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PROCEDE PERFECTIONNE DE TRAITEMENT DES EAUX D'EGOUT. -
La présente invention est relative au traitement des liquides pollués tels que les eaux d'égout et autres liquides résiduaires ou usés. et les eaux superficielles polluées. L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé, de purification des liquides pollués par un traite- ment combiné biologique et physique.
Dans un but de simplification et d'illustration, on se référera parfois, dans les présentes, au terme "eau d'égout"; on devra comprendre' cependant que l'on utilise dans les présentes cette expression d' "eau d'égout" dans son sens le plus étendu pour désigner des liquides pollués indépendamment de la question de savoir si on les traite pour les envoyer au rebut ou pour rendre leur usage possible. Ainsi, le terme "eau d'égout", tel qu'il est utilisé dans les présentes, signifie en plus des eaux d'égout ménagères toutes sortes de liquides résiduaires, des mélanges de tels li quides résiduaires ou d'une eau d'égout avec un semblable liquide résiduaire ou plusieurs semblables liquides résiduaires, aussi bien que des eaux super- ficielles polluées.
En utilisant des expression telles que "temps de rétention" ou "temps dé traitement", on a l'intention de désigner une rétention fondée uniquement sur le débit.
Un objet de l'invention consiste en un procédé perfectionné de purification d'une eau d'égout, procédé qui permet de réduire la durée de traitement et par là de diminuer les dimensions et le prix de revient de l'appareillage utilisé dans le traitement, ainsi que les dimensions de l'em- placement de l'installation et le coût du fonctionnement de l'usine.
L'invention a aussi pour objet un procédé de purification biolp-
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gique d'une eau d'égout, procédé dans lequel on utilise une plus faible quantité d'air que ce n'est le cas dans les procédés antérieurs.
L'invention a encore pour objet un procédé de purification d'une eau d'égout, procédé dans lequel on produit une boue qui se dépose et se déshydrate rapidement.
L'invention est encore relative à un procédé de traitement d'une eau d'égout; procédé souple et facilement réglable pour s'adapter aux variations.du degré de traitement nécessaire.
L'invention a également pour objet un procédé de purification biologique d'une eau d'égout, procédé du typé par boue activée, qui est susceptible de-résister aux surcharges soudaines.
La présente invention a pour objet un procédé de traitement d'une eau d'égout, procédé caractérisé par le fait que l'on introduit 11-eau ci., égout à traiter, un gaz contenant de l'oxygène/et du carbonate de calcium., dans une zone d'aération et qu'on les y maintient pendant un temps suffisant pour assurer la purification de l'eau d'égout; que l'on brasse le mélange résultant pour empêcher la sédimentation ; que l'on sépare l'eau d'égout traitée d'avec les parties solubles du mélange pré- cité.
Dans le traitement de l'eau d'égout par le procédé par boue activée,on décante habituellement l'eau d'égout dans un clarificateur primaire pour déposer et enlever les matières solides qui se déposent facilement.. On mélange le trop-plein du clarificateur primaire, et par- fois l'eau d'égout brute non clarifiée, avec une boue-,activée que.l'on a séparée d'eau d'égout précédemment aérée, puis on aère le mélange dans un bassin d'aération, habituellement dans une période de temps d'environ six à dix heures. On décante ensuite habituellement dans un second cla- rificateur, pendant des périodes de temps d'environ deux heures, 'le mé- lange aéré de. boue activée et d'eau d'égout.
Le trop-plein du seeond clarificateur convient habituellement pour son évacuation- dans un cours d'eau. On retourne une partie de la boue, qui provient du second clari- ficatepr, au bassin d'aération et on l'utilise comme boue activée dans le traitement de l'eau d'égout, tandis que l'on envoie au rebut une autre partie qui se trouve en excédent par rapport à celle nécessitée dans le bassin d'aération.
La longue période d'aération du procédé habituel par boue acti- vée nécessite des bassins d'aération importants, et de grandes quantités S'air sont également nécessaires pour assurer le brassage indispensable pour Maintenir' le mélange de boue activée et d'eau d'égout en suspension et pour.aérer constamment ce mélange au cours de la longue période de ré- teention précitée.
La boue activée qui résulte du traitement habituel est très lé- gère et se dépose lentement,- de telle sorte qu'il faut une période de décan- tation relativement longue et-én conséquence des clarificateurs secondaires relativement importants. De, plus, ces longues périodes de décantation' au cours desquelles la boue est maintenue nécessairement-dans des conditions anaérobies, sont nuisibles aux bactéries aérobies qui se trouvent dans la boue.. Les caractéristiques de déshydratation et de filtration de la boue activée, en provenance du traitement habituel, sont; relativement médiocres.
Dans le présent procédé, on peut réduire d'une manière notable la période d'aération de six à dix heures du procédé conventionnel par boue activée dans .certains cas à une période de deux heures. -En même temps, la boue activée obtenue est dense et se dépose facilement de telle sorte qu'on peut utiliser des clarificateurs secondaires plus petits. La, boue qui provient 'du procédé présente. des caractéristiques de filtrage et de déshydratation bien meilleures que la boue activée habituelle.
'En résumée le nouveau procédé consistee : à mélanger l'eau d'égout
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à traiter avec une boue ou une suspension activée aérobie provenant d'une eau d'égout précédemment traitée et avec du carbonate de calcium: à aérer le mélangé; et,enfdin, à séparer l'eau d'égout traitée .d'avec le mélange de boue ou de suspension bactérienne et de carbonate de calcium. Le car- bonate de calcium possède la propriété d'enlever, hors des liquides pol- lués, les matières organiques qui s'y trouvent en suspension, sous forme colloïdale, et même celles qui y sont dissoutes ; ainsi,on facilite l'en- lèvement des matières organiques par addition de carbonate de calcium à la boue activée.
L'action du carbonate de calcium dans ce procédé est physi- que ; elle est probablement une adsorption ou une autre action de surface.
La carbonate de calcium est particulièrement efficace dans l'enlèvement des matériaux graisseux'et huileux dont la présence'est nuisible-à là-boue activée et qui ne sont pas enlevés par la boue activée. Ainsi, lorsqu'on utilise du carbonate de calcium avec une boue à bactéries aérobies, ce carbonate augmente la capacité d'extraction de la boue, capacité exprimée en coefficient d'oxydation biochimique, et il agit en particulier sur les produits qui sont le moins touchés par la boue bactérienne.
Un autre avantage du procédé réside dans le fait que la quantité d'oxygène nécessitée pour la mise en oeuvre du procédé diminue, lorsque la proportion de carbona- te de calcium, par rapport à la boue contenant des bactéries aérobies; aug-0 mente,et en même temps on améliore les caractéristiques:de sédimentation et de déshydratation de la boue, avec des proportions accrues de carbonate de calcium.
L'influence exacte du carbonate de calcium sur l'action bacté- rienne n'est pas connue de la Demanderesse, mais il ressort des résultats obtenus qu'il ne doit avoir aucun effet nuisible, même lorsqu'on utilise de fortes teneurs en carbonate de calcium. -
On peut utiliserle carbonate de calcium sous forme de précipi- té, tel qu'on l'obtient par exemple dans une 'boue provenant d'un traite- ment d'adoucissement de l'eau, ou par réaction de la chaux avec lé gaz carbonique, ou encore sous forme de pierre à chaux finement broyée. Le produit n'a pas besoin d'être du carbonate de calcium pur, mais peut con- tenir une quantité considérable de magnésium. On obtient de bons résul- tats en utilisant une boue provenant de l'adoucissement de l'eau et con- tenant du magnésium. De la dolomie finement broyée peut aussi être utili- sée.
Le rapport du carbonate de calcium par rapport à la boue activée, rapport que l'on maintient dans le bassin d'aération, peut varier à l'in- térieur de larges-limites en fonction de l'eau d'égout particulière à traiter et du degré de purification exigé. On peut utiliser une boue ac- tivée contenant seulement une faible teneur en carbonate de calcium pour obtenir une purification améliorée en comparaison avec le traitement par boue activée seule, dans les mêmes conditions. Dans l'autre cas extrême, on peut utiliser une suspension de carbonate de calcium avec seulement une faible quantité de boue bactérienne contenant-des aérobies, pour obtenir une purification qui est bonne, mais qui n'est pas aussi complète que cel- le obtenue par le traitement connu par boue activée.
Une proportion rela- tivement importante de boue activée par rapport à la suspension de carbona- te de calcium produit une oxydation- maximum, à condition qu'on utilise pour l'aération une quantité d'air suffisante. Une proportion plus impor- tante de carbonate de calcium par rapport à la boue bactérienne permet une économie d'air et assure un meilleur dépôt de la boue. La proportion réel- le de carbonate de calcium et de boue activée, qu'il est désirable de main- tenir, est fonction principalement de la force et du type d'eau d'égout ou d'eau usée à traiter et du degré de traitement exigé.
En faisant varier les proportions entre la boue bactérienne contenant des aérobies et le car- bonate de calcium,on peut adapter le procédé aux variations journalières et horaires des caractéristiques de l'eau d'égout, et on peut facilement absorber les surcharges soudaines. Par exemple, si la boue organique ac- tivée a tendance à s'élever en grossissant de volume, une augmentation de la teneur en carbonate de calcium augmente la densité de la boue et facli-
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te son aptitude à se déposer.
Si un degré élevé de purification n'est pas nécessaire, la te- neur en carbonate de calcium peut être très élevée,tandis que la teneur 'en-boue biologique peut être très faible. Dansde..telles conditions, la quantité d'air exigée constitue seulement une fraction de celle nécessai- re dans le traitement habituel par boue activée. Même lorsque l'on a utili- sé seulement 1/10 de la quantité d'air utilisée habituellement dans le traitement par ''boue activée, on a obtenu des extractions de 70 à 80 % en coefficient-d'oxydation biochimique. Cette faible quantité d'air a été suffisante pour maintenir, dans le bassin de traitement, des conditions aérobies, et pour ménager de l'oxygène dissous résiduaire-dans l'effluent.
Le nouveau procédé objet de l'invention peut être mis en oeuvre dans .tout bassin d'aération approprié et avec une source convenable quel- conque d'oxygène, telle qu'une source d'air ou d'oxygène pur. En utili- sant dans les'présentes le terme "air", il faut comprendre qu'il désigne également l'oxygène pur et, inversement, lorsqu'on parle d'"oxygène" il faut\ entendre l'oxygène,qui provient d'une manière générale de toute sour- ce appropriée.. ,
On peut ajouter le carbonate de calcium à l'eau d'égout avant son entrée dans le bassin d'aération ou à l'entrée de ce bassin avant, après ou en-même temps que la boue activée.
On peut ajouter dans un bas- sin d'aération longitudinal, en divers points répartis le long du bassin, si non le désire,des quantités successives de carbonate de calcium.
Lorsqu'on utilise une succession de plusieurs unités d'aération, comme on -le fait d'habitude avec les aérateurs appelés mécaniques, . on peut' ajouter à l'eau d'égout tout le carbonate de calcium avant ou dans la première unité d'aération, ou encore on peut ajouter une partie du carbonate de calcium dans chaque unité. La manière exacte suivant laquelle on pratique l'addition du carbonate de calcium à l'eau d'égout et à la boue biologi- que' ou l'emplacement auquel on effectue cette addition ne sont pas déter- minants tant que le carbonate de calcium est présent avec,une teneur conve- nable, au cours de la période d'aération.
Il est, important que l'appareil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé crée une agitation suffisante pour maintenir en suspension la boue activée et le carbonate de calcium. Lorsque l'on utilise seulement une proportion relativement faible de carbonate' de calcium, les aérateurs des bassins d'aération habituels, qu'ils soient du type mécanique ou à air diffusé, réalisent un brassage suffisant. Cependant, lorsqu'on ajoute à .une faible quantité de boue une proportion importante de carbonate de cal- cium, il peut être recommandable de réaliser un brassage'positif dépas- sant- ce,Lui qui est obtenu par les aérateurs. Un tel brassage'peut être réalisé par tout dispositif convenable approprié.
On a représenté sur le dessin annexé un bassin d'aération qui convient particulièrement à la mise en oeuvre du procédé.
On peut utiliser le bassin d'aération sous forme d'unité indé- pendante, comme représenté sur la figure 1, auquel cas il peut être suivi par un clarificateur final non représenté.
Le bassin d'aération peut aussi, comme on l'a représenté, sur la figure 2; constituer une partie d'un appareil combiné d'aération et de clarification. Dans l'un ou l'autre cas, le bassin.d'aération peut affec- ter toute forme convenable, par exemple cylindrique ou allongée.
On a dis- posé dans l'axe du bassin un rotor ou,dans le cas d'un bassin allongé, plusieurs rotors d'un type qui établisse un courant cyclique,comprenant un courant de décharge radial débitant vers l'extérieur au niveau des pales du rotor, et un courant d'aspiration ou de succion radial, orienté.vers l'intérieure Un tel rotor constitue un dispositif très efficace pour dis- perser l'air et l'eau d'égout entrante à travers toutes les matières conte-
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nues dans le bassin d'aération et pour maintenir en suspension les matiè- res contenues dans ce bassin.
Dans un tel bassin d'aération, l'eau d'égout, l'oxygène ou l'air, et la boue qui fait retour, sont envoyés dans le cou- rant aspirant du'rotor, de telle sorte qu'ils sont immédiatement entraînés et dispersés à travers lés matières contenues dans le bassin.' L'envoi de ces matières dans là circulation peut être effectué en différents points' ou par une entrée commune placée juste au-dessous dû rotor. Sur la figure 1, la boue de retour et l'oxygène ou l'air sont introduits dans la canali- sation d'entrée de l'eau d'égout et le mélange est débité en même temps.
Sur la figure 2, l'eau d'égout et l'oxygène sont évacués de la même façon que sur la figure 1. Cependant, dans ce mode de réalisation, où le bàssin d'aération constitue une partie d'une-unité de purification et'de clarifi- cation, c'est seulement la boue en excès qui se dépose. Là boue de - retour est maintenue en suspension pendant sa circulation d'aller et retour au bassin d'aération, de telle sorte qu'elle revient au bassin d'aération, sous la forme que l'on peut désigner sous le nom de suspension biologique activée. Cette suspension biologique revient par un chemin séparéau courant'de succion créé par le rotor et représenté par les flèches de là figure 1. La circulation indiquée par ces flèches est maintenue par; la montée de l'air.
Dans ce mode de réalisation, l'eau d'égoput clarifiée se sépare de la suspension biologique sur son trajet de retour au bassin d'aération, tandis que, sur la figure 1, la solution brassée, non clari- fiée, est soutirée et la clarification obtenue dans un clarificateur dis- tinct.
Dans ces deux modes de réalisation, on peut ajouter le carbonate de calcium, comme représenté, à l'eau d'égout brute, ou séparément, dans le courant aspirant de l'aération.
Quand on a utilisé uniquement une boue de retour comme agent de traitement dans une installation du type de la figure 2, le temps moyen combiné de traitement et de clarification était de trois heures environ.
Lorsqu'on a ajouté à la suspension biologique du carbonate de calcium dans une proportion d'environ 30 à 50 % des matières solides en suspension dans l'eau d'égout brute, le temps de traitement et de clarification combinés pouvait être réduit à deux heures. Même à de temps de rétention plus court, la réduction du coefficient d'oxydation biochimique obtenue était en moyen- ne, lorsque le calcium était utilisé, meilleure d'environ 5% à la réduc- tion de coefficient d'oxydation biochimique obtenue seulement avec une boue activée de retour.
Dans les bassins habituels de boue activée, on obtient, en utili- sant du carbonate de calcium dans des proportions convenables, une réduction proportionnelle de la période d'aération, et des réductions améliorées du coefficient d'oxydation biochimique.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de traitement d'une eau d'égout, caractérisé par le fait que l'on introduit l'eau d'égout à traiter, du gaz contenant dé l'oxygène et du carbonate de calcium dans une zone d'aération et en ce qu'on les re- ' tient dans cette zone., pendant un temps suffisant pour purifier l'eau d'égout, en ce qu'on brasse le mélange résultant, pour empêcher la sédimentation et en ce qu'on sépare l'eau d'égout traitée d'avec les parties solides dudit mélange.
2. Procédé de traitement d'une eau d'égout, caractérisé en ce " qu'on mélange l'eau d'égout à traiter avec'une boue biologique aérobie, sé- parée d'une eau d'égout précédemment traitée et retenue dans le procédé, ain- si qu'avec du carbonate de calcium, en ce qu'on aère le mélange résultant et en ce qu'on sépare l'eau d'égout clarifiée et purifiée, d'avec les parties solides du mélange.