putrescibles et des bactéries oxydantes ou purifiantes. Les matières putrescibles sont'à l'état soluble ou dissous et à l'état insoluble sous forme de matières solides en suspension. Lorsque les bactéries oxydantes sont mises en
<Desc/Clms Page number 2>
présence de l'oxygène, elles tendent à croître et à pulluler, les matières organiques putrescibles de l'eau dégoût servant à les, nourrir pour les faire croître et étant ainsi consommées 'et éliminées en donnant lieu. à la purification de l'eau d'égout.
L'élimination-des matières putrescibles des liquides impurs s'effectue dans la nature, par exemple dans l'eau courante des rivières dans laquelle l'air peut être absorbé pour nourrir les bactéries de purification, mais l'opération est lente et le procédé ne peut être appliqué avec avantage à la purification des eaux d'égout dans les régions à population dense. Il existe des procédés de traitement artificiel des eaux d'égout connus ayant pour but d'accélérer l'activité de purification des bactéries oxydantes. Par exemple, dans le filtre à ruissellement, les bactéries oxydantes sont concentrées dans un complexe organique qui se développe naturellement ou spontanément à la surface des pierres et l'aération est obtenue en faisant passer l'eau d'égout sous forme de pellicules minces sur les pierres et en contact avec l'air.
Le procédé à la boue activée consiste à effectuer l'aération en injectant de l'air sous pression dans le mélange de l'eau d'égout et de la boue activée.
Dans le procédé suivant l'invention, on emploie un complexe ou mère organique se développant naturellement ou spontanément et contenant des bactéries oxydantes semblables à celles qui se développent dans le procédé du filtre à ruissellement, se formant sur un support approprié, ce complexe étant aéré ou soumis de tout autre maniere à l'action de l'oxygène pour obtenir l'oxygène servant à nourrir le,s bactéries.
La mère contenant les bactéries oxydantes est soumise à l'action de l'oxygène (1) uniquement au moyen de l'oxygène dissous dans l'eau dégoût amenée en contact avec la matrice, ou (2) au moyen d'une aération par exposition intermittente de la mère à l'action del'air, par exemple en exposant la mère alternativement à l'action de l'eau d'égout en traitement et de l'air, ou (3) à la fois au moyen de l'oxygène dissous dans l'eau d'égout et amené en contact avec la mère et au moyen de l'aération par exposition intermittente de la mère à l'action de l'air. Les bactéries sont alimentées par les matières putrescibles contenues dans l'eau d'égout.
Le nourrissage ou l'alimentation des bactéries est continu lorsque la seule source d'oxygène est l'oxygène dissous dans l'eau d'égout, et il est intermittent lorsqu'une aération intermittente sert à fournir la totalité ou une
<Desc/Clms Page number 3>
partie de l'oxygène nécessaire aux bactéries.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé par l'établissement et le maintien d'un état d'équilibre entre les quantités d'oxygène et de nourriture fournies aux bacté- ries pour obtenir la nourriture et l'oxygène nécessaires à la croissance et'à la pulluation des bactéries, et réaliser l'élimination des matières putrescibles dissoutes, et pour obtepir une boue susceptible de se déposer et contenant les matières putrescibles en suspension qui se trouvent au début dans l'eau d'égout..Suivant une forme de réalisation choisie de préférence du procédé de l'invention, on établit et on maintient une relation déterminée entre la quantité d'oxygène dissous contenue dans l'eau d'égout,
et la quantité d'oxygène biochimique qui est nécessaire dans l'eau d'égout pour provo- quer la croissance et la pullulation des bactéries, empêcher l'eau d'égout de devenir septique ,et obtenir une boue sus- ceptible de se déposer, et contenant les matières putres- cibles en suspension qui se trouvent au début dans l'eau d'égout .
Le procédé suivant l'invention peut être mis en pratique d'une manière avantageuse en formant ou Etablis- sant une masse d'eau d'égout à traiter dans un récipient de retenue approprié et en amenant l'eau d'égout contenue dans le récipient en contact avec, la mère contenant les bactéries oxydantes. De préférence, la mère est formée ou posée sur un support solide approprié, disposé dans le récipient d'une manière et dans une position permettant d'obtenir un contact aussi efficace que possible entre l'eau d'égout et la mère.
Le support.peut être construit et disposé soit sous forme fi- xe, soit sous forme mobile par rapport au récipient de rete- nue, et à la masse de l'eau d'égout qui y est contenue, pendant l'opération. L'eau d'égout à traiter peut être. intro- duite dans le récipient de retenue d'une manière continue ou intermittente, et l'eau d'égout traitée peut sortir du récipient de retenue d'une manière continue ou intermittente. lorsque le support de la mère est fixe ou que ce support est maintenu d'une manière continue au-dessous de la surface de l'eau d'égout, l'oxygène doit être introduit dans l'eau d'égout par un dispositif auxiliaire tel que par exemple un rotor ou un batteur, un ventilateur ou un injec- teur d'air.
Lorsque le support de la mère est mobile, l'oxy- gène peut être introduit dans l'eau d'égout simplement au
<Desc/Clms Page number 4>
moyen du support mobile ou un dispositif auxiliaire tel que par exemple un rotor, un batteur, un ventilateur ou un injecteur, peut servir en combinaison avec le support. Le support mobile peut être construit et disposé de façon à se trouver alternativement plongé dans l'eau d'égout, et exposé à l'action de l'atmosphère au-dessus de l'eau d'égout. Pendant que la mère du support est exposée à l'action de l'atmosphère, elle absorbe de l'oxygène qui est entrainé et dissous dans l'eau d'égout lorsque le support y revient et y est plongé.
De même des petites gouttes, des particules de brouillard ou de projection de l'eau d'égout résultant du mouvement du support entrant et sortant de l'eau d'égout et passant dans l'atmosphère peuvent absorber de l'oxygène qui pénètre dans L'eau d'égout avec les gouttes existantes, formées au début ou résultant de l'agglomération des particules liquides infinitésimales du brouillard ou des projections.
De plus, le support de la mère peut être construit et fonctionner sous forme de batteur ou d'agitateur mécanique , incorporant l'air dans l'eau d'égout en l'y emprisonnant ou en formant des rides à la surface, ou en agitant cette surface de façon à augmenter la surface d'exposition ou de tout autre manière. Un support rotatif de la mère monté par exemple de façon à être partiellement submergé dans l'eau d'égout et partiellement exposé à l'action de l'atmosphère peut comporter des nervures ou des ailettes qui lorsque le support tourne, le font fonctionner en quelque sorte sous forme de batteur agitant l'eau d'égout et augmentant en même temps la surface de contact avec l'atmosphère et entraînant l'air au-dessous de la surface de l'eau d'égout en l'emprisonnant.
Les nervures ou ailettes du support rotatif peuvent être formées ou disposées de façon que le support avec ses' nervures ou ailettes fonctionne sous forme d'agitateur ou de roue à aubes mélangeant l'eau d'égout.
Le procédé choisi de préférence suivant l'ievention comporte un dispositif servant à mélanger l'eau d'égout dans le récipient de retenue de façon à y maintenir une masse d'eau d'égout de composition sensiblement uniforme.
De préférence l'introduction, la sortie et le mélange, de l'eau d'égout dans une opération dans laquelle l'eau d'égout entre et sort d'une manière continue, sont réglés de façon à obtenir une eau d'égout traitée exigeant une quantité d'oxygène biochimique déterminée et à maintenir
<Desc/Clms Page number 5>
dansle récipient de retenue une masse d'eau d'égout de composition'sensiblement uniforme mais de concentration légèremént décroissante au point de vue des matières putrescibles entre le point d'entrée et le point de sortie, mais dont la quantité d'oxygène biochimique nécessaire n'est pas sensiblement plus grande que celle de l'eau d'égout traitée. Dans cette opération, l'eau d'égout à traiter entre, et l'eau d'égout traitée sort en des points espacés et avec un débit sensiblement constant.
L'eau d'égout subit le traitement pendant des périodes d'assez longues durées comprises par exemple entre une demi heure et une heure et demi, et par conséquent l'eau d'égout à traiter ou non traitée est introduite dans un volume relativement très grand d'eau d'égout partiellement traitée, d'où il résulte que l'eau d'égout non traitée se dilue d'une manière à peu près immédiate par diffusion, et se mélange dans une certaine mesure, Les bactéries peuvent ainsi recevoir une nourriture en concentration relativement faible, mais suffisante et saine et dans des conditions permettant d'éviter les changements ou variations brusques du milieu environnant et de maintenir un rapport sensiblement constant entre l'oxygène dissous et les matières putrescibles, ainsi que l'indique la quantité d'oxygène biochimique nécessaire.
Par exemple pour traiter l'eau d'égout suivant l'invention avec une période de séjour d'une heure, le volume de, l'eau d'égout partiellement traitée dans le récipient de retenue doit être égal à soixante fois le volume de l'eau d'égout non traitée introduit dhaque minute.
L'eau d'égout non traitée est introduite d'une manière continue et le mélange peut s'effectuer de façon à être complètement réalisé au bout d'une minute au plus. Si on désire obtenir et faire sortir de l'installation une eau d'égout traitée dont la quantité d'oxygène biochimique nécessaire n'est pas supérieure à 20 points, l'eau d'égout partiellement traitée dans le récipient se stabilise avec une quantité d'oxygène biochimique nécessaire d'environ 20 points, et l'addition à l'eau d'égout partiellement traitée dans le récipient d'une eau d'égout non traitée dont la quantité d'oxygène biochimique normale nécessaire est d'environ 80 à 120 points tend à n'augmenter la quantité d'oxygène biochimique nécessaire de l'eau d'égout en traitement que de 1 à 1,5 pointa ou de 20 à 21 ou à 21,5 points.
Evidemment les compositions des masses d'eau.d'égout en traitement ne sont
<Desc/Clms Page number 6>
pas identiques, mais il serable bien qu'elles soient suffi- samment voisines, et suffisamment réglables pour qu'il soit possible d'assurer en permanence une vie de bactéries extrêmement vivaces et uniformes. La quantité d'oxygène biochimique nécessaire de l'eau d'égout peut être sensiblement inférieure à 20 points au voisinage immédiat de la sortie de l'eau d'égout traitée, et cette quantité peut varier entre des limites assez étendues, par exemple entre 5 et 20 points.
On peut tenir compte ce ces variations en faisant varier la quantité ou la pullulation et la vivacité de la mère et des bactéries qui dépendent de la quantité de nourriture ainsi que de l'oxygène disponible. Lorsque la proportion des matières putrescibles est telle que la quantité d'oxygène biochimique de l'eau d'égout nécessaire dépasse 20 points sans les excéder sensiblement, la quantité de nourriture est suffisante pour alimenter une forte croissance de la mère avec des bactéries oxydantes, et lorsque l'eau d'égout contient également de l'oxygène dissous en proportion d'au moins une partie pour un million de parties d'eau d'égout, il s'établit et se maintient une croissance vivace, forte et abondante, de la mère.
Une croissance sensiblement uniforme de la mère se maintient dans les portions du récipient de retenue, dans lesquelles la quantité d'oxygène biochimique nécessaire' de l'eau d'égout, est égale ou supérieure d'une manière constante à 20 parties par million. Lorsque l'eau d'égout en traitement contient des matières putrescibles équivalentes à une quantité d'oxygène biochimique nécessaire sensiblement inférieure à 20 parties par million, la quantité de nourriture est insuffisante pour alimenter une forte croissance de la mère. Une croissance forte et vivace de la mère avec des bactéries oxydantes formées pendant une période de nourriture abondante peut provoquer une forte diminution de la quantité d'oxygène biochimique nécessaire pendant une période ultérieure de nourriture moins abondante.
Cette forte diminution résulte de la pénurie de nourriture contenue dans l'eau d'égout qui ne lui permet pas d'alimenter une mère abondante.
Les bactéries tendent à mourir et la mère se désagrège et l'élimination des matières putrescibles redevient efficace dans l'eau d'égout au voisinage de son point de sortie et la nourriture redevient abondante. La nourriture redevenant abondante, les bactéries grossissent et pullulent et une mère relativement forte se reforme.
En d'autres termes,
<Desc/Clms Page number 7>
pendant que l'opération s'exécute, il est possible qu'il existe ainsi des cycles comportant'des périodes de nourriture abondante et des périodes de famine avec croissance corres- pondantes forte et faible, ou limitée, et pendant lesquelles des quantités relativement plus faible et plus forte de matières putrescibles restent dans l'eau d'égout sortant de l'installation. Cependant l'opération peut être conduite de façon à obtenir et faire sortir de l'installation une eau d'égout de composition sensiblement constante au point de vue des matières putrescibles si on considère qu'un liquide effluent final dont la quantité d'oxygène biochimique néces- saire n'est 'pas sensiblement inférieure à 20 points, donne satisfaction.
Si on désire obtenir un produit liquide ef- fluent final dont la quantité d'oxygène biochimique néces- saire est sensiblement inférieure à 20 points, les qualités du produit effluent et de la mere varient dans une certaine mesure ainsi qu'il a été indiqué.
La quantité d'oxygène Biochimique nécessaire dont il est question indique dans chaque cas, à moins d'indications contraires, les résultats d'un essai normal de cinq jours @ consistant dans une incubation d'une durée de cinq jours à une température d'environ 20 C, et faisant connaître la quantité d'oxygène biochimique nécessaire (B.O.D.) en parties d'oxygène par million de parties d'eau d'égout, en poids.
Le procédé suivant l'invention peut être mis en pratique, en introduisant l'eau d'égout à traiter d'une manière continue ou intermittente dans,le récipient de retenue et en faisant sortir de ce récipient l'eau d'égout traitée d'une manière continue ou intermittente. Quels que soient les procédés ou moyens appliqués dans la pratique pour faire entrer ou sortir l'eau d'égout, il est préférable de maintenir les conditions sensiblement constantes ou uniformes au point de vue des teneurs en matières .putrescibles et en oxy- gène dissous dans l'eau d'égout subissant le traitement de façon à maintenir un équilibre avantageux entre l'oxygène et la nourriture.
L'équilibre entre l'oxygène et la nourriture peut être obtenu en prenant des mesures pour maintenir dans la masse de l'eau d'égout subissant le traitement, une quanti- té d'oxygène dissous qui ne soit pas sensiblement inférieure à environ une partie d'oxygène par million de parties d'eau d'égout en poids, et pour maintenir dans l'eau d'égout subissant le traitement une quantité moyenne d'oxygène bio-
<Desc/Clms Page number 8>
chimique nécessaire (B.C.D.) ne dépassant pas sensiblement environ 20 parties d'oxygène par million de parties d'eau d'égout en poids. Des quantités d'oxygène biochimique né- ces;:aires plus fortes peuvent être acceptées si la quantité d'oxygène dissous est maintenue plus forte.
Lorsque la quantité d'oxygène de l'eau d'égout subissant le traitement devient sensiblement inférieure à une partie par million de parties d'eau d'égout dans une opération dans laquelle la quantité moyenne d'oxygène biochimique nécessaire est maintenue normalement à une valeur qui n'est pas sensiblement supérieure à 20 parties par million, la mère qui est normalement de couleur grise assez claire, gélatineuse et même légèrement poreuse et qui se détache facilement du support, devient d'une couleur plus foncée, collante, dense, de consistance goudronneuse, et ne se détache pas facilement du support. Le liquide effluent sortant de l'installation prend un aspect sale, ressemblant à celui de l'effluent d'un bac de Imhoff, et une mauvaise odeur se fait sentir.
La quantité d'oxygène biochimique nécessaire du mélange de l'eau d'égout subissant le traitement et du produit effluent augmente et se maintient dans l'intervalle de 40 à 60 parties par million, même si le B.O.D. de l'eau d'égout ne dépasse pas 80 parties par million. Il est intéressant de remarquer que la couleur de la mère qui se forme dans le procédé suivant 1 invention varie dans une certaine mesure du gris clair et terne au gris avec un reflet brun, suivant son état d'oxydation, le reflet brun étant plus accentué lorsque la mère est plus fortement oxydée.
L'opération se ralentit fâcheusement lorsque la teneur en .oxygène devient inférieure à une partie par million, et les conditions normales ne peuvent être rétablies jusqu'à ce que la teneur en oxygène dépasse une partie par million.
Le rétablissement est très rapide lorsque la teneur en oxygène dépasse sensiblement une partie par million.
Les chiffres du tableau suivant font apparaître l'action produite par des quantités variables d'oxygène dissous contenu dans l'eau d'égout subissant le traitement sur l'élimination des matières putrescibles ainsi que l'indiquent les quantités d'oxygène biochimique nécessaires dans les produits efi'luents résultant du traitement, les autres condi- tions étant maintenues sensiblement identiques, la quantité d'oxygène biochimique nécessaire dans le dépôt formé par l'eau
<Desc/Clms Page number 9>
d'égout déposée étant d'environ 80 parties d'oxygène en poids par million de parties d'eau d'égout en poids.
EMI9.1
<tb>
<tb>
Quantités <SEP> d'oxygène <SEP> dissous <SEP> Quantités <SEP> d'oxygène <SEP> biochidans <SEP> l'eau <SEP> d'égout <SEP> subissant <SEP> mique <SEP> nécessaires <SEP> B.O.D.
<tb> le <SEP> traitement, <SEP> du <SEP> produit <SEP> effluent.
<tb>
(parties <SEP> par <SEP> million) <SEP> (parties <SEP> par <SEP> million)
<tb> 0,1 <SEP> 43
<tb> 0,2 <SEP> 36
<tb> 0,3 <SEP> 27
<tb> 0,4 <SEP> 28
<tb> 0,5 <SEP> 27
<tb> 0,6 <SEP> 27
<tb> 0,8 <SEP> 19
<tb> 0,9 <SEP> 16
<tb> 1,1 <SEP> 18
<tb> 1,3 <SEP> 13
<tb> 1,5 <SEP> 17
<tb> 1,6 <SEP> 12
<tb> 1,8 <SEP> 16
<tb> 2,0 <SEP> 15
<tb> 2,1 <SEP> 13
<tb> 2,5 <SEP> 9
<tb> 2,8 <SEP> 18
<tb> 3,0 <SEP> 13
<tb> 3,4 <SEP> 15
<tb> 4,0 <SEP> 8
<tb> 4,4
<tb> 5,3 <SEP> 7
<tb> 5,6 <SEP> 6
<tb>
On voit d'après le tableau ci-dessus qu'on peut obtenir un produit effluent dont le B.O.D. est inférieur à 20 parties par million lorsque la quantité d'oxygène dissous est équivalente à 0,8 partie au moins par million.
Quoiqu'une teneur d'environ 0,8 partie par million paraisse être une valeur critique et suffisante, on opère de préférence avec une teneur d'au moins 1,0 partie par million pour obtenir une plus grande stabilité. le procédé suivant l'invention peut servir à traiter l'eau d'égout d'un type quelconque susceptible d'être traitée.
L'eau d'égout traitée peut être de l'eau d'égout brute, n'ayant subi aucun traitement ou le produit effluent d'un traitement préliminaire de l'eau d'égout ayant besoin d'un traitement de purification supplémentaire pouvant être effectué par le procédé suivant l'invention. En général, on traite l'eau d'égout déposée en mettant l'invention en pratique.
Le procédé suivant l'invention est encore caractérisé par la présence d'une proportion.relativement forte de' matières solides actives (mère contenant des Dactéries) dans l'eau d'égout subissant le traitement. Cette proportion peut
<Desc/Clms Page number 10>
atteindre 18000 à 30000 parties de matières solides par million de parties d'eau d'égout (en poids), lorsqu'on applique le procédé au traitement des eaux d'égout municipales normales. L'importance de ce point apparait si on considère que la proportion des matières solides existantes peut être de huit à plus de-douze fois plus grande que dans les procédés de traitement des eaux d'égout analogues du type du procédé des Doues activées.
Une proportion plus forte de matières solides actives permet d'obtenir une élimination plus rapide des matières putrescibles et par conséquent une durée plus courte du traitement.
Suivant une forme de réalisation choisie de préférence de l'invention, la mere contenant les bactéries oxydantes est formée sur un support solide et le support de la mère est plongé alternativement dans l'eau d'égout liquide à purifier et exposée à l'action atmosphérique (air) audessus de l'eau d'égout.
Suivant une caractéristique essentielle du procédé suivant l'invention, ces expositions alternatives de la mère à l'action de l'air et de l'eau d'égout sont de courte durée et sont de l'ordre de quelques minutes ou secondes, par comparaison avec d'autres procédés tels que le procédé du filtre par contact, dans lequel la durée des expositions à l'action de l'air et àe l'eau d'égout sont de l'ordre de quelques heures.
Le procédé suivant l'invention se distingue en outre du procédé à la boue activée du fait qu'on fait passer l'eau d'égout sur ou en contact avec une mère fixe de bactéries qui sont ainsi alimentées et aérées par intermittence suivant des cycles de l'ordre de quelques minutes ou secondes au lieu d'être alimentées et aérées alternativement suivant des cycles de l'ordre de quelques heures d'où résultent des périodes d'assez longue durée entrainant la mort' par inanition.
L'immersion dans l'eau d'égout et l'exposition à l'action atmosphérique peuvent s'efiectuer avec un support quelconque et par des moyens quelconques appropriés. De préférence, le support comporte une surface rugueuse sur laquelle le complexe ou mère organique peut adhérer facilement. On obtient des résultats satisfaisants avec un support consistant en une toile métallique à ouverture de mailles d'environ 6,3 à 25,4 mm ou plus.
<Desc/Clms Page number 11>
L'opération peut être mise en train simplement en immergeant et découvrant,le support alternativement. La durée de l'exposition à l'action atmosphérique doit être suffisante pour permettre au support d'absorber une quantité appropriée d'oxygène et la durée de l'immersion doit être suffisante pour permettre une adsorption efficace des matières putrescibles, mais pas assez longue pour qu'il en résulte la destruction des bactéries par manque d'oxygène. L'opération peut être effectuée d'une manière satisfaisante par une exposition à l'action atmosphérique pendant une période d'une durée ne dépassant pas environ 2 à 5 secondes et par une immersion dans l'eau d'égout pendant' une p.ériode ne dépassant pas environ 3 à ? secondes. Les périodes d'exposition et d'immersion peuvent avoir une valeur quelconque relativement courtè.
La durée maximum de chaque exposition à l'action atmosphérique et la durée maximum de chaque immersion dans l'eau d'égout ne doit pas dépasser environ 30 secondes et, de préférence, cette durée maximum est de 20 secondes. La durée minimum est de préférence d'une seconde. L'immersion et'l'exposition alternatives à une vitesse réglée provoquent le développement sur le support d'un complexe ou mère organique sous forme de couches et filaments gélatineux et l'opération atteint un état d'équilibre au bout d'environ cinq à dix jours. Lorsque les supports de la mère sont en toile métallique, les fils se recouvrent d'une couche de la matrice.
Si la toile métallique est à fils fins, la mère peut former une couche c ontinue. Si cette toile est à gros fils, la mère forme des couches sur les fils, les ouvertures restent libres et les filaments de la mère qui flottent dans l'eau d'égout grossissent sur les couches.
Les filaments augmentent la surface de contact efficace entre l'eau d'égout et la mère. la vitesse du mouvement du support pendant l'immersion et l'exposition doit être réglée de façon à permettre le développement et le maintien d'une mère possédant les qualités les plus avantageuses possibles et pouvant être sortie de l'eau d'égout sans se rompre sensiblement et y rentrer à l'état à peu près intacto
On a constaté qu'il ne convient pas ou qu'il n'est pas avantageux de faire fonctionner un support rotatif à une vitesse fournissant une vitesse tangentielle linéaire dépassant environ 83 mètres par minute étant donné qu'aux vitesses plus fortes il est difficile et il peut être impossible
<Desc/Clms Page number 12>
dedévelopper et de maintenir une mère d'une épaisseur ou d'un volume appropriés.
Lorsque la vitesse augmente et devient voisine de 83 mètres par minute, la mère devient compacte et les filaments disparaissent. La vitesse périphérique avan- tageuse est inférieure à celle d'un batteur qui n'est pas destiné à provoquer la formation d'une mère, vitesse qui serait susceptible d'être nuisible. En dernière analyse, la vitesse périphérique est limitée dans bous les cas par la possibilité de maintenir une mère de nature quelconque sur le rotor et en pratique, par la possibilité de maintenir sur le rotor une mère possédant des caractéristiques avanta- geuses.
Des expositions et des immersions plus rapides per- mettent d'absorber l'air pendant les intervalles d'absorption les plus efficaces. Une mère dont la provision d'oxygène est épuisée dans une. large mesure à la suite de l'immersion ab- sorbe l'oxygène rapidement en étant exposée à l'action de ' l' air et une exposition d'une durée relativement courte à l'action atmosphérique permet de réaliser une absorption re- lativement grande de la capacité d'absorption totale de la mère.
Lorsque la vitesse du mouvement d'immersion et d'ex- position du support, la durée d'immersion et d'exposition et la teneur de l'eau d'égout traitée sont maintenues constantes, les caractéristiques de la mère restent constantes, une fois l'état d'équilibre atteint, mais la composition de la mère a tendance à .changer constamment parce que le complexe ou mère organique a toujours tendance à se former et en raison de la redissolution continue et de la destruction des bacté- ries et de l'accumulation des matières par les bactéries.
La mère contenant des bactéries mortes, détruites, ou ineffi- caces, se détache d'une manière constante et se remplace par une mère de formation nouvelle.
Lorsque la mère est immergée dans l'eau d'égout, les matières putrescibles dissoutes sont adsorbées rapidement en fournissant la nourriture nécessaire à la croissance et à la pullulation des bactéries et en étant consommées et éliminées pendant les stades d'immersion et d'exposition. Le complexe ou mère organique de nouvelles formations, qui ne se fixent pas sur le support et la mère contenant des bactéries mortes, détruites ou inefficaces qui se détachent du support, forment des flocons qui restent en suspension dans l'eau d'égout et entraînent les matières insolubles (matières solides en sus-
<Desc/Clms Page number 13>
pension) de l'eau d'égout pour former une boue susceptible de se déposer.
On fait sortir l'eau d'égout traitée au voisinage du support avec la mère qui se trouve sur lui et on sépare la boue du liquide qui l' accompagn e.
Suivant une autre forme de réalisation choisie de préférence de l'invention, on forme la mère contenant les bactéries oxydantes.sur un support fixe et on fait circuler 1'eau d'égout en traitement, en contact avec le support et la mère qui se trouve sur lui. Le support est plongé dans l'eau d'égout en permanence et un,dispositif permet d'introduire de l'air et d'incorporer et de maintenir dans l'eau d'égout la quantité voulue.d'oxygène dissous.
La durée du traitement et le volume d'eau d'égout traité par rapport à la surface de la mère sont déterminés par les résultats qu'on désire obtenir. L'eau dégout est retenue dans un récipient de traitement approprié et soumise à plusieurs reprises à l'action de la mère contenant les bactéries oxydantes pendant une période d'une durée suffisante pour permettre d'obtenir le degré de purification que l'on désire.
Lorsqu'il s'agit de traiter le produit effluent d'un bac de sédimentation préliminaire, alimenté avec de l'eau d'égout brute provenant d'une municipalité type, on peut obtenir des résultats satisfaisants en traitant le produit effluent pendant une période d'une durée d'une heure avec un débit de 81,4 à 244,2 litres par mètre carré de surface de la mère. On peut réaliser facilement l'élimination d'environ 75 à 90% ou davantage des matières putrescibles des eaux d'égout municipales ordinaires par un traitement d'une durée variant d'environ une demi-heure à une heure.
L'installation servant à mettre en pratique la première forme de réalisation choisie de préférence de l'invention comporte un récipient de retenue de l'eau d'égout à purifier, un dispositif y introduisant cette eau d'égout, un dispositif l'en faisant sortir, un support mobile monté à côté du récipient dans une position permettant de le plonger dans l'eau d'égout contenue dans le récipient et de l'exposer à l'action atmosphérique au-dessus de cette eau et un dispositif immergeant alternativement le support dans l'eau d'égout à purifier et l'exposant à l'action atmosphérique. L'installation
<Desc/Clms Page number 14>
peut comporter également un bac de décantation dans lequel on peut faire arriver l'eau d'égout traitée pour permettre d'y séparer la boue du liquide qui l'accompagne.
Une installation complète peut comporter les tamis ordinaires et un bac de sédimentation préliminaire pour éliminer les matières solides de grandes dimensions.
Le support mobile a de préférence la forme d'un cylindre ou tambour ouvert aux deux extrémités et monté dans le récipient de retenue de façon à tourner autour de son axe horizontal. La portion du fond du récipient de retenue a de préférence une forme courbe, se conformant à peu près à la courbure du cylindre et les orifices d'entrée et de sortie de l'eau d'égout sont disposés de préférence au voisinage des deux extrémités du cylindre, de façon à permettre à l'eau d'égout de circuler d'une manière continue dans le sens longitudinal du cylindre.
Le cylindre est monté de façon à n'être que par- tiellement submergé ou immergé lorsque l'eau d'égout circule dans le récipient de retenue, et le dispositif de montage est de préférence réglable pour permettre de faire varier le degré de submersion ou d'immersion. La variation du.' degré de submersion ou d'immersion peut être obtenue de tout autre manière quelconque appropriée si on le désire, par exemple en faisant monter ou descendre le niveau de l'eau d'égout, en faisant varier la hauteur de l'orifice de sortie.
Le cylindre comporte de préférence des nervures longitudinales disposées en forme de spirales et en saillie .sur sa surface extérieure qui remplissent los cinq fonctions suivantes : 1) elles contribuent à,supporter la mère ; 2) elles contribuent à maintenir la boue en suspension et à provoquer la floculation; 3) elles introduisent de l'air dans l'eau d'égout en traitement pour contribuer à établir et à maintenir dans l'eau d'égout la teneur voulue en oxygène dissous;
4) elles empêchent une croissance excessive des bactéries sur les parois du rédipient; et 5) elles mélangent l'eau d'égout qui arrive avsc l'eau d'égout partiellement traitée pour former une masse d'eau d'égout de composition sensiblement uniforme, mais dont la teneur en matières putrescibles diminue légérement entre les extrémités d'entrée et de sortie du récipient de retenue.
Le cylindre peut ne comporter qu'une seule paroi, ou en comporter deux ou davantage, dont chacune est la paroi d'un élément cylindrique et les éléments ayant même axe et rentrant l'un dans l'autre.
<Desc/Clms Page number 15>
La ou les parois du cylindre peuvent être en une matière quelconque appropriée. Dans la forme d'installation choisie de préférence ces parois sont en une matière perforée, telle qu'une toile métallique.'
De préférence, une commande à vitesse variable permet de faire tourner le cylindre à des vitesses différentes.
L'invention est facile à comprendre d'après la description qui en est donnée ci-après avec le dessin ci-joint à l'appui sur lequel : la fige '1 est une élévation.avec coupe partielle d'une installation convenant à la mise en pratique de l'invention; la fig. 2 est une coupe horizontale à peu près suivant la ligne 2-2 de la fig. 1; la fige 3 est une coupe verticale partielle à peu près suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 ; la fig. 4 est une coupe verticale à plus grande échelle. du support- de la mère des fig. 1 à 3 ; les fig. 5 et 6 représentent des portions à plus grande échelle des éléments à mailles (tamis) et font apparaître la manière dont la mère se forme sur ces éléments ;
la fi'. ? est une coupe verticale d'une variante de l'installation convenant à la mise en- pratique de l'invention ; la fig. 8 est une vue en plan de l'installation de la fig. 7 et la fig. 9 est une élévation latérale avec coupe partielle de l'installation de la fig. 8.
L'installation des fig. 1 à 4 comporte un récipient de retenue 10 et un bac de sédimentation 11; disposé de façon à recevoir l'eau d'égout traitée sortant du récipient de retenue 10.
Un support cylndrique 12 du ccmplexe ou mère organique est monté d'une manière réglable à rotation 'autour de son axe Horizontal dans le récipient de retenue 10,- les extrémités opposées du support cylindrique étant disposées au voisinage de l'orifice d'entrée 13 et de l'orifice de sortie 14 de l'eau d'égout. Les extrémités d'un arbre central 15 formant l'axe du support cylindrique sont montées dans des coussinets 16 et 17 portés par des supports dirigés vers le bas 18 et 20.
Les supports 18 et 20 des coussinets sont des éléments en forme de barres dont les portions de l'extrémité supérieure sont filetées et passent dans des
<Desc/Clms Page number 16>
trous percés dans des consoles rigides 21 et 22, dans lesquels ils sont blequés au moyen de deux paires d'écrous indesserrables 23 et 24, une de ces paires se trouvant au-dessus et l'autre au-dessous des consoles correspondantes. On peut faire monter et descendre le support cylindrique 12 en réglant les écrous 23 et 24.
Un pignon de chaîne 25 est monté d'une manière rigide sur l'arbre central 15 du support cylindrique et accouplé au moyen d'une chaîne de commande 26 avec un pignon de chaîne de commande 27, calé sur l'extrémité de l'arbre d'un moteur à vitesse variable 28, connecté à une source de force motrice appropriée, non représentée.
Un pignon de chaîne fou 30 est monté d'une manière réglable sur une console rigide 31, en liaison de fonctionnement avec la chaîne de commande 26. Le pignon fou est porté par un support disposé horizontalement 32, dont l'extrémité filetée passe à travers un trou percé dans la console 31, et est maintenu en place dans cette console au moyen des écrous indesserrables 33.
La position du pignon fou 30 peut être réglée en agissant sur les écrous 33, de façon à maintenir la chaîne de commande 26 suffisamment tendue, cette chaîne de commande 26 ayant une longueur suffisante pour permettre de régler le support cylindrique dans sa position de fonctionnement la plus basse possible et le pignon fou 30 pouvant être réglé de façon à maintenir la chaîne de commande convenablement tendue lorsque le support cylindrique est dans sa position de fonctionnement la plus élevée possible. Il est avantageux de faire en sorte qu'un quart à un tiers de la surface de support cylindrique se trouve au-dessus du niveau au-dessus de l'eau d'égout dans le ré- cipîent de retenue 10.
Ainsi qu'il a été dit, le support cylindrique comporte deux éléments cylindriques 34 et 35 montés d'une manière rigide sur l'arbre 15 dans le prolongement suivant l'axe et pénétrant télescopiquement l'un dans l'autre. Les éléments cylindriques 34 et 35 sont en toile métallique.
Le support cylindrique comporte des nervures 36 montées d'une manière rigide, disposées'en spirale, dirigées dans le sens horizontale et en saillie sur sa surface extérieure. la. portion inférieure du récipient de retenue 10 a une forme courbe 37 conforme à la courbure du support cylindrique 12.
Le bac de sédimentation 11 comporte un orifice de
<Desc/Clms Page number 17>
trop-plein 38 et un tiroir de vidange de la. boue 40.
Pour faire fonctionner l'installation des fig, 1 à 4, on introduit l'eau d'égout, de préférence le produit effluent sortant d'un bac de décantation préliminaire, non représenté, dans le récipient de retenue 10 .par l'orifice 13, avec un débit réglé, tandis qu'on fait tourner le support cylindrique à une vitesse réglée et dans un sens tel que les nervures,µµ aient tendance à faire circuler l'eau d'égout contenue dans le récipient de retenue vers son extrémité de sortie. Un complexe ou mère organique contenant les bactéries oxydantes commence à se former sur les éléments cylindriques 34 et 35, ainsi qu'il est indiqué au point 41, fig. 4, et au bout de quelques jours un état d'équilibre est atteint.
L'eau d'égout s'écoule d'une manière continue dans le récipient de retenue 10 dans lequel la mère 41 agit sur elle et l'eau d'égout traitée contenant la boue en suspension, s'écoule d'une manière continue du récipient de retenue 10 par l'orifice de sortie 14 dans le bac de sédimentation 11. La boue contenue dans l'eau traitée se dépose dans le bac de sédimentation 11, d'où on peut la faire sortir d'une manière continue ou intermittente par le tiroir 40 pour s'en débar-. rasser d'une maniere quelconque appropriée. L'eau d'égout purifiée s'écoule d'une manière continue du bac de sédimentation 11 par l'orifice 38 d'où on peut la faire arriver en un point quelconque d'utilisation.
La mère 41 est alternativement plongée dans l'eau d'égout (au-dessous du niveau désigné par 42 dans le récipient de retenue) et exposée à l'action atmosphérique audessus de l'eau d'égout.
Ainsi que l'indique la fig. 4, l'eau contenue dans la mère s'en écoule sous forme de petites gouttelettes, désignées par ±±, lorsque la mère est exposée à l'action atmosphérique. L'écoulement de l'eau produit un effet d'aspiration qui favorise le contact de l'air atmosphérique avec la mère. De même, les petites gouttelettes de liquide absorbent l'oxygène dans 11-atmosphère et favorisent le contact de l'oxygène avec la mère et l'introduction de l'oxygène dans ,l'eau d'égout.
Ainsi qu'il est indiqué au point 44 des portions de la mère forment des filaments qui sont attachés chacun à une extrémité à la masse principale ou pellicule de la mère qui se'trouve sur le support et qui se dirigent en dehors à partir du support lorsque la mère est plongée dans
<Desc/Clms Page number 18>
l'eau d'égout et, par suite, augmentent la surface efficace de contact de la mère et de l'eau, d'égout.
Les fig. 5 et 6 sont des vues partielles à plus grande échelle en coupe de face et latérale des supports de la mère, tels que les supports 34 et 35 qui consistent dans des toiles métalliques avec la mère 45 adhérant, entou- rant ou enveloppant les fils métalliques verticaux 46 et les fils métalliques horizontaux 47 et avec des filaments 48 de la mère se dirigeant en dehors à partir de la masse principale de la mère continue aux fils.
L'installation des fig. 7, 8 et 9 consiste .dans un récipient de retenue 50, qui comporte an orifice d'entrée 51 et un orifice de sortie 52 de l'eau d'égout. Le récipient est partagé dans le sens longitudinal par une cloison 53 verticale parallèle aux parois latérales en deux compartiments 54 et 55.
Le bord supérieur 56 de la cloison 53 est oisposé au-dessous des bords supérieurs des parois du récipient son bord inférieur 57 se trouve sur une ligne voisine, mais à une certaine distance du fond du récipient 50, de façon à former un passage 58 faisant communiquer les compartiments 54 et 55. Le bord supérieur 56 de la cloison est disposé au-dessus de la partie inférieure du tuyau de sortie 52.
Plusieurs supports fixes de la mère, consistant chacun dans un cadre rectangulaire 60 .et un élément en forme de tamis en toile métallique 61, sont montés d'une manière amovible dans le compartiment 55 d'un côté de la cloison verticale 53, leurs bords inférieurs se trouvant beaucoup plus bas que le bord supérieur 56 de la cloison 53 et leurs bords supérieurs se trouvant également de préférence audessous du bord supérieur 56 de la cloison 53.
Un rotor 62 comportant des ailettes ou palettes 63 dirigées dans le sens radial est monté dans la portion supérieure du compartiment 54 de l'autre coté de la cloison 53,son axe longitudinal étant dirigé horizontalement et la position de ce rotor étant choisie de façon qu'il se trouve en partie au-dessus et en partie au-dessous du bord supérieur 56 de la cloison µ±. le rotor 62 est supporté sur un arbre horizontal 64, dirigé parallèlement à deux parois opposées du récipient de retenue 50 et à la cloison 53, supporté dans des coussinets 65 et 66 et comportant des'presse-garnitures 67 et 68.
Une poulie 70 qui peut être accouplée à une source de force motrice à vitesse variable appropriée, non représentée, est montée sur l'arbre 64 de façon à faire tourner le rotor.
<Desc/Clms Page number 19>
Les supports fixes 59 de la mère consistant dans les cadres 60 et les tamis 61 forment un angle par rapport aux surfaces verticales de la cloison 53 de sorte que les espaces entre les supports de la mère forment des canaux ou conduites entre la surface voisine de la cloison 13 et la surface voisine de la paroi du récipient de retenue lui faisant face. De préférence les supports de la mère sont perpendiculaires aux surfaces verticales de la cloison 53 de façon à former des canant ou conduites de longueur relativement courte.
. Les supports de la mère 59 sont fixés sur des barres de support 72,qui sont accrochées et dirigées vers le bas sur des barres de support 73 horizontales et rainurées, montées au-dessus du récipient de retenue dans des consoles 75 solidaires des parois des extrémités du récipient de retenue.
Les portions des extrémités inférieures des supports de la mère 59 sont montées dans des guides 71 qui, avec les rainures des barres de support 73 et les barres de support à crochet 72 ont pour effet'de maintenir les supports de la mère à des distances relatives appropriées.
Comme dans le casde l'installation des f igo 1 à 4, un bac de décantation peut servir à recevoir le produit effluent du récipient de retenue 50 et l'installation complète peut comporter tous les éléments indispensables d'une installation de purification des eaux d'égout, tels que par exemple les tamis préliminaires et les bacs de décantation et les dispositifs permettant de se débarrasser des produits effluents clarifiés et des boues.
Pour faire fonctionner l'installation des fig.
7,8 et 9, on introduit'l'eau d'égout dans le récipient de retenue 50 par l'orifice d'admission 51 et l'eau d'égout traitée en sort par l'orifice de sortie 52. On fait tourner le rotor 62 à une vitesse suffisante pour provoquer la circulation de l'eau d'égout à traiter du compartiment 55 par le canal de passage 58 au-dessous de la cloison 53 qui constitue un barrage et par les canaux entre les supports de la mère 59. et les parois des extrémités du récipient de retenue.
Le rotor a pour effet de maintenir le niveau de l'eau d'égout dans le compartiment 54 à une hauteur plus grande que dans le compartiment 55, ainsi que l'indiquent les lignes de niveau du liquide 76 et 77 et par conséquent l'eau,d'égout liquide se déverse au-dessus des bords supérieursde la
<Desc/Clms Page number 20>
cloison 53.
L'air ou l'oxygène est introduit dans l'eau d'égout par l'action de battage directe, modérée des ailettes ou palettes du rotor, par absorption dans le courant d'eau d'égout liquide tombant ou se déversant pardessus le bord supérieur 56 de la cloison 53 et dans l'air, et par absorption plus forte dans la musse de l'eau d'égout qui résulte de l'augmentation de la surface de contact de l'eau d'égout avec l'air provoquée par l'effet d'agitation du courant d'eau d'égout qui se déverse et pénètre dans la masse de l'eau d'égout. La hauteur du déversement ou de la chute n'a pas besoin d'être très grande, et peut avoir une valeur quelconque appropriée. En général une hauteur de 25 à 50 mm est suffisante pour obtenir d'une manière satisfaisante le degré d'absorption d'oxygène minimum voulu.
On peut faire varier la vitesse de rotation du rotor pour faire varier le débit de l'eau d'égout passant en contact avec les supports de la mère et au-dessus du barrage et faire varier ainsi la quantité d'oxygène introduite dans l'eau d'égout.
La mère se forme spontanément sur les tamis 61 en formant des pellicules continues par rapport aux faces des tamis lorsque les tamis sont à mailles fines et des pellicules discontinues, trouées ou perforées par rapport aux surfaces des tamis lorsque les tamis sont à mailles larges. La mère forme des couches ou pellicules sensiblement continues sur les divers éléments des fils qui constituent les tamis.
Les filaments de la mère se forment et se dirigent en dehors des pellicules ou couches de la mère sur les tamis, en flottant dans l'eau d'égout liquide et en augmentant d'une ma- ni,,,re efficace la surface de contact de l'eau d'égout liquide avec la mère et les bactéries oxydantes. La circulation de l'eau d'égout ne doit pas être assez violente pour détruire les filaments ou les empêcher de se former. Au contraire elle doit être suffisamment tranquille pour favoriser la formation des filaments et cbtenir une surface de contact aussi avantageuse que possible de la mère avec l'eau d'égout. Les supports de la mère 59 doivent se trouver à une distance, suffisante l'un de l'autre pour empêcher les filaments émanant des supports voisins de se réunir et de se développer ensemble.
Lorsque les filaments émanant des supports voisins se réunissent et se développent ensemble, ils constituent une base ou support sur lequel la mère peut continuer à se développer entre les supports de sorte que les canaux de passage entre les supports peuvent s'obstruer en empêchant la
<Desc/Clms Page number 21>
circulation de l'eau d'égout et en réduisant ainsi l'effi- cacité du contact de'l'eau d'égout et de la mère. Un espacement des supports de la mère d'environ 18 cm permet à l'installation de fonctionner d'une manière effi- cace. La circulation de l'eau d'égout doit être assez rapide pour éliminer et maintenir en suspension la mère qui se détache de ses supports.