WO2006108956A2 - Dispositif autonome de traitement biologique des effluents - Google Patents

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organic matter
tank
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    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
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    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to the field of equipment for treating organic materials present in the aqueous effluent elimination circuits.
  • the invention relates to a device for the elimination by biological degradation of organic materials and in particular greasy deposits in the evacuation and / or treatment of domestic effluents, particularly in the collection columns of wastewater and wastewater in collective buildings, and in grease traps for kitchens and agri-food workshops.
  • the invention also relates to a method of processing implementing the device that is the subject of the present application.
  • the cleaning of the columns of buildings is generally carried out by specialized companies, by the method of hydrocuring which consists in associating a mechanical cleaning with the help of brushes called “ferrets” and a washing with water under pressure. They require specific equipment and a lengthy intervention which, even if carried out by a competent team, is not exempt from constraints.
  • the mechanical cleaning and the pressure of the water can damage the pipes, even deteriorate them when the installations are old; on the other hand, the presence of all the tenants is required during the intervention so as to take the necessary precautions to prevent upwelling in the apartments from occurring.
  • This biological treatment has the essential advantage of being softer because it does not subject the pipes to the pressure of water and ferrets, and to respect the environment as long as the microorganisms are correctly chosen. It involves introducing into the conduit to be treated, almost continuously volumes of bacterial inoculants and enzymes capable of degrading grease responsible for the formation of deposits by agglomeration with sludge and limestone. The crusts formed on the walls are disintegrated by enzymatic action and gradually unhooked to be washed away in the liquid effluents.
  • the enzymes can be introduced directly, which is expensive, or be excreted by an inoculated bacterial population.
  • a suspension of producing bacteria which can be optionally supplemented by enzymatic inputs, is introduced into the pipe to be treated from a tray placed at the column head, usually in the attic of buildings.
  • An automatic device makes it possible to send aliquots of bacterial suspension in the pipe to be treated at regular intervals of time (about 2 to 5 hours).
  • Equipment for this purpose is used as above, in which the tank is replaced by a reactor associated with a water level control system.
  • the water supply is carried out from the network via a solenoid valve, controlled by a programmer associated with a water level regulator level.
  • a heating system regulates the temperature between 30 and 40 0 C, so as to ensure active bacterial multiplication.
  • a small booster provides oxygenation of the medium.
  • a nutrient load adapted to the bacterial growth is introduced into the culture medium and must be renewed after a few weeks.
  • the device comprises various feed elements (water, energy, nutrient load) and control (water level, temperature) that make it complex and expensive. It is obligatory equipped with a device for oxygenating the culture medium. The device, whose operation requires regular maintenance, must also be easily accessible.
  • the biological treatment device effluent discharge circuits overcomes these disadvantages by providing a non immersed cell culture and multiplication device and operating completely independently thanks to the fact that it is placed directly in the circuit to be treated.
  • this device comprises a cell culture support associated with a nutrient solution reservoir, both of which are placed in the evacuation circuit to be treated.
  • the effluent discharged is the water source necessary to prepare a nutrient medium and to allow cell multiplication of bacteria degrading organic matter.
  • the implementation of this device is excessively simple, since it does not need to be connected to any water supply conduit, energy or nutrient load and it operates continuously without maintenance.
  • the treatment device according to the invention thus consists of a single unit operating autonomously during the period necessary for the treatment.
  • the subject of the present invention is a biological degradation treatment device for organic materials present in the effluent discharge circuits comprising:
  • non-submerged culture support capable of being colonized by microorganisms capable of degrading at least partially the organic materials
  • a reservoir able to supply said culture medium in a nutrient medium
  • the reservoir comprises a receptacle of any shape, the function of which is to contain a nutrient medium which must feed the culture medium, or more exactly the bacterial cells which have colonized it.
  • This reservoir is conveniently provided with fixing means for maintaining the treatment device inside said evacuation circuit.
  • the tank has side walls, a bottom and an upper opening capable of collecting a fraction of the evacuated effluents.
  • a part of these effluents enters the reservoir and dissolves a dissolving nutritional load previously placed in the reservoir, to form a nutrient medium that will feed the culture medium not immersed in water and nutrients to ensure bacterial growth.
  • the reservoir has an opening diameter generally between 50 and 70% of the diameter of the duct in which it is installed.
  • the walls of at least said reservoir are made of filtering material.
  • the effluent collected in the tank and loaded with mineral elements gradually passes through the wall and flows gradually and continuously on the culture medium which is thus permanently impregnated with water.
  • It may for example be made of synthetic fibers such as polyester or polypropylene, or natural fibers such as cotton or wool.
  • the pores have a dimension such that they can filter water and particles of 5 microns, or even 10 microns.
  • a permeable bag sometimes called "sock"
  • the nutrients dissolve gradually and diffuse through the bag, so that the nutrients are constantly renewed which allows for continuous nutrient supply downstream.
  • the nutrient load is calculated as a function of the dissolution rate and the nutrient requirements of the bacterial culture on the porous fibers, so as to obtain sufficient bacterial growth for an effective permanent seeding of the effluent discharge conduit to be treated.
  • the nutrient load may further contain lipolytic enzymes, supplementing the action of bacterial secretions.
  • the immersed culture support may be formed of any material capable of being colonized by microorganisms. It must be placed in line with the tank, in contact with or at a distance from it, so that the nutrient medium flowing from the tank reaches it.
  • the non-submerged culture support is essentially formed of a porous support attached to the walls of said reservoir.
  • the fastening means can be of any kind, such as hooks, ties, seam, that the skilled person will choose and achieve without difficulty.
  • the porous support may be attached to any height on the walls of the reservoir, it being understood that it is necessary for the nutrient medium to feed the porous support while flowing.
  • porosity The main purpose of porosity is to allow good bacterial anchoring and to offer a high specific surface area allowing the development of a large quantity of cells.
  • Such materials are numerous and may be implemented by those skilled in the art with the necessary adaptations.
  • a preferred embodiment is to use flexible porous fibers because of their strength and ease of use. It is possible to use natural fibers such as flax fibers, or synthetic fibers, for example Rilsan tortilla bouffant. The latter material indeed has excellent water absorption capacity and a high porosity that can accommodate a large bacterial population.
  • the fibers are fixed at one end and can be left free in their length or woven more or less loosely, forming panels that can be cut to the desired size.
  • the porous fibers are in contact with each other so as to better retain the nutrient medium and to limit evaporation. Therefore, when formed of flexible fibers, the porous support preferably comprises a bond surrounding the fibers to gather them into a bundle. This link can be placed in the lower part of the fibers. This further allows to keep them in contact with the walls of the tank, in the case where the fibers are attached to the upper part of the tank.
  • the microorganisms are chosen according to the enzymatic functions secreted, preferably from the lipolytically active enzyme producing bacteria, such as certain bacilli, for example Bacillus circulons, Bacillus magaterium, Bacillus Subtilis; lactobacilli such as Lactobacillus cellobiotus, Lactobacillus pentosus; or Pseudomonas cepacia or species belonging to the genus Acinetobacter.
  • Other microorganisms may also be used depending on the particular application that is made of the non-submerged culture device and the type of treatment to be performed.
  • a mixture of different microorganisms associated in the form of "cocktail" that the skilled person knows how to choose and implement.
  • the device according to the invention has the advantage of allowing easy seeding of the porous support from the reservoir. Indeed, it is convenient to introduce a bacterial inoculum into the reservoir also containing the liquid nutrient medium necessary for cell multiplication. Whenever the reservoir receives a new quantity of effluent, there is an overflow of nutrient medium loaded with bacterial cells which, associated with the filtration through the walls, will flow on the porous support and colonize it.
  • the bulk of the bacterial population comes from the reservoir, and as time passes, a cell dilution occurs, but it is offset by the production installed on the culture medium. .
  • the means for holding the treatment device in the evacuation circuit are suitable means chosen by those skilled in the art from the numerous existing systems.
  • suspension means supporting the weight of the device are suitable means chosen by those skilled in the art from the numerous existing systems.
  • a simple and safe way is for example a bracket equipped with a hook, which must of course be accessible from a look made in the exhaust duct. It is possible to position the culture device at different levels by providing several means of suspension, depending on the areas whose treatment needs are most acute, to ensure a complete treatment over the entire length of the conduit to degrease.
  • the operating temperature of the device is advantageously between 25 ° C and 35 ° C, temperature reached through wastewater which are largely warm or warm water from bathrooms, kitchens and laundries.
  • the air circulating in the column is used for the natural oxygenation of the culture. This air can have a temperature of 10 ° C to 20 ° C depending on the season.
  • the present processing device is both simple and efficient. In particular it occupies a small volume - at least ten times smaller than conventional devices. It eliminates the equipment for its supply of fluids (water, energy) and the electromechanical control and sequential transfer of bacterial suspension fractions. It operates without forced oxygenation system and without heating, the conditions of temperature and aeration prevailing in the columns of sewage evacuation and in the ducts of evacuations of the kitchens suitable for the bacterial development. In addition, no equipment is visible outside the column which limits the risk of accidental or malicious damage. The device must simply be introduced into the column to be treated by a simple opening giving access to a very simple fastening system. It is therefore a complete, simple and autonomous device.
  • the present invention also relates to a degradation treatment method organic material present in the aqueous effluent discharge circuits using a device as described above, comprising the steps of: a) - fixing in said evacuation circuit a treatment device comprising :
  • non-submerged culture support capable of being colonized by microorganisms capable of degrading at least partially the organic materials
  • a reservoir capable of supplying said culture medium in a nutrient medium, b) forming a nutrient medium in the reservoir, c) seeding the non-submerged culture support with the aid of microorganisms capable of degrading at least partially the organic materials. , d) - feeding the non immersed culture medium in a nutrient medium from the reservoir, so as to ensure microbial multiplication. e) - leave said treatment device in place until disappearance of organic matter to be eliminated.
  • the treatment device is placed in the evacuation circuit so as to collect a fraction of the effluents discharged through an opening in the upper part of the reservoir. It is thus the evacuated effluent which constitutes the essential source of water allowing the preparation of a nutritive medium and the hydration of the bacteria.
  • the nutrient medium is formed by gradually dissolving a dry nutrient in the effluent fraction collected in the reservoir.
  • a tank is placed in the tank.
  • inoculum of microorganisms capable of at least partially degrading organic matter.
  • the bacteria develop in this nutrient medium and are carried away when the tank overflows with each effluent evacuation.
  • the inoculation of the non immersed culture medium by the microorganisms is carried out from the reservoir by the flow of the nutritive medium containing said microorganisms. These are transported by the medium to the porous support where they are implanted. This supply can be repeated from time to time to renew and reactivate the bacterial colonies, which is particularly useful when the treatment device is intended to operate over long periods, as is the case in the kitchen grease trays.
  • the feeding of said non-submerged culture medium in a nutrient medium is carried out at least in part by the continuous flow of the nutrient medium from the reservoir.
  • the non-submerged culture support is a porous support, preferably consisting of free or woven porous fibers, attached to the walls of the reservoir.
  • the porous fibers are gathered in a bundle to maintain a high porous support moisture content.
  • the reservoir enzymes capable of degrading at least partially the organic materials.
  • This enzyme supply can advantageously be carried out at the beginning of the treatment, when the bacterial colonization is still insufficient to accelerate the start of treatment of the evacuation circuit.
  • This option is advantageously chosen during a treatment of fixed duration and which must be repeated after a few months or a few years, such as the cleaning of the domestic effluent columns.
  • the non-submerged culture device is placed in a wastewater collection column of a building. It can be placed first in the lower part of said column and then moved progressively towards its upper part. This can be achieved by fixing the treatment device to fixing systems provided in the column at different points, or by means of a sliding suspension system in the conduit.
  • the treatment device is placed in the drain of a kitchen sink. It can be placed under the grate of the drain of said sink. In this case, it will be necessary to adapt the diameter of the exhaust duct at the siphon, which does not constitute a serious obstacle to the implementation of the method according to the invention. It can also be installed in the wastewater discharge pipe from a food processing plant, especially in the vertical part of the pipe leading to the grease trap.
  • the biological treatment device according to the invention which has the particularity of being a non-immersed cell culture system operating completely autonomously, can be used for any application in which it is desired to be rid of solid substances or soluble substances that can be digested or degraded by microorganisms. It is particularly well suited to the treatment of fatty deposits in pipes.
  • Figure 1 shows a treatment device with porous support consisting of a free porous fiber bundle attached to a conical tank, installed in a collection column of wastewater of a multi-family building.
  • FIG. 2 illustrates the treatment method according to the invention, carried out using a treatment device with porous support consisting of a bundle of free porous fibers attached to a frustoconical tank.
  • the device according to the invention can be produced as illustrated by FIG. 1.
  • the treatment device 101 by biological degradation of the organic materials is intended for the treatment of a wastewater discharge column 100, such as it is found in apartment buildings. It comprises: the non-submerged culture support 1 capable of being colonized by microorganisms capable of degrading at least partially the organic materials,
  • the reservoir 2 capable of supplying said culture medium in a nutrient medium
  • the means 3 for holding the treatment device in the evacuation circuit 100 is the means 3 for holding the treatment device in the evacuation circuit 100.
  • the tank 2 comprises a receptacle of conical shape, having the side walls 4, the bottom 5 (here confused with the walls) and the upper opening 6 which collects a fraction of the evacuated effluents.
  • the side walls 4 are in polyester whose mesh is 5 microns.
  • the reservoir 2 contains a sock containing the progressive dissolving nutritive load (not shown) to form the nutrient medium which feeds the culture support 1, or more exactly the bacterial cells which colonized it.
  • a handle 10 makes it possible to hook the treatment device 101 to the bracket 11 fixed inside the evacuation circuit 100.
  • the non-submerged culture support 1 is formed essentially of the porous support 7 colonized by a cocktail of commercial microorganisms. It consists of rilsan fibers of about 1.5 meters, clustered together, connected at one end and left free in their length.
  • the porous support 7 is fixed to the walls 4 of the tank 2 by a seam approximately one-third of the height of the tank 2.
  • the culture support 1 is fed in a nutrient medium by flow through the wall 4 of the reservoir 2.
  • the nutrient medium which flows on the fibers 8 makes it possible to restore the bacterial density on the lower part of the fibers which are shed from the cell masses
  • FIG. 2 illustrates an embodiment of the treatment method by biological degradation of the organic materials present in the effluent discharge circuits according to the invention. It is implemented here using a treatment device similar to that just described in Example 1, with a few details: the tank 2 is of frustoconical shape.
  • the porous support 7 is fixed at the opening 6 of the reservoir 2 via the metal hoop 12 at the same time stiffening the opening 6 of the reservoir 2. It comprises a link 9 surrounding the porous fibers 8 to collect them together. a beam enveloping the tank 2.
  • the first step consists in fixing in an evacuation circuit the treatment device 101 comprising:
  • the non-submerged culture support 1 likely to be colonized by microorganisms capable of degrading at least partially the organic materials, and - the tank 2 able to supply said culture medium in a nutrient medium.
  • the gaze 103 allows the introduction of the device in the column 100. Care is taken to place at the bottom of the tank 2 a sock (not shown) containing the slow dissolving nutrient load and a quantity of a cocktail of inactivated microorganisms with lipolytic activity .
  • the upper opening 6 of the tank 2 collects a fraction of the evacuated effluents. This causes, on the one hand, the progressive dissolution of the nutritive load, thus forming the nutritive medium which will supply the non-submerged culture medium 1 with liquid and nutrients. On the other hand, the inoculum in aqueous medium is reactivated and the cell population increases. Bacteria are progressively transported to the culture support 1 either by filtration through the walls 4 of the reservoir 2, or by overflow when the filtration rate is lower than the water inlet into the reservoir 2.
  • the bacteria Once the bacteria are installed in the porosity of the culture support 1, they develop and form cellular clusters which become detached, fall into the conduit 100 and deposit on the organic deposits 102 to be eliminated. The bacteria and enzymes that they secrete digest fats that break up and are washed away. This phenomenon is accentuated each time effluents are evacuated and lick the porous fibers in the passage.
  • the formation of the nutrient medium in the tank 2 therefore begins as soon as the nutrients are in solution and continues without interruption until the load is exhausted, this being calculated for the total duration of a treatment.
  • a nutrient load of 1 to 3 kg is sufficient for a treatment of 3 to 4 weeks.
  • Initial seeding of the immersed culture medium 1 with the cocktail of microorganisms occurs in the first hours of operation of the device.
  • the nutrient feed of this cell culture is continuously from the reservoir.
  • the arrows represent the flow of fluids.
  • the long arrows represent wastewater discharged without direct contact with the treatment device 101.
  • the short arrows represent the effluent flowing after having loaded with nutrients and bacterial cells.
  • Fibers with a capacity of 10 9 to 101 ° bacteria per meter in monolayer support from 1 to 10 mg of living matter. In multiplication mode, each fiber will produce this amount of material in one hour. It is thus recommended to use for the treatment of a building column a bundle of 100 fibers 1 m long.
  • the system operates unattended, except for the possible replacement of the nutrient load. It is left in place until the organic matter to be eliminated disappears.

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Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif destiné à l'élimination par dégradation biologique des matières organiques présentes dans les circuits d'évacuation (100) des effluents aqueux, fonctionnant de manière totalement autonome grâce au fait qu'il est placé directement dans le circuit à traiter. Il comprend : - un support de culture non immergée (1) susceptible d'être colonisé par des microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques, - un réservoir (2) apte à alimenter ledit support de culture en milieu nutritif, - des moyens (3) pour maintenir ledit dispositif de traitement à l'intérieur dudit circuit d'évacuation. L'effluent évacué constitue la source hydrique nécessaire pour préparer un milieu nutritif et pour permettre la multiplication cellulaire de bactéries dégradant les matières organiques. La mise en œuvre de ce dispositif est excessivement simple, puisqu'il ne requiert pas d'être relié à quelque conduit d'alimentation en eau, énergie ou charge nutritive que ce soit et fonctionne en continu sans entretien. Un procédé de traitement biologique des graisses et autres matières organiques se déposant dans les conduits d' évacuation des effluents aqueux est également revendiqué .

Description

DISPOSITIF AUTONOME DE TRAITEMENT BIOLOGIQUE DES EFFLUENTS
La présente invention se rapporte au domaine des équipements de traitement des matières organiques présentes dans les circuits d'élimination des effluents aqueux.
Elle a pour objet un dispositif destiné à l'élimination par dégradation biologique des matières organiques et notamment des dépôts graisseux dans les circuits d'évacuation et/ou de traitement des effluents domestiques, notamment dans les colonnes de collecte des eaux usées et des eaux vannes dans les immeubles collectifs, et dans les bacs à graisses des cuisines et des ateliers agro-alimentaires. L'invention concerne également un procédé de traitement mettant en œuvre le dispositif objet de la présente demande.
On sait que les circuits de collecte et d'évacuation des effluents sont peu à peu encrassés par l'agglomération des boues, des graisses et du calcaire contenus dans les eaux usées. Cet encrassement augmentant avec le temps, a pour effet de réduire la section de passage de la colonne ou des canalisations en aval des bacs à graisse, jusqu'au colmatage si on ne procède pas à des nettoyages réguliers.
Le nettoyage des colonnes d'immeubles est généralement effectué par des entreprises spécialisées, par la méthode d'hydrocurage qui consiste à associer un curage mécanique à l'aide de goupillons appelés "furets" et un lavage à l'eau sous pression. Ils nécessitent un matériel spécifique et une intervention assez longue qui, même menée par une équipe compétente n'est pas exempte de contraintes. D'une part, le curage mécanique et la pression de l'eau peuvent endommager les canalisations, voire les détériorer lorsque les installations sont anciennes; d'autre part, la présence de tous les locataires est requise durant l'intervention de façon à prendre les précautions nécessaires pour éviter que des remontées d'eau de lavage dans les appartements ne se produisent.
Des inconvénients du même ordre se rencontrent avec les bacs à graisse. Ces bacs, placés en sortie des effluents provenant soit des cuisines domestiques, soit des cuisines collectives ou soit encore d'ateliers de fabrication de produits alimentaires, sont généralement très chargés en corps gras. Les effluents refroidissent en traversant le bac et forment une couche qui doit être extraite régulièrement sous peine que le bac ne remplisse plus sa fonction. L'extraction des graisses piégées est réalisée par une équipe de vidangeurs spécialisés, qui les achemine le plus souvent vers des stations d'épuration déjà saturées. Depuis quelques années, est apparue une nouvelle méthode de nettoyage et de débouchage des conduits d'évacuation des eaux usées, s'appuyant sur la dégradation des substances organiques par des microorganismes et des enzymes. Ce traitement biologique a comme avantage essentiel d'être plus doux du fait qu'il ne soumet pas les conduits à la pression de l'eau et des furets, et de respecter l'environnement pour peu que les microorganismes soient correctement choisis. Il consiste à introduire dans le conduit à traiter, de façon quasi continue des volumes d'inoculums bactériens et des enzymes capables de dégrader les graisses responsables de la formation des dépôts par agglomération avec les boues et le calcaire. Les croûtes formées sur les parois sont désagrégées par action enzymatique et se décrochent peu à peu pour être emportées dans les effluents liquides.
Les enzymes peuvent être introduites directement, ce qui est onéreux, ou bien être excrétées par une population bactérienne inoculée. En pratique, une suspension de bactéries productrices, pouvant être éventuellement complétée par des apports enzymatiques, est introduite dans la canalisation à traiter à partir d'un bac placé en tête de colonne, le plus souvent dans les combles des immeubles. Un dispositif automatique permet d'envoyer des aliquots de suspension bactérienne dans la canalisation à traiter à intervalles de temps régulier (d'environ 2 à 5 heures).
Il est cependant avantageux d'obtenir un renouvellement constant de la population bactérienne par multiplication cellulaire. On utilise pour cela un équipement tel que précédemment, dans lequel le bac est remplacé par un réacteur associé à un système de contrôle du niveau d'eau. L'alimentation en eau est effectuée à partir du réseau par l'intermédiaire d'une électrovanne, commandée par un programmateur associé à un régulateur de niveau de type chasse-d'eau. Un système de chauffage régule la température entre 30 et 40 0C, de manière à assurer une multiplication bactérienne active. Un petit surpresseur assure l'oxygénation du milieu. Une charge nutritive adaptée à la croissance bactérienne est introduite dans le milieu de culture et doit être renouvelée après quelques semaines.
Cette méthode, bien qu'apportant un progrès certain, n'est pas dépourvue d'inconvénients. En premier lieu, l'installation d'un réacteur volumineux, généralement de 50 à 100 litres ou davantage, présente des difficultés du fait de son poids et de son encombrement, notamment lorsqu'il faut le monter sous le toit d'un immeuble. En plus du réacteur lui-même, le dispositif comprend divers éléments d'alimentation (eau, énergie, charge nutritive) et de régulation (niveau d'eau, température) qui le rendent complexe et onéreux. Il est obligatoi- rement équipé d'un dispositif d'oxygénation du milieu de culture. Le dispositif, dont le fonctionnement requiert une maintenance régulière, doit en outre être facilement accessible.
Le dispositif de traitement biologique des circuits d'évacuation des effluents, objet de la présente invention, remédie à ces inconvénients en offrant un dispositif de culture et de multiplication cellulaire non immergé et fonctionnant de manière totalement autonome grâce au fait qu'il est placé directement dans le circuit à traiter. Pour être plus explicite, ce dispositif comprend un support de culture cellulaire associé à un réservoir de solution nutritive, qui sont placés tous deux dans le circuit d'évacuation à traiter. L'effluent évacué constitue la source hydrique nécessaire pour préparer un milieu nutritif et pour permettre la multiplication cellulaire de bactéries dégradant les matières organiques. La mise en œuvre de ce dispositif est excessivement simple, puisqu'il ne requiert pas d'être relié à quelque conduit d'alimentation en eau, énergie ou charge nutritive que ce soit et fonctionne en continu sans entretien. Le dispositif de traitement selon l'invention est ainsi constitué d'une seule unité fonctionnant de manière autonome pendant la période nécessaire au traitement.
Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif de traitement par dégradation biologique des matières organiques présentes dans les circuits d'évacuation des effluents aqueux comprenant :
- un support de culture non immergée susceptible d'être colonisé par des microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques,
- un réservoir apte à alimenter ledit support de culture en milieu nutritif,
- des moyens pour maintenir ledit dispositif de traitement à l'intérieur dudit circuit d'évacuation.
Dans le dispositif selon l'invention, le réservoir comprend un réceptacle de forme quelconque, dont la fonction est de contenir un milieu nutritif qui doit alimenter le support de culture, ou plus exactement les cellules bactériennes qui l'auront colonisé. Ce réservoir est commodément doté de moyens de fixation permettant de maintenir le dispositif de traitement à l'intérieur dudit circuit d'évacuation.
Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif de traitement conforme à l'invention, le réservoir possède des parois latérales, un fond et une ouverture supérieure apte à recueillir une fraction des effluents évacués. Ainsi, lorsque des effluents sont évacués au dessus du point d'installation du dispositif de traitement selon l'invention, une partie de ces effluents pénètre dans le réservoir et vient dissoudre une charge nutritive à dissolution progressive préalablement placée dans le réservoir, pour former un milieu nutritif qui alimentera le support de culture non immergée en eau et en nutriments pour assurer le développement bactérien. Le réservoir a un diamètre d'ouverture généralement compris entre 50 et 70% du diamètre du conduit dans lequel il est installé.
Selon un mode de réalisation particulier, les parois au moins dudit réservoir sont en matériau filtrant. De ce fait, Peffluent recueilli dans le réservoir et chargé en éléments minéraux, traverse peu à peu la paroi et s'écoule progressivement et sans interruption sur le support de culture qui reste ainsi imprégné d'eau en permanence. Il peut par exemple être réalisé en fibres synthétiques telles que le polyester ou le polypropylène, ou en fibres naturelles telles que le coton ou la laine. Les pores ont une dimension telle qu'ils permettent de filtrer l'eau et les particules de 5 μm, voire de 10 μm.
L'homme du métier connaît différentes techniques de préparation d'un milieu nutritif de composition et de concentration voulues, destiné aux cultures bactériennes. Une méthode consiste à introduire dans un milieu aqueux, un sac perméable, parfois appelé "chaussette", contenant une charge nutritive minérale et organique sous forme solide. Les éléments nutritifs se dissolvent progressivement et diffusent à travers le sac, de sorte que les éléments nutritifs sont renouvelés en permanence ce qui permet de réaliser un apport nutritif continu en aval. La charge nutritive est calculée en fonction de la vitesse de dissolution et des besoins nutritifs de la culture bactérienne sur les fibres poreuses, de manière à obtenir une croissance bactérienne suffisante pour un ensemencement permanent efficace du conduit d'évacuation d'effluent à traiter. Selon une variante, la charge nutritive peut en outre contenir des enzymes lipolytiques, complétant l'action des sécrétions bactériennes.
Le support de culture non immergée peut être formé de tout matériau apte à être colonisé par des microorganismes. Il doit être placé à l'aplomb du réservoir, au contact ou à distance de celui-ci, de sorte que le milieu nutritif qui s'écoule du réservoir l'atteigne.
De manière avantageuse, le support de culture non immergée est formé essentiellement d'un support poreux fixé aux parois dudit réservoir. Les moyens de fixation peuvent être de toute sorte, tels que crochets, liens, couture, que l'homme du métier saura choisir et réaliser sans difficulté. Le support poreux peut être fixé à une hauteur quelconque sur les parois du réservoir, étant entendu qu'il est nécessaire que le milieu nutritif puisse alimenter le support poreux en s 'écoulant.
La porosité a pour vocation essentielle de permettre un bon ancrage bactérien et d'offrir une surface spécifique élevée autorisant le développement d'une quantité importante de cellules. De tels matériaux sont nombreux et pourront être mis en œuvre par l'homme du métier moyennant les adaptations nécessaires. Un mode de réalisation préféré consiste à utiliser des fibres poreuses souples du fait de leur solidité et de leur facilité d'emploi. On peut avoir recours à des fibres naturelles telles que les fibres de lin, ou à des fibres synthétiques, par exemple en rilsan tortillé bouffant. Ce dernier matériau présente en effet d'excellentes capacités d'absorption de l'eau et une porosité importante pouvant accueillir une forte population bactérienne. Les fibres sont fixées à une extrémité et peuvent être laissées libres dans leur longueur ou tissées de manière plus ou moins lâche, formant des panneaux que l'on peut découper à la taille voulue.
Comme déjà indiqué, il est important que le support reste humide en permanence. Pour cela il est préférable que les fibres poreuses soient en contact les unes avec les autres de manière à mieux retenir le milieu nutritif et à limiter l'évaporation. C'est pourquoi, lorsqu'il est formé de fibres souples, le support poreux comprend de préférence un lien entourant les fibres pour les rassembler en un faisceau. Ce lien peut être placé dans la partie inférieure des fibres. Ceci permet en outre de les maintenir au contact des parois du réservoir, dans le cas où les fibres sont fixées à la partie supérieur du réservoir.
Les microorganismes sont choisis en fonction des fonctions enzymatiques sécrétées, de préférence parmi les bactéries productrices d'enzymes à activité lipolytique, telles que certains bacilles, par exemple Bacïllus circulons, Bacillus magaterium, Bacillus Subtilis; des lactobacilles tels que Lactobacillus cellobiotus, Lactobacillus pentosus; ou encore Pseudomonas cepacia ou des espèces appartenant au genre Acinetobacter. D'autres microorganismes peuvent également être utilisés selon l'application particulière qui est faite du dispositif de culture non immergée et le type de traitement à réaliser. De préférence, on utilise un mélange de différents microorganismes associées sous forme de "cocktail" que l'homme du métier sait choisir et mettre en œuvre.
Le dispositif selon l'invention présente l'avantage de permettre un ensemencement aisé du support poreux à partir du réservoir. En effet, il est commode d'introduire un inoculum bactérien dans le réservoir contenant par ailleurs le milieu nutritif liquide nécessaire à la multiplication cellulaire. Chaque fois que le réservoir reçoit une nouvelle quantité d'effluent, il se produit un débordement de milieu nutritif chargé de cellules bactériennes qui, associé à la filtration à travers les parois, va s'écouler sur le support poreux et le coloniser.
Une fois que les bactéries sont installées dans la porosité du support de culture, elles se développent et forment des amas cellulaires qui se détachent, tombent dans le conduit et se déposent sur les dépôts organiques à éliminer. Ce phénomène est accentué chaque fois que des efïluents sont évacués et viennent lécher les fibres poreuses au passage.
Ainsi, lors de la mise en place du dispositif selon l'invention, l'essentiel de la population bactérienne provient du réservoir, puis le temps passant, une dilution cellulaire se produit, mais elle est compensée par la production installée sur le support de culture.
Les moyens de maintien du dispositif de traitement dans le circuit d'évacuation sont des moyens adéquats choisis par l'homme du métier parmi les nombreux systèmes existants. Par exemple, on peut avoir recours à des moyens de suspension supportant le poids du dispositif. Un moyen simple et sûr est par exemple une potence munie d'un crochet, qui doit bien évidemment être accessible depuis un regard pratiqué dans le conduit d'évacuation. Il est possible de positionner le dispositif de culture à des niveaux différents en prévoyant plusieurs moyens de suspension, en fonction des zones dont les besoins de traitement sont les plus aigus, pour assurer un traitement complet sur toute la longueur du conduit à dégraisser.
La température de fonctionnement du dispositif est avantageusement comprise entre 25°C et 35°C, température atteinte grâce aux eaux usées qui sont en grande partie des eaux chaudes ou tièdes issues des salles de bains, cuisines et buanderies. L'air circulant dans la colonne sert à l'oxygénation naturelle de la culture. Cet air peut avoir une température de 10°C à 2O0C selon les saisons.
Comme on le comprend à la lumière de la description précédente, le présent dispositif de traitement est à la fois simple et performant. En particulier il occupe un faible volume — au moins dix fois inférieur à celui des dispositifs conventionnels. Il permet de s'affranchir de l'appareillage destiné à son alimentation en fluides (eau, énergie) ainsi qu'à la régulation électromécanique et au transfert séquentiel de fractions de suspensions bactériennes. Il fonctionne sans système d'oxygénation forcée et sans chauffage, les conditions de température et d'aération régnant dans les colonnes d'évacuation des eaux usées et dans les conduits d'évacuations des cuisines convenant au développement bactérien. En outre, aucun équipement n'est visible à l'extérieur de la colonne ce qui limite les risques de dégradations accidentelles ou malveillantes. Le dispositif doit simplement être introduit dans la colonne à traiter par une simple ouverture donnant accès à un système de fixation très simple. C'est donc un dispositif complet, simple et autonome.
La présente invention a également pour objet un procédé de traitement par dégradation biologique des matières organiques présentes dans les circuits d'évacuation des effluents aqueux à l'aide d'un dispositif tel que décrit ci-avant, comprenant les étapes consistant à : a) - fixer dans ledit circuit d'évacuation un dispositif de traitement comprenant:
- un support de culture non immergée susceptible d'être colonisé par des microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques, et
- un réservoir apte à alimenter ledit support de culture en milieu nutritif, b) - former dans le réservoir un milieu nutritif, c) - ensemencer le support de culture non immergée à l'aide de microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques, d) - alimenter le support de culture non immergée en milieu nutritif à partir du réservoir, de manière à assurer la multiplication microbienne. e) - laisser ledit dispositif de traitement en place jusqu'à disparition des matières organiques à éliminer.
Selon une caractéristique préférée du procédé selon l'invention, le dispositif de traitement est placé dans le circuit d'évacuation de façon à recueillir une fraction des effluents évacués par une ouverture pratiquée dans la partie supérieure du réservoir. C'est donc l'effluent évacué qui constitue la source essentielle d'eau permettant la préparation d'un milieu nutritif et l'hydratation des bactéries.
De nombreux aspects et avantages du présent procédé ont été explicités plus haut pour décrire le fonctionnement du dispositif de traitement selon l'invention et s'appliquent également ici. Plutôt que de nous répéter, nous détaillerons certaines caractéristiques particulières.
Lorsque l'effluent est évacué dans le conduit, une fraction est collectée dans le réservoir. Une autre fraction passe à proximité du réservoir, avec ou sans contact avec le dispositif de culture. Ce faisant, à chaque passage de l'effluent des bactéries sont arrachées au dispositif et sont entraînées et même projetées sur les parois auxquelles elles peuvent se fixer et continuer à proliférer ou à réagir. Elles assurent ainsi un nettoyage biologique par dégradation progressive et liquéfaction des matières organiques des parties encrassées.
Selon un mode de mise en œuvre préféré du procédé, le milieu nutritif est formé par dissolution progressive d'une charge nutritive sèche dans la fraction des effluents recueillie dans le réservoir.
Selon un autre mode de mise en œuvre préféré du procédé, on place dans le réservoir un inoculum de microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques. Comme déjà indiqué, les bactéries se développent dans ce milieu nutritif et sont emportées quand le réservoir déborde à chaque évacuation d'effluent.
Selon un autre mode de mise en œuvre particulièrement préféré du procédé selon l'invention, l'ensemencement du support de culture non immergée par les microorganismes est réalisé à partir du réservoir par l'écoulement du milieu nutritif contenant lesdits microorganismes. Ceux-ci sont transportés par le milieu jusqu'au support poreux où ils s'implantent. Cet apport peut être répété de temps en temps pour renouveler et réactiver les colonies bactériennes, ce qui est particulièrement utile lorsque le dispositif de traitement est destiné à fonctionner sur de longues périodes, comme c'est le cas dans les bacs à graisse des cuisines. Selon une caractéristique du présent procédé, l'alimentation dudit support de culture non immergée en milieu nutritif est réalisée au moins en partie par l'écoulement continu du milieu nutritif à partir du réservoir.
De manière avantageuse, le support de culture non immergée est un support poreux, de préférence constitué de fibres poreuses libres ou tissées, fixé aux parois du réservoir.
Selon une variante intéressante, les fibres poreuses sont rassemblées en un faisceau pour maintenir un taux d'humidité du support poreux élevé.
Selon une autre variante intéressante du procédé selon l'invention, on apporte en outre dans le réservoir des enzymes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques. Cet apport d'enzymes peut avantageusement être réalisé au début du traitement, lorsque la colonisation bactérienne est encore insuffisante afin d'accélérer le démarrage du traitement du circuit d'évacuation. Cette option est avantageusement choisie lors d'un traitement de durée déterminée et qui doit être répété après quelques mois ou quelques années, tel que le curage des colonnes d'effluents domestiques.
Dans un mode de réalisation particulier du procédé, le dispositif de culture non immergée est placé dans une colonne de collecte des eaux usées d'un immeuble. Il peut être placé d'abord dans la partie inférieure de ladite colonne, puis déplacé progressivement vers sa partie supérieure. Ceci peut être réalisé en fixant le dispositif de traitement à des systèmes de fixation prévus dans la colonne en différents points, ou bien grâce à un système de suspension coulissant dans le conduit.
Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, le dispositif de traitement est placé dans le conduit d'évacuation d'un évier de cuisine. Il peut être placé sous la grille de la bonde dudit évier. Dans ce cas, il sera nécessaire d'adapter le diamètre du conduit d'évacuation au niveau du siphon, ce qui ne constitue pas un obstacle sérieux à la mise en œuvre du procédé selon l'invention. Il peut aussi être installé dans la canalisation de rejet des eaux usées provenant d'un atelier de transformation alimentaire, notamment dans la partie verticale de la canalisation aboutissant au bac à graisse.
Bien entendu le présent dispositif de traitement et son procédé de mise en œuvre ne sont pas limités quant à leurs applications ou aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. D'autres variantes peuvent être conçues aisément tout en appliquant le principe ici décrit.
De manière générale, le dispositif de traitement biologique selon l'invention, qui présente la particularité d'être un système de culture cellulaire non immergée fonctionnant de manière totalement autonome, peut être employé pour toute application dans laquelle on souhaite être débarrassé de substances solides ou solubles susceptibles d'être digérées ou dégradées par des microorganismes. Il est particulièrement bien adapté au traitement des dépôts graisseux dans les canalisations.
D'autres avantages et propriétés intéressantes ressortiront mieux à la lumière des exemples suivants donnés à titre illustratif.
La Figure 1 représente un dispositif de traitement avec support poreux constitué d'un faisceau de fibres poreuses libres fixées à un réservoir conique, installé dans une colonne de collecte des eaux usées d'un immeuble collectif.
La Figure 2 illustre le procédé de traitement selon l'invention, réalisé à l'aide d'un dispositif de traitement avec support poreux constitué d'un faisceau de fibres poreuses libres fixées à un réservoir tronconique.
EXEMPLE 1
Le dispositif selon l'invention peut être réalisé comme illustré par la Figure 1. Dans cet exemple, le dispositif de traitement 101 par dégradation biologique des matières organiques est destiné au traitement d'une colonne d'évacuation des eaux usées 100, telle qu'on en trouve dans les immeubles d'habitation. Il comprend : - le support de culture non immergée 1 susceptible d'être colonisé par des microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques,
- le réservoir 2 apte à alimenter ledit support de culture en milieu nutritif,
- les moyens 3 pour maintenir le dispositif de traitement dans le circuit d'évacuation 100.
Le réservoir 2 comprend un réceptacle de forme conique, possédant les parois latérales 4, le fond 5 (confondu ici avec les parois ) et l'ouverture supérieure 6 qui recueille une fraction des effluents évacués. Les parois latérales 4 sont en polyester dont la maille est de 5 μm. Le réservoir 2 contient une chaussette renfermant la charge nutritive à dissolution progressive (non représentée) pour former le milieu nutritif qui alimente le support de culture 1, ou plus exactement les cellules bactériennes qui l'ont colonisé. Une anse 10 permet d'accrocher le dispositif de traitement 101 à la potence 11 fixée à l'intérieur du circuit d'évacuation 100.
Le support de culture non immergée 1 est formé essentiellement du support poreux 7 colonisé par un cocktail de microorganismes du commerce. Il est constitué de fibres 8 de rilsan d'environ 1,5 mètre, regroupées en faisceau, reliées à une extrémité et laissées libres dans leur longueur. Le support poreux 7 est fixé aux parois 4 du réservoir 2 par une couture au tiers environ de la hauteur du réservoir 2.
Le support de culture 1 est alimenté en milieu nutritif par écoulement à travers la paroi 4 du réservoir 2. Le milieu nutritif qui ruisselle sur les fibres 8 permet de rétablir la densité bactérienne sur la partie inférieure des fibres qui sont délestées des masses cellulaires
EXEMPLE 2
La Figure 2 illustre un mode de réalisation du procédé de traitement par dégradation biologique des matières organiques présentes dans les circuits d'évacuation des effluents aqueux selon l'invention. Il est mis en œuvre ici à l'aide d'un dispositif de traitement similaire à celui qui vient d'être décrit à l'exemple 1, à quelques détails près : le réservoir 2 est de forme tronconique. Le support poreux 7 est fixé au niveau de l'ouverture 6 du réservoir 2 par l'intermédiaire du cerceau métallique 12 rigidifiant en même temps l'ouverture 6 du réservoir 2. Il comprend un lien 9 entourant les fibres poreuses 8 pour les rassembler en un faisceau enveloppant le réservoir 2.
La première étape consiste à fixer dans un circuit d'évacuation le dispositif de traitement 101 comprenant:
- le support de culture non immergée 1 susceptible d'être colonisé par des microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques, et - le réservoir 2 apte à alimenter ledit support de culture en milieu nutritif.
Le regard 103 permet l'introduction du dispositif dans la colonne 100. On prend soin de placer au fond du réservoir 2 une chaussette (non représentée) renfermant la charge nutritive à dissolution lente et une quantité d'un cocktail de microorganismes inactivés à activité lipolytique.
L'ouverture supérieure 6 du réservoir 2 recueille une fraction des effluents évacués. Ceci provoque d'une part la dissolution progressive de la charge nutritive, formant ainsi le milieu nutritif qui alimentera le support de culture non immergée 1 en liquide et en nutriments. D'autre part, l'inoculum en milieu aqueux est réactivé et la population cellulaire augmente. Des bactéries sont progressivement transportées vers le support de culture 1 soit par filtration à travers les parois 4 du réservoir 2, soit par surverse lorsque la vitesse de filtration est inférieure à l'arrivée d'eau dans le réservoir 2.
Une fois que les bactéries sont installées dans la porosité du support de culture 1, elles se développent et forment des amas cellulaires qui se détachent, tombent dans le conduit 100 et se déposent sur les dépôts organiques 102 à éliminer. Les bactéries et les enzymes qu'elles sécrètent digèrent les graisses qui se désagrègent et sont emportées à leur tour. Ce phénomène est accentué chaque fois que des effluents sont évacués et viennent lécher les fibres poreuses au passage.
La formation du milieu nutritif dans le réservoir 2 débute donc dès la mise en solution des nutriments et se poursuit sans discontinuer jusqu'à épuisement de la charge, celle-ci étant calculée pour la durée totale d'un traitement. Une charge nutritive de 1 à 3 kg suffit à un traitement de 3 à 4 semaines. L'ensemencement initial du support de culture non immergée 1 à l'aide du cocktail de microorganismes se produit dans les premières heures de fonctionnement du dispositif. L'alimentation en milieu nutritif de cette culture cellulaire se fait en continu à partir du réservoir.
Les flèchent figurent l'écoulement des fluides. Les flèches longues représentent les eaux usées évacuées sans contact direct avec le dispositif de traitement 101. Les flèches courtes représentent l'effluent s 'écoulant après s'être chargé de nutriments et de cellules bactériennes.
Des fibres offrant une capacité d'accueil de 109 à 101° bactéries par mètre en monocouche, supportent de 1 à 10 mg de matière vivante. En régime de multiplication, chaque fibre produira cette quantité de matière en une heure. On recommande ainsi d'utiliser pour le traitement d'une colonne d'immeuble un faisceau de 100 fibres de 1 m de long.
Le système fonctionne sans surveillance, si ce n'est pour le remplacement éventuel de la charge nutritive. On le laisse en place jusqu'à disparition des matières organiques à éliminer.

Claims
REVENDICATIONS
1- Dispositif de traitement par dégradation biologique des matières organiques présentes dans un circuit d'évacuation (100) des effluents aqueux caractérisé en ce qu'il comprend :
- un support de culture non immergée (1) susceptible d'être colonisé par des microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques,
- un réservoir (2) possédant des parois latérales
(4), un fond
(5) et une ouverture supérieure
(6) dans lequel est placée une charge nutritive, ledit réservoir étant apte à recueillir une fraction des effluents évacués et à alimenter ledit support de culture en milieu nutritif,
- des moyens (3) pour maintenir ledit dispositif de traitement à l'intérieur dudit circuit d'évacuation.
2- Dispositif de traitement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parois (4) au moins du réservoir (2) sont en matériau filtrant.
3- Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le support de culture non immergée (1) est formé essentiellement d'un support poreux
(7) fixé aux parois (4) du réservoir (2).
4- Dispositif de traitement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support poreux (7) est constitué de fibres poreuses (8) libres ou tissées.
5- Dispositif de traitement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support poreux (7) comprend un lien (9) entourant les fibres poreuses (8) pour les rassembler en un faisceau.
6- Procédé de traitement par dégradation biologique des matières organiques présentes dans les circuits d'évacuation (100) des effluents aqueux, caractérisé en ce qu'il comprend, les étapes consistant à : a) - fixer dans ledit circuit d'évacuation un dispositif de traitement (101) comprenant:
- un support de culture non immergée (1) susceptible d'être colonisé par des microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques, et
- un réservoir (2) possédant des parois latérales (4), un fond (5) et une ouverture supérieure (6) dans lequel est placée une charge nutritive, ledit réservoir étant apte à alimenter ledit support de culture en milieu nutritif, b) - former dans ledit réservoir un milieu nutritif, c) - ensemencer ledit support de culture non immergée à l'aide de microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques, d) - alimenter ledit support de culture non immergée en milieu nutritif à partir dudit réservoir, de manière à assurer la multiplication microbienne. e) - laisser ledit dispositif de traitement en place jusqu'à disparition des matières organiques à éliminer.
7- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de traitement (101) est placé dans le circuit d'évacuation (100) de façon à recueillir une fraction des effluents évacués par l'ouverture supérieure (6).
8- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le milieu nutritif est formé par dissolution progressive d'une charge nutritive sèche dans la fraction des effluents recueillie dans le réservoir (2).
9- Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'on place dans le réservoir (2) un inoculum de microorganismes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques.
10- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ensemencement du support de culture non immergée par lesdits microorganismes est réalisé par l'écoulement du milieu nutritif à partir du réservoir.
11- Procédé selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que l'alimentation dudit support de culture non immergée (1) en milieu nutritif est réalisée au moins en partie par l'écoulement continu du milieu nutritif à partir du réservoir (2).
12- Procédé selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le support de culture non immergée (1) est un support poreux (7), de préférence constitué de fibres poreuses (9) libres ou tissées, fixé aux parois (4) du réservoir (2).
13- Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les fibres poreuses (9) sont rassemblées en un faisceau pour maintenir un taux d'humidité du support poreux (7) élevé.
14- Procédé selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que l'on apporte en outre dans le réservoir (2) des enzymes aptes à dégrader au moins partiellement les matières organiques.
15- Procédé selon l'une des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que le dispositif de traitement (101) est placé dans une colonne de collecte des eaux usées d'un immeuble, d'abord dans la partie inférieure de ladite colonne, puis déplacé progressivement vers sa partie supérieure.
16- Procédé selon l'une des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que le dispositif de traitement (101) est placé dans le conduit d'évacuation d'un évier de cuisine ou d'un atelier agro-alimentaire.
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