Procédé pour l'épuration des eaux usées. La présente invention a pour objet un procédé pour l'épuration des eaux usées, telles que eaux d'égouts, eaux industrielles, etc.
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on ajoute à. l'eau usée une suspension d'argile dans une solution aqueuse de chaux. Il peut permettre en outre -de rendre imputrescible les boues qui sont formées, lesquelles, le cas échéant, peuvent être déshydratées.
La quantité d'argile ajoutée à l'eau usée sous la forme d'une suspension est, de pré férence, égale à la quantité d'argile qui peut être adsorbée par les: matières organiques, colloïdes, huiles, graisses, savons, colorants et analogues se trouvant dans l'eau usée à traiter.
La quantité de chaux en solution aqueuse introduite dans l'eau usée est de préférence déterminée en tenant compte -de la quantité de matières qui, présentes dans l'eau usée, réagissent avec la chaux, pour maintenir dans l'eau usée en traitement un excès de chaux dissoute suffisant pour faire croître le pH de cette eau jusqu'à au moins 11 et pour maintenir cette basicité pendant un temps assez long pour détruire les organismes vi vants qui ne supportent pas cette basicité dans le milieu considéré.
Pour augmenter la compacité et le coeffi cient de filtration de la boue formée par les colloïdes adsorbés par l'argile, on peut ajou ter à l'eau usée, simultanément avec la sus pension .d'argile, des matières inertes, me nues et poreuses telles que poussiers de coke, suies, cendrées, etc.
Pour extraire la boue hors de bassins de précipitation, lorsque ceux-ci sont employés, on peut utiliser une pompe qui aspire d'a bord l'eau surnageante du bassin pour la ren voyer dans le circuit d'épuration et qui, lors que, la boue est devenue suffisamment com pacte, aspire cette boue pour l'envoyer vers des bassins de décharge.
Dans le cas de boues gélatineuses telles que les boues activées que l'on désire filtrer et dont l'état colloïdal rend la filtration dif ficile, sinon impossible, on peut, afin de rendre la filtration possible et d'amener les colloïdes, à perdre leur eau de formation, chauffer les boues là une température d'au moins 42 o et maintenir cette température pendant la durée -de la filtration.
De plus, lorsque la filtration s'effectue dans un tambour rotatif à alvéoles filtrantes soumises .à l'action d'une dépression, .l'expul sion de la matière filtrée hors .des alvéoles est de préférence obtenue par de la vapeur d'eau sous. pression de façon à maintenir chaudes les parois filtrantes de l'appareil de filtration. Le dessin ' annexé représente, à titre d'exemple, une installation pour l'exécution du procédé de l'invention, et,des diagrammes illustrant ce procédé et les résultats obtenus.
.La fig. 1 est une vue schématique, en plan, d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention; Les fig. 2 et .3 sont des diagrammes con cernant les caractéristiques de l'eau épurée soumise à une aération pendant des temps variables,.
Voici, à titre d'exemple et en se référant au dessin annexé, comment le procédé peut être mis en oeuvre.
L'eau usée dont on :désire réaliser l'épu ration biologique, arrive par le conduit ..; cette eau présente en moyenne les caracté ristiques suivantes:
EMI0002.0030
Matière <SEP> en <SEP> suspension <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2630 <SEP> p. <SEP> p. <SEP> m.
<tb> (parties <SEP> par <SEP> million <SEP> ou <SEP> milligrammes <SEP> par <SEP> litre), <SEP> se <SEP> décomposant <SEP> comme <SEP> suit:
<tb> Résidu <SEP> de <SEP> calcination <SEP> 1480 <SEP> p. <SEP> p. <SEP> m.
<tb> Matières. <SEP> organiques <SEP> 1150 <SEP> p. <SEP> p. <SEP> m.
<tb> Demande <SEP> biologique <SEP> d'oxygène <SEP> (BOD) <SEP> 115 <SEP> à <SEP> 400 <SEP> et <SEP> au-dessus
<tb> Degré <SEP> hydrotimétrique <SEP> (TH) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 10 <SEP> <SEP> (en <SEP> degré <SEP> français)
<tb> Degré <SEP> alcali-métrique <SEP> (TA) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 12 <SEP>
<tb> Degré <SEP> alcali-métrique <SEP> complet <SEP> (TAC) <SEP> <B>30.'</B> <SEP> " <SEP> "
<tb> ,Savons, <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 60 <SEP> p. <SEP> p. <SEP> m.
<tb> <B>Pli</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 9
<tb> N <SEP> total <SEP> (calculé <SEP> en <SEP> NH3) <SEP> .
<SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 15 <SEP> p. <SEP> p. <SEP> m.
<tb> ni <SEP> nitrites, <SEP> ni <SEP> nitrates
<tb> Bactéries <SEP> (en <SEP> Col./c. <SEP> c.) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> incomptables <SEP> (soit <SEP> > <SEP> 4000). La demande biologique d'oxygène (BOD) est la quantité d'oxygène absorbée en cinq ,jours, en flacon fermé, maintenue ,à 18 C.
Une machine C fabrique la suspension d'argile dans, la solution aqueuse de chaux et la déverse de façon continue en D dans l'eau à épurer.
Le poids,de chaux dissoute, introduit dans l'eau usée, est de préférence égal ou supé rieur à 1.5 % du poids des matières organi ques en suspension; cette donnée tient compte:
<B>10</B> de la quantité de chaux réagissant avec la matière organique et ses constituants; 20 de la .nécessité :de faire croître rapidement le<B>pli</B> de l'eau usée jusqu'à 11 et au delà (phénomène qui provoque la floculation ac tive des colloïdes dans le milieu considéré) et @d'y conserver un excès d'hydrates! libres tant qu'il existe dans le liquide des colloïdes à précipiter;
pratiquement, cette condition est remplie quand le liquide surnageant at teint et se maintient û une transparence su périeure à<B>90%</B> de la transparence de l'eau distillée.
Dans le cas de l'eau usée dont les carac téristiques ont été énumérées plus haut, la quantité de chaux dissoute est d'environ 200 p. p. m.
La quantité en poids d'argile mise en suspension dans l'eau usée est de préférence de l'ordre de grandeur du poids de la ma tière organique contenue dans l'eau usée;
l'adjonction d'argile a pour but d'adsorber les flocons. de matière organique, de leur communiquer un poids suffisant pour hâter leur précipitation gravifique, de former une boue suffisamment concentrée en matières inertes pour paralyser le développement des bio-organismes contenus dans la boue, de fa ciliter la filtration @de la boue et son esso rage mécanique éventuel.
Pour 1 m3 d'eau usée possédant les carac téristiques décrites plus haut, on déverse en D, avantageusement, environ 200 gr de chaux dissoute et 800 gr d'argile en suspension.
On peut en outre ajouter à l'argile une certaine proportion, par exemple un cin quième du poids de l'argile, de matières inertes fines et poreuses telles que poussiers de coke, suies., cendrées., schlamms, etc.
des tinées à former avec les colloïdes adsorbés par l'argile les flocons argilo-calcaires et les matières inertes, une sorte de poudingue dont les plus gros éléments constituent dans la boue précipitée un squelette favorisant le tas- sement et la filtration ou .dessiccation éven tuelle de la boue.
La machine spéciale C comporte deux cuves Cl et C2 dans lesquelles se trouvent respectivement, d'une part, la chaux vive à mettre en solution et, d'autre part, l'argile à mettre en suspension avec, éventuellement, du poussier de coke ou analogue;
ces cuves sont munies d'un. système de distribution qui déverse ces matières d'une façon continue et réglable dans un appareil broyeur Cg ali ment6 également ,de façon continue et régla ble -en eau prélevée à la fin de l'installation d'épuration; ainsi donc la machine C règle les proportions relatives de la chaux, de l'ar gile et de l'eau servant à dissoudre la chaux et à mettre l'argile en suspension.
De plus, la quantité de liquide (eau de chaux conte nant l'argile en suspension) déversée en D dans l'eau usée est proportionnée à la quan tité d'eau usée arrivant dans l'installation; c'est ainsi notamment que lorsque la quantité d'eau usée varie suivant les heures de la journée, le débit de la machine C est rendu variable automatiquement par l'intervention d'une horloge.
Le mélange réalisé en D se répartit dans des bassins .de précipitation E et F pourvus de chicanes pour la retenue des huiles et des corps flottants.
Une première floculation, qui est d'ail leurs presque complète, s'effectue dans ces bassins de précipitation -E et F, la boue se dépose au fond de ces bassins et de l'eau sur- nageante presque claire s'écoule vers le bassin G pour parfaire sa clarification. Des bassins complémentaires H et I prolongent la durée de rétention du liquide, qui en sort en J dé pourvu de matières en suspension et de bac téries. La- durée de rétention du liquide peut être de quatre à six heures.
Les caractéristiques de l'eau à la sortie sont les suivantes:
EMI0003.0052
Matières <SEP> en <SEP> suspension <SEP> . <SEP> . <SEP> non <SEP> mesurables
<tb> . <SEP> (teneur <SEP> inférieure <SEP> à <SEP> 1 <SEP> p. <SEP> p. <SEP> m:)
<tb> Oxygène <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 8,6 <SEP> p. <SEP> p. <SEP> m.
<tb> Demande <SEP> biologique <SEP> d'oxy gène <SEP> (BOD) <SEP> (5 <SEP> jours) <SEP> . <SEP> 5,5 <SEP> p. <SEP> p. <SEP> m.
<tb> NH@ <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 6,0 <SEP> p. <SEP> p. <SEP> m. <SEP> .
<tb> pH <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 11,7
<tb> TH <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 17 <SEP> <SEP> (degré <SEP> français)
<tb> TA <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 24 <SEP> <SEP> " <SEP> "
<tb> TAC <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>280</B> <SEP> " <SEP> "
<tb> Bactéries <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0 L'eau épurée a été soumise à une aération progressive par air insufflé et des échantil- lons ont été prélevés d'heure en heure.
EMI0004.0001
N0 <SEP> Eaux <SEP> Durée <SEP> d'aération <SEP> colonies <SEP> au <SEP> c. <SEP> c.
<tb> 1 <SEP> Egout <SEP> brut- <SEP> 0 <SEP> Incoinptables <SEP> > <SEP> 4000
<tb> 2 <SEP> Eau <SEP> épurée <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 3 <SEP> 3 <SEP> heures <SEP> 0
<tb> 4 <SEP> 7 <SEP> heures <SEP> 0
<tb> 5 <SEP> " <SEP> 11 <SEP> heures <SEP> 0
<tb> 6 <SEP> 15 <SEP> heures <SEP> 0
<tb> 7 <SEP> 19 <SEP> heures <SEP> 0
<tb> 8 <SEP> 24 <SEP> heures <SEP> 0 Les échantillons ont alors été infectés avec des bactéries de collection et particulièrement avec le bac. typhosus.
Résultats fournis par l'infection, au labo ratoire, des échantillons 2 à 8 (égouts de Micheroux, non aérés ou aérés pendant des temps allant de 3 à 24 heures).
Les chiffres représentent les moyennes des diverses expériences, l'infection artifi cielle étant réalisée par une même souche de bac. typhosus. Eaux <I>d'égouts épurées.</I>
EMI0004.0016
2. <SEP> Pas <SEP> d'aération: <SEP> Infection <SEP> maintenue <SEP> durant <SEP> 5 <SEP> jours, <SEP> 18 <SEP> heures <SEP> ou <SEP> 3 <SEP> heures:
<tb> Pas <SEP> de <SEP> culture, <SEP> rien <SEP> ne <SEP> pousse.
<tb> 3. <SEP> 3 <SEP> heures <SEP> d'aération: <SEP> Infection <SEP> durant <SEP> 5 <SEP> jours, <SEP> 18 <SEP> heures <SEP> ou <SEP> 8 <SEP> heures: <SEP> Pas <SEP> de <SEP> culture.
<tb> 4. <SEP> 7 <SEP> heures <SEP> d'aération:
<SEP> Infection <SEP> durant <SEP> 5 <SEP> jours, <SEP> 18 <SEP> heures <SEP> oü.3 <SEP> heures: <SEP> Pas <SEP> de <SEP> culture.
<tb> 5. <SEP> 11 <SEP> heures <SEP> d'aération: <SEP> Infection <SEP> durant <SEP> 5 <SEP> jours, <SEP> 18 <SEP> heures <SEP> ou <SEP> ,3 <SEP> heures: <SEP> Pas <SEP> de <SEP> culture.
<tb> 6. <SEP> 15 <SEP> heures <SEP> d'aération: <SEP> 3 <SEP> heures. <SEP> de <SEP> contact <SEP> entre <SEP> l'eau <SEP> aérée <SEP> et <SEP> la <SEP> culture <SEP> ne <SEP> suffi sent <SEP> plus <SEP> _ <SEP> à <SEP> inhiber <SEP> la <SEP> culture. <SEP> Moyenne: <SEP> 54 <SEP> colonies.
<tb> 7. <SEP> 19 <SEP> heures <SEP> d'aération: <SEP> Après <SEP> 3 <SEP> heures <SEP> de <SEP> contact <SEP> entre <SEP> l'eau <SEP> aérée <SEP> et <SEP> la <SEP> culture.
<tb> Moyenne: <SEP> 62 <SEP> colonies.
<tb> 8. <SEP> 24 <SEP> heures <SEP> d'aération:
<SEP> Après: <SEP> 3 <SEP> heures <SEP> de <SEP> -contact <SEP> entre <SEP> l'eau <SEP> aérée <SEP> et <SEP> la <SEP> culture.
<tb> Moyenne: <SEP> 1.84 <SEP> colonies. C'est donc entre 11 et 15 heures d'aération que les conditions inhibitrices disparaissent.
Les diagrammes annexés (fig. 2 et 3) montrent les variations des caractéristiques de l'eau épurée sous l'influence de l'air.
Les ordonnées indiquent les différentes valeurs des caractéristiques envisagées; les points d'abcisses 0, 4, 8, 12, 16, 2.0, 24 corres pondent respectivement à l'eau épurée à la sortie, et après 4,8... 24 heures d'aération, l'aération étant obtenue par insufflation d'air.
Sur la première ligne de gauche ont été por tées quelques valeurs des caractéristiques de l'eau avant son épuration. Le diagramme no 1 -orrespond au pH; le diagramme no 2 indique les variations de la- demande biologique d'oxygène;
le diagramme no 3 correspond aux teneurs en ammoniaques; le diagramme no 4 montre que l'eau qui, avant son épuration comptait plus de 4000 colonies par cm3, est devenue, après épuration, complètement dé pourvue de bactéries; le nombre de bactéries contenues dans ces échantillons après l'aéra tion est indiqué par le diagramme no 5.
Les diagrammes nos 6, 7 et 8 indiquent respectivement les variations du titre alcali métrique complet (TAC), du titre alcali- métrique (TA) et du titre hydrotimétrique (TH) pendant l'aération. Il faut remarquer, en outre, que ni les eaux épurées, ni les boues ne présentent d'odeurs offensantes. Les boues déposées dans les bassins ont une densité de l'ordre de 1,25;
elles sont extraites au moyen d'une pompe à boulets K qui peut aspirer dans tous les bassins E, F, G et refouler les boues pompées soit en E ou F ou en tête du chenal d'entrée D. Lorsqu'un bassin E ou F est jugé devoir être vidé, on l'isole en fermant la vanne DI ou<I>N;</I> la pompe K épuise d'abord l'eau surnageante qu'elle refoule en L, puis quand la boue du fond ap paraît sous forme de bouillie épaisse et sans eau surnageante, la pompe K refoule cette boue dans un bassin B.
Cette boue contient environ 40% en poids de matières solides et <B>60%</B> en poids de liquide; sa grande compa cité entrave ou supprime le développement des bio-organismes qu'elle pourrait encore contenir.
Les boues sont ensuite extraites hors du bassin B par un appareil de genre connu (chaîne à godets, transporteur à raclettes) figuré schématiquement par P; elles reçoivent en outre une addition de matières inertes par une machine appropriéé installée en Q; l'en semble - boue et matières inertes - est en suite chauffé pour porter la boue à une tem pérature d'au moins 42 C;
ce chauffage s'ef fectue, par exemple, en traînant l'ensemble boue et matières inertes - sur un fond chauffé (par de la vapeur ou de l'eau chaude) figuré schématiquement par R; la boue char gée de matières inertes est ensuite essorée par un filtre à alvéoles, de type connu, figuré schématiquement par S; des filtres de ce genre sont notamment décrits dans le brevet français no 741401;
les alvéoles de ce filtre sont soumises à l'action d'une dépression pen dant une grande partie de leur parcours cir- conférentiel pour réaliser la filtration; elles sont ensuite mises en communication avec une source de vapeur d'eau sous pression destinée à provoquer l'éjection des boues filtrées hors des alvéoles et à ,maintenir les parois fil trantes â une température d'au moins 42 C.
La boue ainsi traitée est dépourvue d'odeurs offensantes et s'oppose à l'éclosion de moustiques et autres animalcules. Elle con- tient environ 60 % de matières solides et 40 % de liquide; la filtration a donc amené une perte de liquide de 20 % .
Lorsque l'on recueille des boues traitées comme il est-dit ci-dessus on peut, sans re courir à la filtration mécanique, obtenir l'as- sèchement par évaporation naturelle à l'air dans des bassins de dépôt de surface appro priée à la quantité de liquide qui devra s'éva porer par jour sous l'influence des agents na- turels.