WO2005014493A1 - Reacteur de denitrification a culture fixee - Google Patents

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WO2005014493A1
WO2005014493A1 PCT/FR2004/002011 FR2004002011W WO2005014493A1 WO 2005014493 A1 WO2005014493 A1 WO 2005014493A1 FR 2004002011 W FR2004002011 W FR 2004002011W WO 2005014493 A1 WO2005014493 A1 WO 2005014493A1
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WO
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effluent
denitrification
reactor
nitrification
elimination
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PCT/FR2004/002011
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Cédric GENEYS
François VIRLOGET
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Vigie Groupe SAS
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Suez Environnement SAS
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Publication date
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Priority to BRPI0413181 priority patent/BRPI0413181A/pt
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/006—Water distributors either inside a treatment tank or directing the water to several treatment tanks; Water treatment plants incorporating these distributors, with or without chemical or biological tanks
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    • Y10S210/902—Materials removed
    • Y10S210/903—Nitrogenous

Definitions

  • the present invention relates to a fixed culture denitrification reactor associated with a structure for nitrification and elimination of carbon pollution.
  • the nitrification stage requires: a high sludge age, since the autotrophic biomass has a slow growth rate; a pH between 6 and 8 with an optimal value of the order of 7 since the growth rate of nitrifying bacteria decreases outside of these pH values and, a dissolved oxygen content maintained between 2 and 4 mg / 1 .
  • the denitrification stage requires compliance with the following constraints: a low mud age since the heterotrophic biomass exhibits rapid growth; a pH between 6 and 8 with an optimal value of the order of 7; very low dissolved oxygen content (anoxic conditions) since the presence of oxygen inhibits denitrification and a BOD s sufficient to meet the needs for organic carbon.
  • the denitrification process can be implemented in three different ways: - in an anoxic zone in free culture.
  • the anoxia tank is located at the head of the treatment system and is responsible for denitrification.
  • the supply of N0 3 " is ensured by the recirculation of the mixed liquor from the aeration tank and the organic carbon requirements are met by the arrival of pretreated water.
  • the denitrifying biomass is recirculated from the clarifier to the tank.
  • the aeration tank ensures nitrification and the additional elimination of carbon pollution.
  • the disadvantage of - this configuration results in the fact that it requires recirculation of the order of 150 to 400% of the flow rate.
  • the volume of the anoxic basin represents 25% of the total volume necessary for purification; - in the aeration tank by syncopating the aeration,. the temporal alternation allowing nitrification-denitrification in a single basin.
  • a sludge age greater than 10 days a 30% increase in ventilation compared to the requirements for eliminating carbon pollution alone; a minimum anoxia time of the order of 8 to 10 h / d and a sludge rate of approximately 4 g MVS / 1; - in a structure with fixed biomass (biofilter) which, in the same way as an anoxic zone can make it possible to ensure denitrification on condition of injecting air in order to guarantee a stall, homogeneous and controlled, of the biomass in excess.
  • the present invention proposes to provide a denitrification reactor which in particular solves the following technical problems which are not resolved by this state of the art: - elimination of the need to ensure self- cleaning up excess biomass by injecting air and therefore providing ventilation systems; - reduction of the volume of the work dedicated to denitrification and - control of the contact time necessary for denitrification.
  • the subject of this invention is a culture denitrification reactor fixed on a support of the type organized plastic, associated with a work of nitrification and elimination of carbonaceous pollution, said reactor being supplied by a mixture of the raw effluent to be treated and the effluent coming from the work of nitrification and elimination of carbon pollution, characterized in that it comprises: -two denitrification compartments provided with a packing of the organized plastic type, - these compartments, arranged in parallel, operating by successive loads or covers, that is to say alternately one being in the filling phase (denitrification and self-cleaning of excess biomass, i.e.
  • a drain compartment receiving the denitrified effluent in one or the other of said denitrification compartments; - a system for supplying the effluent mixture consisting of a rotary arm supplying, on the surface, alternately each of said compartments and; - means ensuring the recirculation of the denitrified effluent from the emptying compartment to the structure dedicated to nitrification and the elimination of carbon pollution.
  • the work dedicated to nitrification and the elimination of carbon pollution can be a bacterial bed or a trickling bed; an aerobic biological filtration system in ascending air and water flow of the "Biofor ® " type or discs biological on which the biomass is fixed, these discs rotating around a horizontal axis and partly bathing in the effluent to be treated.
  • the denitrification reactor described above can be integrated into an installation as described in FR-B- 2 782 508, the denitrified effluent in said reactor being recirculated in the bacterial bed of this installation. Thanks to this arrangement, the finishing of the treatment and in particular the elimination of suspended matter is carried out in the filters planted with reeds described in this French patent.
  • Figure 1 is a sectional view along II of Figure 4;
  • Figure 2 is a top view of Figure 1;
  • Figure 3 is a plan view of Figure 1;
  • Figure 4 is a sectional view along IV-IV of Figure 3
  • Figure 5 is a plan view of an example of a plastic lining serving to support the fixed biomass ensuring denitrification
  • Figure 6 shows a curve illustrating the economic benefits' provided by the present invention.
  • the denitrification reactor object of the present invention designated as a whole by the reference 1 is associated with a structure in which the nitrification of the effluent is carried out as well as the elimination of the carbon pollution, this work having been shown diagrammatically in the drawing and designated by the reference 2.
  • It may in particular be a bacterial bed or trickling bed, an aerobic biological filtration system in air flow and ascending water of the "Biofor ® " type or biological discs on which the biomass is fixed, these discs rotating around a horizontal axis and partly bathing in the effluent to be treated.
  • the denitrification reactor comprises on the one hand, two compartments 3 and 4, in parallel, dedicated to denitrification and separated by a partition 5 and on the other hand a so-called drain compartment 6 completely isolated from compartments 3 and 4 by a partition longitudinal 7.
  • the denitrification compartments 3 and 4 are of the culture type fixed on a plastic-type support organized schematically in FIGS. 1, 3 and 4 by the lining 8.
  • This lining can be of the type illustrated in FIG. 5 having a specific surface included between 50 and 200 m 2 / m 3 ' and preferably 150 m 2 / m 3 , for example sold under the brand name "Cloisonyl" by the French company ATOCHEM and distributed by CECA or other equivalent products, in particular "Biodec ® ”manufactured by Munters Euroform GmbH and distributed by Socrematic SA ..
  • the denitrification reactor 1 operates alternately by charges or successive tarpaulins on the two compartments 3 and 4 arranged in parallel as follows: - filling phase of a reactor: denitrification and self-cleaning; - reactor drain phase: denitrification and drainage of excess biomass.
  • the reactor 1 is supplied with a mixture of the raw effluent supplied by a line 9 and coming for example from a screen 10, this raw effluent being heavily loaded with organic matter and effluent from the nitrification structure 2.
  • This alternating supply to the surface of the compartments 3 and 4 is carried out using a rotary arm 11 and a distributor 22 from a distribution means 12 receiving the mixture.
  • the structure 2 dedicated to nitrification and the elimination of carbon pollution comprises a floor 13 with means for taking up the nitrified effluent which is mixed on a deflector 14 with the raw effluent coming from line 9, before supplying the distribution means 12.
  • One of the walls (15 in Figure 1) defining the denitrification compartments 3 and 4 is designed to leave a free passage 16 • above the floor of the reactor 1 for the circulation of the treated effluent in the one or the other of compartments 3 and 4.
  • Drain pumps 17 ensure the recovery of this effluent, respectively from compartments 3 and 4, and its evacuation by a pipe 18 into the drain compartment 6.
  • Most of the treated effluent admitted into the drainage compartment 6 is recirculated to the structure 2 by means of pumps such as 21 supplying a discharge pipe shown schematically in 19.
  • the effluent treated after elimination of nitrogen and carbonaceous pollution is discharged by an overflow 20.
  • one of the original features of the denitrification reactor which is the subject of the invention is the presence of two denitrification compartments arranged in parallel and operating alternately.
  • the dimensioning of the volumes of the denitrification reactor 1 takes account of the hourly peak flow, as well as the maximum flow admissible by the station. Without departing from the scope of the invention, provide a buffer tank to smooth flows and loads.
  • Controlled immersion residence time The fact of operating by alternating charges in compartments 3 and 4 makes it possible to apply and control the contact time necessary for denitrification.
  • the reactor may for example be dimensioned so as to ensure an average contact time of the effluent of the order of 30 minutes.
  • the invention makes it possible to considerably reduce the volume of the structure (compartments 3 and 4) dedicated to the denitrification process. Indeed, the volume of compartments 3 and 4 represents only 10% of the total volume necessary for the treatment whereas the volume of anoxia in activated sludge generally corresponds to 25% of this total volume.
  • the reactor which is the subject of the present invention can be applied in particular to waste water treatment stations whose level of elimination of total nitrogen is NGL ⁇ 15 mg / 1 (regulations in force for stations treating less than 100 000 population equivalents).
  • FIG. 6 illustrates the price differences as a function of the processing capacity, between a conventional installation (right A) and an installation according to the invention (right B).
  • the invention can also be applied to the rehabilitation of a station with a view to a requested level of treatment, which is more restrictive (elimination of total nitrogen) than during the construction of the purification station.
  • the invention is of particular interest in the case of the rehabilitation or construction of stations with a treatment capacity of less than 5,000 population equivalents, for which removal of total nitrogen is required.
  • processes generally described as rustic, that is to say having low operating costs (labor, electrical consumption, minimization of the number of electromechanical equipment etc.).
  • the invention can be applied to installations of the type described in FR-B-2 782 508 which describes a method and an installation for treating domestic waste water associating a bacterial bed followed by filtration-composting cells or beds planted with reeds (designated by the term "Rhizofilter").
  • the first stage constituted by the bacterial bed ensures the treatment of dissolved and colloidal carbonaceous matter (COD, BOD 5 and NH 4 ) and the second stage constituted by the beds of filtration-composting refines and completes the treatment of dissolved matter, while filtering out the particulate matter present (matter in inlet suspension + leached biomass from the bacterial bed or biological discs).
  • the sludge is thus stored under aerobic conditions for 5 to 8 years. As a result, they undergo aerobic digestion which results in a mineralization rate greater than 40% and therefore a reduction of approximately 30% in the mass of sludge produced initially.
  • the effluent treated by the denitrification reactor described above is pumped and feeds, by tarpaulins, the bacteria bed recirculation station.
  • the filtration-composting beds, planted with reeds, on which the finishing treatment is carried out, are fed from an overflow which is located in the recirculation station.
  • the sizing of the volumes of works must take into account the hourly peak flow as well as the maximum flow admissible by the station.
  • a buffer tank can be provided in order to smooth the flow rates and the loads.
  • This particular configuration of the invention induces only 10% of additional cost compared to the price of an installation according to FR-B-2 782 508 designed simply to remove carbon and ammoniacal nitrogen (nitrification).
  • the implementation of the invention, in this particular application is extremely simple, even in the case of rehabilitation or extension of works in particular with a view to increasing their processing capacity.

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Abstract

Ce réacteur comporte: deux compartiments de dénitrification (3, 4) pourvus d'un garnissage (8) du type plastique organisé, ces compartiments, disposés en parallèlle, fonctionnant par bâchées ou charges successives, c'est-à-dire en alternance l'un étant en phase de remplissage alors que l'autre est en phase de vidange; un compartiment de vidange (6) recevant l'effluent dénitrifié provenant de l'un ou de l'autre desdits compartiments de dénitrification; un système d'alimentation du mélange d'effluents constitué d'un bras rotatif (11) alimentant, en surface, alternativement chacun desdits compartiments et ; des moyens assurant la recirculation de l'effluent dénitrifié depuis le compartiment de vidange (6) vers l'ouvrage (2) dédié à la nitrification et à l'élimination de la pollution carbonée.

Description

REACTEUR DE DENITRIFICATION A CULTURE FIXEE
La présente invention concerne un réacteur de denitrification à culture fixée associé à un ouvrage de nitrification et d'élimination de la pollution carbonée.
On sait que le traitement de l'azote en eaux residuaires s'effectue en deux étapes : - une étape de nitrification au cours de laquelle s'effectue l'oxydation de l'azote ammoniacal présent dans l'effluent, en nitrite puis en nitrate par , une réaction biochimique due à l'action de bactéries autotrophes et, - une étape de denitrification au cours de laquelle l'azote nitrate est réduit à un état plus faible d'oxydation grâce à une réaction biochimique mettant en œuvre des bactéries hétérotrophes . Chacune de ces deux étapes nécessite le respect d'un certain nombre de conditions : - l'étape de nitrification exige : un âge de boues élevé, car la biomasse autotrophe a un taux de croissance lent ; un pH compris entre 6 et 8 avec une valeur optimale de l'ordre de 7 étant donné que le taux de croissance des bactéries nitrifiantes décroît en dehors de ces valeurs de pH et, une teneur en oxygène dissous maintenue entre 2 et 4 mg/1. - l'étape de denitrification nécessite le respect des contraintes suivantes : un âge de boue faible étant donné que la biomasse hétérotrophe présente une croissance rapide ; un pH compris entre 6 et 8 avec une valeur optimale de l'ordre de 7 ; une très faible teneur en oxygène dissous (conditions anoxiques) étant donné que la présence d'oxygène inhibe la denitrification et, une DBOs suffisante pour satisfaire les besoins en carbone organique.
Il résulte de ces contraintes que les phénomènes de nitrification et de denitrification sont tout à fait contradictoires. C'est la raison pour laquelle les constructeurs d'installations de traitement d'eaux residuaires ont basé leur technique sur l'alternance spatiale et/ou temporelle des phases d'aération (nitrification) et d'anoxie (denitrification).
On sait par ailleurs que la vitesse de denitrification dépend de deux paramètres essentiels : d'une part la température et d'autre part le carbone organique disponible au niveau de la boue biologique et donc, des quantités de carbone organique apportées par l'effluent à traiter (à 15°C, les valeurs sont proches de 2,5 à 3 g N-N03/kg MVS/h) .
A l'heure actuelle, le processus de denitrification peut être mis' en œuvre de trois façons différentes : - dans une zone anoxie en culture libre. Le bassin d'anoxie est situé en tête de la filière de traitement et il est chargé de la denitrification. L'apport en N03 " est assuré par la recirculation de la liqueur mixte provenant du bassin d'aération et les besoins en carbone organique sont satisfaits par l'arrivée d'eau prétraitée. La biomasse dénitrifiante est recirculée du clarificateur vers le bassin d'anoxie. Le bassin d'aération assure la nitrification et l'élimination complémentaire de la pollution carbonée. L'inconvénient de - cette configuration résulte dans le fait qu'elle nécessite une recirculation de l'ordre de 150 à 400% du débit de l'eau brute afin de recycler les nitrates à éliminer et pour respecter un rapport C/N suffisant. En général le volume du bassin d'anoxie représente 25% du volume total nécessaire à l'épuration ; - dans le bassin d'aération par syncopage de l'aération, . l'alternance temporelle permettant une nitrification-dénitrification dans un bassin unique. Dans ce cas, il convient de respecter les conditions optimales suivantes : un âge de boues supérieur à 10 jours ; une majoration de 30% de l'aération par rapport aux exigences de la seule élimination de la pollution carbonée ; un temps minimal d'anoxie de l'ordre de 8 à 10 h/j et un taux de boues d'environ 4 g MVS/1 ; - dans un ouvrage à biomasse fixée (biofiltre) qui, au même titre qu'une zone anoxie peut permettre d'assurer la denitrification à condition d'injecter de l'air afin de garantir un décrochage, homogène et maîtrisé, de la biomasse en excès.
Partant de cet état de la technique, la présente invention se propose d'apporter un réacteur de denitrification qui résout notamment les problèmes techniques suivants qui ne sont pas résolus par cet état de la technique : - élimination de la nécessité d'assurer un auto- curage de la biomasse en excès par une injection d'air et donc de prévoir des systèmes d'aération ; - réduction du volume de l'ouvrage dédié à la denitrification et - contrôle du temps de contact nécessaire à la denitrification.
En conséquence cette invention a pour objet un réacteur de denitrification à culture fixée sur un support du type plastique organisé, associé à un ouvrage de nitrification et d'élimination de la pollution carbonée, ledit réacteur étant alimenté par un mélange de l'effluent brut à traiter et de l'effluent provenant de l'ouvrage de nitrification et d'élimination de la pollution carbonée, caractérisé en ce qu'il comporte : -deux compartiments de denitrification pourvus d'un garnissage du type plastique organisé,- ces compartiments, disposés en parallèle, fonctionnant par charges ou bâchées successives, c'est-à-dire en alternance l'un étant en phase de remplissage (denitrification et autocurage de la biomasse en excès, c'est-à-dire le décrochage de, cette biomasse en excès par action de forces de cisaillement hydrauliques) alors que l'autre est en phase de vidange (denitrification et drainage de la biomasse en excès, c'est-à-dire l'évacuation de la biomasse en excès décrochée lors de l' auto-curage) ; un compartiment de vidange recevant l'effluent dénitrifié dans l'un ou l'autre desdits compartiments de denitrification ; - un système d'alimentation du mélange d'effluents constitué d'un bras rotatif alimentant, en surface, alternativement chacun desdits compartiments et ; - des moyens assurant la recirculation de l'effluent dénitrifié depuis le compartiment de vidange vers l'ouvrage dédié rà la nitrification et à l'élimination de la pollution carbonée .
Selon la présente invention l'ouvrage dédié à la nitrification et à l'élimination de la pollution carbonée peut être un lit bactérien ou lit à ruissellement ; un système de filtration biologique aérobie en flux d'air et d'eau ascendants du type « Biofor ® » ou des disques biologiques sur lesquels se fixe la biomasse, ces disques tournant autour d'un axe horizontal et baignant en partie dans l'effluent à traiter.
Selon un mode de réalisation de la présente invention le réacteur de denitrification décrit ci-dessus peut être intégré à une installation telle que décrite dans FR-B- 2 782 508, l'effluent dénitrifié dans ledit réacteur étant recirculé dans le lit bactérien de cette installation. Grâce à cette disposition la finition du traitement et notamment l'élimination des matières en suspension s'effectue dans les filtres plantés de roseaux décrit dans ce brevet français.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins :
La figure 1 est une vue en coupe selon I-I de la figure 4 ; La figure 2 est une vue de dessus de la figure 1 ; La figure 3 est une vue en plan de la figure 1 ; La figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3, La figure 5 est une vue en plan d'un exemple de garnissage plastique servant de support à la biomasse fixée assurant la denitrification, et La figure 6 représente une courbe illustrant les avantages économiques' apportés par la présente invention. Ainsi qu'on le voit sur les dessins, le réacteur de denitrification objet de la présente invention désigné dans son ensemble par la référence 1 est associé à un ouvrage dans lequel s'effectue la nitrification de l'effluent ainsi que l'élimination de la pollution carbonée, cet ouvrage ayant été schématisé sur le dessin et désigné par la référence 2. Il peut s'agir notamment d'un lit bactérien ou lit à ruissellement, d'un système de filtration biologique aérobie en flux d'air et d'eau ascendants du type « Biofor ® » ou de disques biologiques sur lesquels se fixe la biomasse, ces disques tournant autour d'un axe horizontal et baignant en partie dans l'effluent à traiter.
Le réacteur de denitrification comporte d'une part, deux compartiments 3 et 4, en parallèle, dédiés à la denitrification et séparés par une cloison 5 et d'autre part un compartiment dit de vidange 6 totalement isolé des compartiments 3 et 4 par une cloison longitudinale 7.
Les compartiments de denitrification 3 et 4 sont du type à culture fixée sur un support de type plastique organisé schématisé sur les figures 1, 3 et 4 par le garnissage 8. Ce garnissage peut être du type illustré par la figure 5 présentant une surface spécifique comprise entre 50 et 200 m2/m3' et de préférence de 150 m2/m3, par exemple vendu sous la marque « Cloisonyl » par la Société française ATOCHEM et distribué par CECA ou bien d'autres produits équivalents notamment le « Biodec ® » fabriqué par Munters Euroform GmbH et distribué par Socrematic SA..
Ainsi qu'on le décrira ci-après le réacteur de denitrification 1 fonctionne en alternance par charges ou bâchées successives sur les deux compartiments 3 et 4 disposés en parallèle de la façon suivante : - phase de remplissage d'un réacteur : denitrification et auto-curage ; - -phase de vidange du réacteur : denitrification et drainage de la biomasse en excès.
L'alimentation du réacteur 1 s'effectue à l'aide d'un mélange de l'effluent brut délivré par une conduite 9 et provenant par exemple d'un degrilleur 10, cet effluent brut étant fortement chargé en matières organiques et de l'effluent provenant de l'ouvrage de nitrification 2. Cette alimentation en surface, en alternance, des compartiments 3 et 4 est réalisée à l'aide d'un bras rotatif 11 et d'un répartiteur 22 à partir d'un moyen de distribution 12 recevant le mélange. Comme on le voit sur le dessin, l'ouvrage 2 dédié à la nitrification et l'élimination de la pollution carbonée comporte un plancher 13 avec des moyens de reprise de l'effluent nitrifié lequel est mélangé sur un déflecteur 14 à l'effluent brut provenant de la conduite 9, avant d'alimenter le moyen de distribution 12.
L'une des cloisons (15 sur la figure 1) délimitant les compartiments de denitrification 3 et 4 est conçue de façon à laisser un • passage libre 16 au-dessus du plancher du réacteur 1 pour la circulation de l'effluent traité dans l'un ou l'autre des compartiments 3 et 4. Des pompes de vidange 17 assurent la reprise de cet effluent, respectivement à partir des compartiments 3 et 4, et son évacuation par une conduite 18 dans le compartiment de vidange 6. La majeure partie de l'effluent traité admis dans le compartiment de vidange 6 est recirculé vers l'ouvrage 2 grâce à des pompes telles que 21 alimentant une conduite d'évacuation schématisée en 19. L'effluent traité après élimination des pollutions azotée et carbonée est évacué par une surverse 20.
Ainsi qu'on le comprend de la description qui précède, l'une des originalités du réacteur de denitrification objet de l'invention est la présence de deux compartiments de denitri ication disposés en parallèle et fonctionnant en alternance. Un exemple de fonctionnement est le suivant : - t = 0 min : alimentation du compartiment 3 du réacteur, compartiment 4 au repos, - t = 30 min : fin d'alimentation et début de vidange du compartiment 3 dans le compartiment 6 et alimentation du compartiment 4, - t = 60 min : fin de vidange et début d'alimentation du compartiment 3 ; fin d'alimentation et début de vidange du compartiment 4, - t = 90 min : fin d'alimentation et début de vidange du compartiment 4 ; fin de vidange et début d'alimentation du compartiment 4, - t = 120 min : etc..
Ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, la majeure partie de l'effluent traité dans le réacteur de denitrification 1 est recirculé vers l'ouvrage 2 dédié à la nitrification et à l'élimination de la pollution carbonée. Le taux de recirculation est de l'ordre de 300%.
Le dimensionnement des volumes du réacteur de denitrification 1 tient compte du débit de pointes horaires, ainsi que du débit maximal admissible par la station. On peut, sans sortir du cadre de l'invention, prévoir un bassin tampon afin de lisser les débits et les charges .
Les avantages apportés par la présente invention sont notamment les suivants :
A) Temps de séjour d'immersion contrôlé : Le fait de fonctionner par charges alternées dans les compartiments 3 et 4 permet d'appliquer et de contrôler le temps de contact nécessaire à la denitrification. Le réacteur peut-être par exemple dimensionné de façon à assurer un temps de contact moyen de l'effluent de l'ordre de 30 minutes. B) Contrôle de la biomasse
On a constaté avec surprise que le fait de fonctionner par charges alternées permet d'assurer l'auto-curage des compartiments 3 et 4 du réacteur lors de leur alimentation et de leur vidange. Ainsi grâce à l'invention, le décrochage de la biomasse en excès est uniquement réalisé, de manière naturelle, par la force d'irrigation, comme dans un lit bactérien classique. En effet, il n'est pas nécessaire d'assurer l'auto-curage de la biomasse en excès par un apport d'air sous forme de fines bulles. L'invention permet de s'affranchir de la mise en œuvre de systèmes d'aération bruyants, générateurs d'aérosols pollués, de prix de revient, d'exploitation et d'entretien importants.
C) Réduction du volume d'ouvrage dédié à la denitrification
L'invention permet de réduire considérablement le volume de l'ouvrage (compartiments 3 et 4) dédié au processus de denitrification. En effet, le volume des compartiments 3 et 4 ne représente que 10% du volume total nécessaire au traitement alors que le volume d'anoxie en boues activées correspond généralement à 25% de ce volume total.
Le réacteur objet de la présente invention peut s'appliquer notamment à des stations de traitement d'eaux residuaires dont le niveau d'élimination de l'azote total est NGL < 15 mg/1 (réglementation en vigueur pour les stations traitant moins de 100 000 équivalents habitants) .
La figure 6 illustre les différences de prix en fonction de la capacité de traitement, entre une installation classique (droite A) et une installation selon l'invention (droite B).
L'invention peut également s'appliquer à la réhabilitation de station en vue d'un niveau de traitement demandé, plus contraignant (élimination de l'azote total) que lors de la construction de la station d'épuration. Dans ce contexte, l'invention présente un intérêt tout particulier dans le cas de la réhabilitation ou de la construction de stations de capacité de traitement inférieure à 5 000 équivalents habitants, pour lesquelles une élimination de l'azote total est exigée. En effet, dans ce , type d'installation, on met généralement en œuvre des procédés qualifiés de rustique, c'est-à-dire présentant de faibles coûts d'exploitation (main d' uvre, consommation électrique, minimisâtion du nombre d'équipements électromécaniques etc.).
C'est ainsi que l'invention peut s'appliquer à des installations du type décrit dans FR-B-2 782 508 qui décrit un procédé et une installation de traitement des eaux residuaires domestiques associant un lit bactérien suivi de cellules ou lits de filtration-compostage plantés de roseaux (désignés par le terme « Rhizofiltre ») ..
Dans ce type d'installation, le premier étage constitué par le lit bactérien (ou par des disques biologiques) assure le traitement de la matière carbonée dissoute et colloïdale (DCO, DB05 et N H4) et le second étage constitué par les lits de filtration-compostage affine et complète le traitement de la matière dissoute, tout en filtrant les matières particulaires présentes (matières en suspension d'entrée + biomasse lessivée provenant du lit bactérien ou des disques biologiques) . Les boues sont ainsi stockées dans des conditions aérobies pendant 5 à 8 ans. De ce fait elles subissent une digestion aérobie ce qui se traduit par un taux de minéralisation supérieur à 40% et donc une réduction d'environ 30% de la masse de boues produites initialement.
Dans cette application particulière, l'effluent traité par le réacteur de denitrification décrit ci-dessus est pompé et alimente, par bâchés le poste de recirculation du lit bactérien. Les lits de filtration-compostage, plantés de roseaux, sur lesquels s'effectue le traitement de finition sont alimentés à partir d'un trop-plein qui est situé dans le poste de recirculation.
Il faut bien entendu que le dimensionnement des volumes d'ouvrages tienne compte du débit de pointe horaire ainsi que du débit maximal admissible par la station. Ainsi qu'on l'a mentionné ci -dessus, on peut prévoir un bassin tampon afin de lisser les débits et les charges. Cette configuration particulière à l'invention n'induit que 10% de surcoût par rapport au prix d'une installation selon FR-B-2 782 508 conçue simplement pour éliminer le carbone et l'azote ammoniacal (nitrification) . La mise en œuvre de l'invention, dans cette application particulière est extrêmement simple,, même dans le cas de réhabilitation ou d'extension d'ouvrages notamment en vue d'une augmentation de leur capacité de traitement.
Dans le tableau ci-après on a comparé les résultats obtenus respectivement à l'aide d'une installation selon FR-B- 2 782 508 (installation A) et d'une station d'épuration (installation B) dans laquelle l'invention est appliquée à l'installation A.
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000015_0001
Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ou d'application décrits et/ou mentionnés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Réacteur de denitrification à culture fixée sur un support du type plastique organisé, associé à un ouvrage de
>5 nitrification et d'élimination de la pollution carbonée, ledit réacteur étant alimenté par un mélange de l'effluent brut à traiter et de l'effluent provenant de l'ouvrage de nitrification et d'élimination de la pollution carbonée, caractérisé en ce qu'il comporte :0 -deux compartiments de denitrification (3,4) . pourvus d'un garnissage (8) du type plastique organisé, ces compartiments, disposés en parallèle, fonctionnant par bâchées ou charges successives, c'est-à-dire en alternance l'un étant en phase de remplissage (denitrification et5 auto-curage de la biomasse en excès) alors que l'autre est en phase de vidange (denitrification et drainage de la biomasse en excès) ; - un compartiment de vidange (6) recevant l'effluent dénitrifié provenant de l'un ou de l'autre desdits0 compartiments de denitrification ; - un système d'alimentation du mélange d'effluents constitué d'un bras rotatif (11) alimentant, en surface, alternativement chacun desdits compartiments et ; - des moyens (19,21) assurant la recirculation de 5 l'effluent dénitrifié depuis le compartiment de vidange (6) vers l'ouvrage (2) dédié à la nitrification et à l'élimination de la pollution carbonée.
2. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que 0 l'ouvrage (2) dédié à la nitrification et à l'élimination de la pollution carbonée est un lit bactérien ou lit à ruissellement .
3. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouvrage (2) dédié à la nitrification et à l'élimination de la pollution carbonée est un système de filtration biologique aérobie en flux d'air et d'eau ascendants.
4. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouvrage (2) dédié à la nitrification et à l'élimination de la pollution carbonée est constitué de disques biologiques sur lesquels se fixe la biomasse, ces disques tournant d'un axe horizontal et baignant en partie dans l'effluent à traiter.
5. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le garnissage (8) présente une surface spécifique comprise entre 50 et 200 m2/m3 et de préférence de 150 m2/m3,
6. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alimentation de l'effluent brut à l'aide dudit bras rotatif (11) s'effectue à partir d'un moyen de distribution (12) recevant le mélange d'effluents à partir d'un déflecteur (14) prévu sous des moyens de reprise du plancher (13) de l'ouvrage (2) .
7. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le taux de recirculation, vers l'ouvrage (2), de l'effluent traité dans ledit réacteur est de l'ordre de 300%.
8. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on prévoit un bassin tampon afin de lisser les débits et les charges.
9. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est intégré à une installation de traitement d'effluents comprenant une étape de traitement biologique, notamment sur lit bactérien et une étape d'élimination des matières en suspension et de traitement des boues par filtration-compostage sur des lits plantés de roseaux, l'effluent dénitrifié dans ledit réacteur (1) étant recirculé dans le lit bactérien.
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