FR2548655A1

FR2548655A1 - BIOLOGICAL ACTIVATION PURIFICATION PROCESS WITH DENITRIFICATION IN A CIRCULATORY SYSTEM AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID PROCESS

Info

Publication number: FR2548655A1
Application number: FR8410610A
Authority: FR
Inventors: Svatopluk Mackrle; Vladimir Mackrle; Oldrich Dracka
Original assignee: Slovenskej Vysokej Skoly Tech
Current assignee: Slovenskej Vysokej Skoly Tech
Priority date: 1983-07-04
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1985-01-11
Anticipated expiration: 2004-07-04
Also published as: IT8483380A0; DE3424615A1; FR2548655B1; GB2143811B; IT8483380A1; GB8416992D0; DE3424615C2; CS505283A1; IT1181193B; NL8402134A; CS240757B1; AT392956B; ATA214984A; GB2143811A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR L'EPURATION A ACTIVITE BIOLOGIQUE D'EAUX POLLUEES AVEC DENITRIFICATION DANS UN SYSTEME A CIRCULATION DESTINE PARTICULIEREMENT A L'EPURATION BIOLOGIQUE COMPLEXE D'EAUX USEES CONTAMINEES PAR DES MATERIAUX A LA FOIS CARBONES ET AZOTES, TELS QUE DES EAUX D'EGOUT, DES EAUX DE DECHETS D'INDUSTRIE ALIMENTAIRE ET DES EAUX DE DECHETS ZOOTECHNIQUES. IL EST PREVU AU MOINS UNE ZONE LOCALISEE DE TURBULENCE INTENSIVE, OU DES PARTICULES DE BOUE ACTIVEES SONT EXPOSEES A DES FORCES DE CISAILLEMENT QUI DESINTEGRENT LES PARTICULES PROVOQUANT AINSI LA LIBERATION DE L'AZOTE GAZEUX QUI A PU S'ACCUMULER DANS LA STRUCTURE DE CES PARTICULES PENDANT LA DENITRIFICATION.THE INVENTION CONCERNS A PROCESS AND A DEVICE FOR THE BIOLOGICAL PURIFICATION OF POLLUTED WATER WITH DENITRIFICATION IN A CIRCULATION SYSTEM INTENDED PARTICULARLY FOR THE COMPLEX BIOLOGICAL PURIFICATION OF WASTE WATER CONTAMINATED BY BOTH CARBON AND NITROGEN MATERIALS, SUCH AS SEWAGE, WATER FROM FOOD INDUSTRY WASTE AND WATER FROM ZOOTECHNICAL WASTE. AT LEAST ONE LOCALIZED AREA OF INTENSIVE TURBULENCE IS EXPECTED, OR ACTIVATED SLUDGE PARTICLES ARE EXPOSED TO SHEAR FORCES WHICH DISINTEGRATE THE PARTICLES THUS RELEASE OF THE NITROGEN GAS WHICH MAY ACCUMULATE THROUGH THESE STRUCTURE. DURING DENITRIFICATION.

Description

L'invention se rapporte à un procédé d'épuration d'activation biologiqueThe invention relates to a biological activation purification process.

d'eaux usées avec dénitrification dans un système de circulation et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, étant particulièrement destiné à l'épuration biologique complexe d'eaux usées contaminées à la fois par des matériaux carbonés et azotés, en particulier d'eaux d'égouts, d'eaux usées de l'industrie alimentaire et d'eaux des déchets zootechniques. On connait des procédés pour l'élimination de matériaux 10 azotés par activation biologique Deux procédés ont été développés pour des procédés d'activation de nitrification et de dénitrification Le premier de ces procédés utilise des appareils montés en série, le second utilise un système de circulation Dans le premier cas une boue activée spécifique est utilisée dans chacun des appareils, tandis qu'une boue activée wastewater with denitrification in a circulation system and a device for implementing this process, being particularly intended for the complex biological treatment of wastewater contaminated with both carbonaceous and nitrogenous materials, in particular d sewage, food industry waste water and zootechnical waste water. Methods are known for the removal of nitrogenous materials by biological activation. Two methods have been developed for activation methods of nitrification and denitrification. The first of these methods uses apparatuses connected in series, the second uses a circulation system. In the first case, a specific activated sludge is used in each of the devices, while an activated sludge

uniforme est utilisée dans un système à recirculation. uniform is used in a recirculation system.

La boue activée uniforme dans les systèmes à circulation avec dénitrification comprend des organismes hétérotropes et autotropes qui sont distribués de façon homogène dans le vo20 lume total du mélange d'activation Les organismes hétérotropes se développent et provoquent l'oxydation des matériaux carbonés dans les deux zones, c'est-à-dire dans les zones et Uniform activated sludge in circulation systems with denitrification includes heterotropic and autotropic organisms which are distributed homogeneously in the total volume of the activation mixture Heterotropic organisms develop and cause oxidation of carbonaceous materials in the two zones , i.e. in the zones and

de nitrification et de dénitrification, en utilisant l'oxygène dissout du mélange d'activation dans la zone de nitrification 25 et l'oxygène des nitrates dans la zone de dénitrification. nitrification and denitrification, using the dissolved oxygen of the activation mixture in the nitrification zone and the oxygen of the nitrates in the denitrification zone.

Les organismes autotropes croissent seulement dans la Autotropic organisms only grow in the

zone de nitrification et utilisent l'oxygène dissout du mélange d'activation et le carbone inorganique pour la nitrification de l'amoniaque. nitrification zone and use dissolved oxygen from the activation mixture and inorganic carbon for nitrification of ammonia.

Le système de recyclage avec boue uniforme a l'avantage qu'il utilise des matériaux organiques dans l'eau usée comme The recycling system with uniform mud has the advantage that it uses organic materials in the waste water as

donneur d'hydrogène pour les processus de dénitrification. hydrogen donor for denitrification processes.

Ainsi il est nécessaire d'ajouter d'autres matières organiques, comme c'est le cas dans le procédé à appareils indépendants montés en cascade et les besoins d'énergie pour l'alimentation en oxygène de la zone de dénitrification sont éliminés L'eau Thus it is necessary to add other organic materials, as is the case in the process with independent devices connected in cascade and the energy requirements for the oxygen supply of the denitrification zone are eliminated.

brute doit être délivrée à la zone de dénitrification. raw must be delivered to the denitrification zone.

Un exemple connu de système à circulation avec dénitrification avec boue uniforme est le fossé d'oxydation a une condi- A known example of a circulation system with denitrification with uniform mud is the oxidation ditch at a condi-

tion, à savoir qu'au cours de l'aération, il doit être prévu à la fois une zone avec oxygène dissous dans le mélange d'activation, et aussi une zone sans oxygène dissous, et l'arrivée d'eau brute a lieu dans la zone de dénitrification, un parfait mélange avec le mélange d'activation devant être assuré. On connaît aussi des agencements comportant deux enceintes séparées, dont l'une travaille sans alimentation d'oxygène et avec l'arrivée d'eau brute en dénitrification, tandis que la seconde travaille en activation aérée avec nitrification. 10 Les systèmes de circulation avec dénitrification présentent toutefois, par rapport aux systèmes d'activation sans dénitrification, une détérioration importante des propriétés de la boue activée Il se développe dans ces systèmes une boue tion, namely that during aeration, there must be both an area with dissolved oxygen in the activation mixture, and also an area without dissolved oxygen, and the arrival of raw water takes place in the denitrification zone, perfect mixing with the activation mixture must be ensured. There are also known arrangements comprising two separate enclosures, one of which works without oxygen supply and with the arrival of raw water in denitrification, while the second works in aerated activation with nitrification. 10 Circulation systems with denitrification present, however, compared to activation systems without denitrification, a significant deterioration in the properties of the activated sludge. In these systems, a sludge develops.

activée légère, volumineuse, se traduisant par une valeur 15 élevée de l'indice de boue. activated light, bulky, resulting in a high value of the mud index.

Ainsi par exemple dans le cas de traitement d'eaux usées d'un abattoir avec une teneur d'environ 150 mg 1-1 de matériau azoté exprimé en valeurs TKM, la valeur de l'indice de boue pour la purification à activation circulant avec dénitrifica20 tion était d'environ 150 ml g-1 en regard d'une valeur de ml g 1 pour la purification avec activation de la même eau sans dénitrification L'introduction de la dénitrification dans le système de circulation a également une influence défavorable sur les propriétés de la boue activée dans le cas de 25 l'épuration d'autres types d'eau usée avec une teneur plus basse en matière azotée, par exemple dans le cas d'eaux d' égouts Ainsi, par exemple, les valeurs de l'indice de boue pour les fossés d'oxydation pour eaux d'égouts urbains se -1 trouvent habituellement au-dessus du niveau de 100 ml g 1 et -1 des valeurs proches de la limite de 500 ml g ne sont pas exceptionnelles. L'indice de boue élevé a une influence négative sur le fonctionnement d'opérations biologiques à plusieurs égards Le principal effet négatif est la séparation de la boue activée et son retour dans l'activation, L'augmentation de l'indice de boue se traduit proportionnellement par une réduction de la Thus, for example, in the case of wastewater treatment from a slaughterhouse with a content of approximately 150 mg 1-1 of nitrogenous material expressed in TKM values, the value of the mud index for the purification with activation circulating with denitrifica20 tion was about 150 ml g-1 compared to a value of ml g 1 for purification with activation of the same water without denitrification The introduction of denitrification in the circulation system also has an unfavorable influence on the properties of activated sludge in the case of the treatment of other types of waste water with a lower nitrogen content, for example in the case of sewage Thus, for example, the values of l The sludge index for oxidation ditches for urban sewage is usually -1 above the level of 100 ml g 1 and -1 values close to the limit of 500 ml g are not exceptional. The high sludge index has a negative influence on the functioning of biological operations in several respects The main negative effect is the separation of the activated sludge and its return to activation, The increase in the sludge index is reflected proportionally by reducing the

charge de surface et donc aussi de la capacité de l'installation. surface load and therefore also the capacity of the installation.

Une autre influence négative résultant de la tendance d' une boue activée légère à la flottation dans la séparation, ce Another negative influence resulting from the tendency of a light activated sludge to float in the separation, this

qui réduit notablement l'efficacité de la séparation Un indice de boue élevé limite d'autre part aussi la limite accessible de concentration de la boue activée dans l'activation. which significantly reduces the efficiency of the separation A high sludge index also limits the accessible limit of concentration of the activated sludge in the activation.

Une efficacité réduite de la séparation et une faible limite de concentration de la boue activée est la cause d'une concentration insuffisante de la boue activée dans l'activation Etant donné que les processus de la nitrification/dénitrification dépendent sensiblement de l'âge de la boue, il est 10 nécessaire pour obtenir les valeurs requises de l'indice de boue à une faible concentration de la boue activée d'utiliser de grands volumes d'appareils Or, les volumes importants imposés aux appareils augmentent naturellement les coûts d'investissement et ainsi que les échanges de chaleur indésirables 15 avec l'environnement, ce qui est un facteur très défavorable, particulièrement en hiver en raison de la forte dépendance de processus de nitrification/dénitrification à l'égard de la température. L'effet général d'un indice de boue élevée de la boue activée dans les systèmes à circulation avec dénitrification est une réduction générale de la capacité avec une moindre qualité de l'eau purifiée, en particulier si l'on considère la quantité de matières non dissoute et excessivement aussi les valeurs BSK 5 et CHSK Cette détérioration quantitative et 25 qualitative du fonctionnement de l'installation est tellement Reduced separation efficiency and a low concentration limit of the activated sludge is the cause of an insufficient concentration of the activated sludge in the activation Since the nitrification / denitrification processes depend significantly on the age of the sludge, it is necessary to obtain the required values of the sludge index at a low concentration of the activated sludge to use large volumes of apparatus Or, the large volumes imposed on the apparatus naturally increase the investment costs and as well as unwanted heat exchange with the environment, which is a very unfavorable factor, particularly in winter due to the high temperature dependence of the nitrification / denitrification process. The general effect of a high sludge index of activated sludge in circulating systems with denitrification is a general reduction in capacity with poorer quality of purified water, especially considering the amount of material undissolved and excessively also the values BSK 5 and CHSK This quantitative and qualitative deterioration in the operation of the installation is so

élevée avec certains types d'eaux usées à forte teneur en matière azotée et à des températures plus élevées du mélange d' activation que le fonctionnement avec dénitrification du système circulation peut devenir impossible Ces effets consti30 tuent aussi une explication de l'instabilité observée du fonctionnement des fossés d'oxydation. high with certain types of waste water with a high nitrogen content and at higher temperatures of the activation mixture than operation with denitrification of the circulation system may become impossible These effects also constitute an explanation for the observed instability of operation oxidation ditches.

Un objet de la présente invention est d'éliminer ces inconvénients et d'offrir un procédé et un dispositif rendant possible une épuration efficace d'eaux usées comportant des contaminations carbonisées et associées Selon l'invention au moins une zone locale de turbulence intensive est ménagée dans le système d'épuration, zone o des forces de cisaillement agissent sur les particules de boues activées, forces qui provoquent la désintégration de ces particules et libèrent ainsi l'azote gazeux qui a pu envahir la structure de ces An object of the present invention is to eliminate these drawbacks and to offer a method and a device making it possible to efficiently purify waste water comprising carbonized and associated contamination. According to the invention at least one local zone of intensive turbulence is provided. in the purification system, zone where shear forces act on the activated sludge particles, forces which cause the disintegration of these particles and thus release the nitrogen gas which may have invaded the structure of these

particules pendant la dénitrification. particles during denitrification.

Selon un autre aspect de l'invention, l'intensité de la zone locale de turbulence est supérieure à 30 Watt par litres 5 de liquide chargé de particules de boues activées et la pression du mélange d'activation abordant la zone localisée de turbulence intensive, ou partie de cette zone, est inférieure à la pression dela zone de turbulence intensive, ou encore la zone localisée de turbulence intensive est conçue de telle sorte que pour une quantité donnée de puissance requise pour According to another aspect of the invention, the intensity of the local turbulence zone is greater than 30 watts per liter 5 of liquid loaded with activated sludge particles and the pressure of the activation mixture approaching the localized zone of intensive turbulence, or part of this zone, is less than the pressure of the zone of intensive turbulence, or the localized zone of intensive turbulence is designed so that for a given quantity of power required for

la création de cette turbulence, l'intensité de cette turbulence soit maximale. the creation of this turbulence, the intensity of this turbulence is maximum.

L'action de la zone localisée de turbulence intensive peut être intermittente, éventuellement variable et au cours 15 de l'intervention de la turbulence intensive l'alimentation The action of the localized zone of intensive turbulence can be intermittent, possibly variable and during the intervention of intensive turbulence the feeding

en eau brute peut être réduite ou interrompue. raw water can be reduced or discontinued.

Il est également avantageux selon la présente invention de ménager la zone localisée de turbulence intensive à l'intérieur du mélange d'activation s'écoulant de la dénitrifica20 tion vers la nitrification et/ou de la nitrification vers la dénitrification ou que l'air soit fourni à la zone localisée de turbulence dans le mélange d'activation s'écoulant de la It is also advantageous according to the present invention to provide the localized zone of intensive turbulence inside the activation mixture flowing from denitrification to nitrification and / or from nitrification to denitrification or that the air is supplied to the localized area of turbulence in the activation mixture flowing from the

dénitrification vers la nitrification. denitrification towards nitrification.

Un procédé est également avantageux selon la présente in25 vention o la zone localisée de turbulence agit à la sortie de la boue activée-du système de séparation ou bien la zone locale de turbulence intensive agit dans le mélange d'activation pompée de la séparation par filtration fluide vers la dénitrification ou la nitrification éventuellement là o la 30 zone de turbulence intensive crée un niveau accru du mélange A method is also advantageous according to the present invention where the localized zone of turbulence acts at the outlet of the activated sludge from the separation system or else the local zone of intensive turbulence acts in the activation mixture pumped from the separation by filtration. fluid towards denitrification or nitrification possibly where the zone of intensive turbulence creates an increased level of the mixture

d'activation dans la nitrification par rapport au niveau dans la dénitrification, en vertu de quoi un écoulement du mélange d'activation est généré de la nitrification vers la dénitrification, là o il a la forme d'un mouvement circulatoire des35 cendant qui peut aussi être accéléré dans sa phase finale. of activation in nitrification relative to the level in denitrification, whereby a flow of the activation mixture is generated from nitrification to denitrification, where it has the form of an ascent circulatory movement which can also be accelerated in its final phase.

L'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte comme source de la zone localisée de turbulence intensive un ajutage débouchant dans un cyclone situé au-dessous du niveau de l'espace d'activation créé et relié à la sortie d' une pompe raccordée à la partie inférieure à l'espace de dénitrification, espace dont la partie supérieure est reliée à un espace d'activation aérée par une conduite de retour dans The installation for the implementation of this process comprises as a source of the localized zone of intensive turbulence a nozzle opening into a cyclone situated below the level of the activation space created and connected to the outlet of a pump. connected to the lower part of the denitrification space, the space of which the upper part is connected to an aerated activation space by a return pipe in

laquelle débouche l'arrivée d'eau brute. which leads to the arrival of raw water.

Selon une autre forme d'explication de l'invention, la source de turbulence intensive est un mélangeur inséré dans According to another form of explanation of the invention, the source of intensive turbulence is a mixer inserted in

la sortie d'une pompe reliée à la partie inférieure de l'espace de dénitrification. the outlet of a pump connected to the lower part of the denitrification space.

Une autre forme de réalisation met en oeuvre un ajutage 10 relié à la fois à une pompe dont la sortie aboutit à l'espace Another embodiment implements a nozzle 10 connected at the same time to a pump whose outlet leads to the space

de dénitrification et à des conduites de distribution d'air, l'ajutage étant situé directement dans l'espace d'activation aérée ou bien il est la source de la zone localisée intensive ménagée dans un puitsd'évacuation de la boue activée du sépa15 rateur vers l'espace d'activation. denitrification and air distribution pipes, the nozzle being located directly in the aerated activation space or it is the source of the intensive localized area formed in a well for evacuating the activated sludge from the separator to the activation area.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre de diverses formes de réalisation du procédé et de dispositifs correspondants en référence aux dessins annexés correspondants: The characteristics and advantages of the invention will appear moreover from the following description of various embodiments of the method and of corresponding devices with reference to the corresponding appended drawings:

la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un dispositif pour l'épuration d'eaux usées avec dénitrification dans un système de circulation d'eaux usées d'industrie alimentaire; la figure 2 est une élévation en coupe d'une source de 25 turbulence intensive sous la forme d'un ajutage et d'un cyclone pour la forme de réalisation de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe d'une forme de réalisation d'une source de turbulence intensive travaillant mécaniquement; la figure 4 est une élévation en coupe et la figure 5 est une vue en plan d'un dispositif pour l'aération de volumes importants d'eaux usées moins contaminées, par exemple d'eaux d'égouts urbains; la figure 6 montre un détail d'une source de turbulence 35 intensive combinée avec des moyens d'aération, convenant en Figure 1 is a schematic vertical sectional view of a device for the purification of waste water with denitrification in a waste water circulation system of the food industry; Figure 2 is a sectional elevation of a source of intensive turbulence in the form of a nozzle and a cyclone for the embodiment of Figure 1; Figure 3 is a sectional view of an embodiment of a source of intensive turbulence working mechanically; Figure 4 is a sectional elevation and Figure 5 is a plan view of a device for aeration of large volumes of less contaminated wastewater, for example urban sewage; FIG. 6 shows a detail of a source of intensive turbulence combined with ventilation means, suitable for

particulier pour des dispositifs des figures 4 et 5. particular for devices of FIGS. 4 and 5.

L'agencement illustré aux figures 1 à 3 est particulièrement destiné à l'épuration d'eaux usées à contamination moyenne avec des capacités réduites, dans le cadre par exemple d' effluents d'industries alimentaires Le dispositif comprend deux récipients cylindriques à axe vertical: une enceinte à enveloppe 1 servant d'espace d'activation aérée 2, appelée aussi nitrification, et une autre enceinte à enveloppe 3 pour l'espace de dénitrification 4 L'espace d'activation aérée 2 et l'espace de dénitrification 4 sont mutuellement interconnectées avec un circuit de circulation par une décharge 5 partant du bas de l'espace de dénitrification 4, avec une pompe 6 à refoulement 7 se terminant par un ajutage 8 débouchant dans un cyclone 9 situé au-dessus de l'enceinte 1; d'autre part, un conduit de retour 10 relie l'espace d'activation aéré 2 avec la partie supérieure de l'espace de dénitrification 4 L'alimentation 11 en eau brute débouche dans ce conduit de retour 10 Ce conduit de retour 10 mène à l'espace de 15 dénitrification 4 horizontalement sous un angle faible par rapport à la paroi de l'enveloppe 3 L'espace 4 comporte dans sa partie inférieure un fond conique 12 Au lieu de l'ajutage 8 et du cyclone 9 on peut utiliser un agencement différent comme indiqué en figure 3, comprenant deux rotors 13, 14 d'un 20 mélangeur entraînés par des moteurs électriques 32 et 33 en sens opposés dans un conduit sous pression 7 Un système d' aération connu comprenant des éléments d'aération 15, des conduits de distribution 16 et une soufflante non représentée est The arrangement illustrated in FIGS. 1 to 3 is particularly intended for the purification of waste water of medium contamination with reduced capacities, in the context for example of food industry effluents. The device comprises two cylindrical containers with vertical axis: an enclosure with envelope 1 serving as aerated activation space 2, also called nitrification, and another enclosure with envelope 3 for denitrification space 4 The aerated activation space 2 and denitrification space 4 are mutually interconnected with a circulation circuit by a discharge 5 starting from the bottom of the denitrification space 4, with a discharge pump 6 ending in a nozzle 8 opening into a cyclone 9 situated above the enclosure 1; on the other hand, a return duct 10 connects the aerated activation space 2 with the upper part of the denitrification space 4 The raw water supply 11 opens into this return duct 10 This return duct 10 leads at the denitrification space 4 horizontally at a slight angle relative to the wall of the envelope 3 The space 4 has in its lower part a conical bottom 12 Instead of the nozzle 8 and the cyclone 9 it is possible to use a different arrangement as shown in FIG. 3, comprising two rotors 13, 14 of a mixer driven by electric motors 32 and 33 in opposite directions in a pressurized duct 7 A known ventilation system comprising ventilation elements 15 , distribution ducts 16 and a blower not shown is

disposé dans l'espace d'activation aérée 2. arranged in the ventilated activation space 2.

Un système de séparation de la boue activée, par exemple un séparateur 17 formé par une cloison conique 18 se raccordant par sa partie inférieure à un puits de liaison 19 qui aboutit au bas de l'espace d'aération 2 est ménagé dans la partie A system for separating the activated sludge, for example a separator 17 formed by a conical partition 18 which is connected by its lower part to a connection well 19 which terminates at the bottom of the ventilation space 2 is provided in the part

supérieure de cet espace Le séparateur 17 est équipé de ca30 naux de dérivation 20 reliés à la partie supérieure de l'espace d'activation aérée 2 par des ouvertures 21 et se terminant à la partie inférieure par des sorties 22 dans la partie inférieure du séparateur 17. upper part of this space The separator 17 is fitted with bypass channels 20 connected to the upper part of the aerated activation space 2 by openings 21 and ending at the lower part by outlets 22 in the lower part of the separator 17.

Un couvercle 23 est placé sur la partie supérieure du A cover 23 is placed on the upper part of the

séparateur 17 recouvrant la totalité de la surface 24 du filtre fluide et le niveau 25 de l'eau purifiée qui est déterminé par un canal collecteur 26 avec une décharge 27 d'eau purifiée. separator 17 covering the entire surface 24 of the fluid filter and the level 25 of the purified water which is determined by a collecting channel 26 with a discharge 27 of purified water.

Une prise 28 de boue en suspension est disposée au-dessous du couvercle 23 au-dessous de la surface 24 du filtre fluide et une prise 29 de boue activée du filtre fluide est disposée au-dessous de la surface 24 du filtre fluide Les deux prises 28, 29 sont raccordées à une enceinte d'expansion 30 avec un A plug 28 of suspended mud is placed below the cover 23 below the surface 24 of the fluid filter and a plug 29 of activated sludge of the fluid filter is placed below the surface 24 of the fluid filter The two plugs 28, 29 are connected to an expansion enclosure 30 with a

conduit d'évacuation de boue 31.sludge discharge pipe 31.

L'agencement illustré aux figures 1 à 3 fonctionne comme suit L'eau pure arrive par l'entrée 11 dans la conduite de retour 10 o elle se mélange avec le mélange d'activation et entre dans l'espace de dénitrification 4 Ainsi se trouve assuré l'excès de matériau carbonés requis pour dénitrification. 10 L'acide carbonique généré par suite de l'oxydation des composants organiques à la fois dans l'espace de dénitrification 4 et dans l'espace d'activation aérée 2 sert ainsi de source principale de carbone inorganique pour la nitrification de 1 ' The arrangement illustrated in Figures 1 to 3 works as follows: Pure water arrives through the inlet 11 in the return line 10 where it mixes with the activation mixture and enters the denitrification space 4 Thus is provided the excess carbonaceous material required for denitrification. The carbonic acid generated as a result of the oxidation of the organic components both in the denitrification space 4 and in the aerated activation space 2 thus serves as the main source of inorganic carbon for the nitrification of the

ammoniaque dans l'espace d'activation 2. ammonia in the activation space 2.

Une partie du mélange d'activation de l'espace d'activation aérée 2 passe par les ouvertures 21 par les canaux de dérivation 20 et leurs sorties 22 dans la partie inférieure du séparateur 17 La boue activée est séparée dans ce séparateur dans un filtre fluide de l'eau purifiée qui est évacuée du séparateur 17 par un canal collecteur 26 et déchargée par la sortie 27 La boue activée séparée dans le séparateur 17 de l'eau purifiée est retournée par le puits de liaison 19 dans Part of the activation mixture of the aerated activation space 2 passes through the openings 21 through the bypass channels 20 and their outlets 22 in the lower part of the separator 17 The activated sludge is separated in this separator in a fluid filter purified water which is evacuated from the separator 17 by a collecting channel 26 and discharged through the outlet 27 The activated sludge separated in the separator 17 from the purified water is returned by the connection well 19 in

l'espace d'activation aérée 2.the ventilated activation space 2.

Les espaces 2 et 4 qui sont mutuellement interconnectés forment un système circulatoire pour l'épuration de l'eau avec dénitrification Ce système d'épuration à activation travaille avec une boue activée uniforme comprenant des micro-organismes hétérotropes et autotropes Les organismes hétérotropes sont des composés carbonés oxydants à la fois dans l'espace d'aéra30 tion 2 et dans l'espace de dénitrification en utilisant l'oxygène contenu dans le mélange d'activation pour le processus The spaces 2 and 4 which are mutually interconnected form a circulatory system for the purification of water with denitrification This purification system with activation works with a uniform activated sludge comprising heterotropic and autotropic microorganisms Heterotropic organisms are compounds oxidizing carbonates both in the ventilation space 2 and in the denitrification space using the oxygen contained in the activation mixture for the process

de développement dans l'espace d'activation aérée 2 et l'oxygène des nitrates dans l'espace de dénitrification 4. of development in the aerated activation space 2 and the oxygen of the nitrates in the denitrification space 4.

Les organismes autotropes ne se développent que dans la 35 zone de dénitrification et utilisent l'oxygène dissous du mélange d'activation et le carbone inorganique pour la nitrification de l'ammoniaque Ainsi des composés azotés des eaux usées sont oxydés dans l'espace d'activation aérée 2 en nitrates qui sont réduits dans l'espace dénitrification 4 en azote Autotropic organisms only develop in the denitrification zone and use the dissolved oxygen of the activation mixture and the inorganic carbon for the nitrification of ammonia. Thus nitrogen compounds from wastewater are oxidized in the space of aerated activation 2 of nitrates which are reduced in the denitrification space 4 of nitrogen

gazeux et sont ainsi enlevés de l'eau purifiée. gaseous and are thus removed from the purified water.

Les gaz sont générés de manière prédominante sur la surface des particules de boue activée, mais en partie aussi à l'intérieur de la structure dans ces particules Les bulles d'azote générées qui sont à la surface des particules de boue activée sont pour la plupart libérées par la turbulence dans le cas de mouvements du mélange activé dans l'espace de dénitrification 4 et dans l'espace aéré 2 et échappent ainsi à l'air libre L'intensité de cette turbulence n'est toutefois 10 pas suffisante pour libérer les bulles d'azote gazeuse accolées ou incorporées à la structure des particules de boue activées et ainsi, ces bulles s'accumulent, à défaut d'autres moyens mis en oeuvre, dans la boue activée et celles-ci voient The gases are generated predominantly on the surface of the activated sludge particles, but partly also inside the structure in these particles The generated nitrogen bubbles which are on the surface of the activated sludge particles are for the most part released by the turbulence in the case of movements of the activated mixture in the denitrification space 4 and in the aerated space 2 and thus escape to the open air The intensity of this turbulence is however not sufficient to release the bubbles of gaseous nitrogen joined or incorporated into the structure of the activated sludge particles and thus, these bubbles accumulate, in the absence of other means used, in the activated sludge and these see

leurs qualités progressivement détériorées. their qualities gradually deteriorated.

Pour libérer ces particules d'azote qui se trouvent liées d'une manière relativement forte, il est prévu au moins une zone locale de turbulence intensive dans le système d'épuration, o des forces de cisaillement vont s'exercer sur les particules et libérer l'azote qui s'est développée dans la 20 structure de ces particules pendant la nitrification Pour atteindre ce but, il convient de produire une turbulence d'une intensité supérieure à 300 W -1, pouvant couramment atteindre voire dépasser 1000 W 1 1, selon le degré requis d'élimination To release these nitrogen particles which are bound in a relatively strong way, at least one local zone of intensive turbulence is provided in the purification system, where shear forces will be exerted on the particles and release the nitrogen which has developed in the structure of these particles during nitrification To achieve this goal, it is necessary to produce a turbulence of an intensity greater than 300 W -1, which can commonly reach or even exceed 1000 W 11, according to the required degree of elimination

de l'azote gazeux de la boue activée. nitrogen gas from the activated sludge.

Une caractéristique importante est que l'action mentionnée des forces de cisaillement à lieu à un endroit délimité o passe le liquide avec la boue activée Cet endroit peut se situer dans une partie quelconque du circuit de circulation entre l'espace d'activation aérée et l'espace de dénitrifica30 tion 4 et doit être placé de telle sorte que soit la totalité du débit en circulation soit une certaine partie de ce débit passe à l'endroit choisi La zone localisée de turbulence intensive, c'està-dire les endroits o des forces de cisaillement s'exercent, peut aussi se situer aux lieux de passage de 35 la boue activée séparée par exemple de la boue séparée dans le séparateur 17 ou dans une branche particulière de séparation entre la partie supérieure du filtre fluide et l'espace d'activation aérée 2 ou l'espace de dénitrification 4 et éventuellement aussi directement dans l'espace de nitrification ou de dénitrification. Comme la pénétration de la boue activée par les petites bulles d'azote est un processus de longue durée, l'action des forces de cisaillement peut être appliqué de manière intermit5 tante pendant un certain temps suffisant pour le passage de la totalité du stock de boue activée dans la zone de turbulence intensive. Il est avantageux, en cas de concentration élevée de boue active, de prévoir la zone localisée de turbulence intensive, 10 c'est-à-dire l'endroit o agissent les forces de cisaillement, à l'interconnection de l'espace d'activation 2 et de l'espace An important characteristic is that the mentioned action of the shearing forces takes place at a delimited place where the liquid passes with the activated sludge. This place can be located in any part of the circulation circuit between the aerated activation space and the denitrification space 4 and must be placed so that either the total flow in circulation or a certain part of this flow passes to the chosen location The localized zone of intensive turbulence, that is to say the places where shear forces are exerted, can also be located at the places of passage of the activated sludge separated for example from the sludge separated in the separator 17 or in a particular branch of separation between the upper part of the fluid filter and the space d aerated activation 2 or the denitrification space 4 and possibly also directly in the nitrification or denitrification space. As the penetration of activated sludge by small nitrogen bubbles is a long-term process, the action of shear forces can be applied intermittently for a time sufficient for the passage of the entire stock of sludge activated in the zone of intensive turbulence. It is advantageous, in the event of a high concentration of active sludge, to provide the localized zone of intensive turbulence, that is to say the place where the shear forces act, at the interconnection of the space of activation 2 and space

de dénitrification 4.denitrification 4.

Dans des agencements o il n'est pas possible de parvenir à une concentration élevée de boue active, ce qui est le cas notamment d'installations anciennes, il est avantageux de prévoir la mise en oeuvre des forces de cisaillement sur la boue In arrangements where it is not possible to achieve a high concentration of active sludge, which is the case in particular for old installations, it is advantageous to provide for the use of shear forces on the sludge

activée prélevée de l'espace de séparation. activated taken from the separation space.

L'augmentation de la consommation d'énergie dans un système circulatoire bien conçu avec dénitrification et applica20 tion des forces de cisaillement sur la boue activée n'excède pas 15 à 30 % Cette puissance est suffisante pour une suppression complète des particules d'azote gazeux de la boue activée avec comme résultat que l'on obtient pour l'indice de boue une valeur pratiquement semblable que dans l'épuration à activa25 tion sans dénitrification Ainsi par exemple, dans le cas d' épuration des eaux de déchets d'un abattoir, avec l'introduction de la dénitrification, l'indice de boue est passé d'environ 50 ml g-1 à environ 150 ml g-l et on a obtenu une réduc-l tion à environ 50 ml g-1 après l'application de forces de ci30 saillement avec une intensité de turbulence d'environ 1000 -1 w.1 L'intensité de la turbulence est décisive pour l'obtention de l'effet requis Le problème du choix de la place o s'appliquera la turbulence peut être résolu de diverses maniè35 res Une possibilité est illustrée aux figures 1 et 2 o la The increase in energy consumption in a well-designed circulatory system with denitrification and application of shear forces on the activated sludge does not exceed 15 to 30% This power is sufficient for a complete removal of nitrogen gas particles activated sludge with the result that one obtains for the sludge index a practically similar value as in the purification with activation without denitrification Thus for example, in the case of purification of waste water from a slaughterhouse , with the introduction of denitrification, the mud index increased from approximately 50 ml g-1 to approximately 150 ml gl and a reduction was obtained to approximately 50 ml g-1 after the application of surface forces with a turbulence intensity of approximately 1000 -1 w.1 The intensity of the turbulence is decisive for obtaining the required effect The problem of the choice of the place where the turbulence will be applied can be solved in various ways One possibility is illustrated in Figures 1 and 2 o the

puissance pour la turbulence est fournie par une pompe centrifuge 6 avec une pression de refoulement suffisante, la turbulence étant obtenue au moyen d'un ajutage 8 débouchant dans un cyclone 9 en combinaison avec ce cyclone 9 Il peut être avan- power for the turbulence is supplied by a centrifugal pump 6 with a sufficient discharge pressure, the turbulence being obtained by means of a nozzle 8 opening into a cyclone 9 in combination with this cyclone 9 It can be advanced

tageux de faire déboucher l'ajutage 8 dans la zone de la surface libre du liquide o se produit la séparation des bulles d'azote en raison de l'action des forces de cisaillement sous pression atmosphérique et l'action d'une dépression du côté aspiration de la pompe et dans l'ajutage peut contribuer à favoriser la dilatation des bulles d'azote Une autre possibilité d'obtenir l'intensité requise de turbulence est un mélange mécanique au moyen de deux ou davantage de rotors 13, 14 Tagous to clear the nozzle 8 in the area of the free surface of the liquid where the nitrogen bubbles separate due to the action of the shearing forces under atmospheric pressure and the action of a depression on the side pump suction and nozzle can help expand nitrogen bubbles Another possibility of obtaining the required intensity of turbulence is mechanical mixing using two or more rotors 13, 14

tournant en sens opposés ou une combinaison de rotors et de 10 stators dans une chambre convenable Un exemple de réalisation de ce genre est illustré à la figure 3. rotating in opposite directions or a combination of rotors and 10 stators in a suitable chamber. An example of such an embodiment is illustrated in FIG. 3.

Etant donné que la puissance requise pour la génération de la turbulence est décisive du point de vue des coûts, tandis que du point de vue des résultats l'intensité de la tur15 bulence est décisive, il convient d'appliquer la turbulence d'une manière telle que pour une consommation d'énergie donnée Since the power required for the generation of turbulence is decisive from a cost point of view, while from the point of view of results the intensity of turbulence is decisive, it is advisable to apply the turbulence in a way such as for a given energy consumption

un maximum de turbulence soit obtenu, ou bien que l'intensité requise de turbulence soit obtenue avec le minimum de consommation d'énergie Ce peut être généralement obtenu si la puis20 sance est dissipée dans le minimum d'espace Ainsi on peut obtenir par exemple la même intensité de turbulence en utilisant une pluralité d'ajutages plus petits au lieu d'un grand ajutage. a maximum of turbulence is obtained, or else the required intensity of turbulence is obtained with the minimum of energy consumption This can generally be obtained if the power is dissipated in the minimum of space Thus one can obtain for example the same turbulence intensity using a plurality of smaller nozzles instead of a large nozzle.

Le procédé et le dispositif selon cette invention ne sont 25 pas limités à la forme de réalisation illustrée aux figures 1 à 3 Le circuit de circulation peut être réalisé par exemple de manière telle que l'agencement générateur de turbulence, mettant en oeuvre par exemple un ajutage 8, se trouve disposé du côté refoulement d'une pompe 7, se terminant tangentielle30 ment à la partie inférieure de l'espace de dénitrification 4, de sorte que l'entrée 5 de la pompe 6 se trouve alimentée à partir de l'espace d'activation aéré 2 Le conduit de retour relie dans ce cas les parties d'espace 2 et 4 L'arrivée The method and the device according to this invention are not limited to the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3 The circulation circuit can be produced for example in such a way that the arrangement generating turbulence, implementing for example a nozzle 8, is located on the discharge side of a pump 7, ending tangentially at the bottom of the denitrification space 4, so that the inlet 5 of the pump 6 is supplied from the ventilated activation space 2 The return duct in this case connects the parts of space 2 and 4 The inlet

d'eau brute débouche dans ce cas devant l'ajutage 6. of raw water in this case opens out before the nozzle 6.

L'agencement pour la mise en oeuvre du procédé selon 1 ' invention peut en outre être conçu de manière telle que la zone locale de turbulence intensive se trouve placée dans la zone d'évacuation de la boue activée séparée dans le séparateur 17, c'est-à-dire dans le puits de liaison 19 Il est également possible de situer la source de circulation intensive dans une branche spéciale de circulation prévue avec une liaison avec une décharge 29 de la boue activée dans la partie supérieure du séparateur 17 au-dessous de la surface 24 du filtre fluide qui débouche soit dans l'espace de dénitrification 4, soit dans l'espace d'activation aérée 2 Dans ce cas il peut être avantageux de faire fonctionner cette branche de circulation de manière intermittence et effectuer cette opération pendant des périodes d'alimentation réduites ou intermittentes 10 en eau brute de l'appareil afin de ne pas augmenter de manière The arrangement for carrying out the method according to the invention can also be designed in such a way that the local zone of intensive turbulence is placed in the zone for discharging the activated sludge separated in the separator 17, c ' that is to say in the connection well 19 It is also possible to locate the source of intensive circulation in a special branch of circulation provided with a connection with a discharge 29 of the activated sludge in the upper part of the separator 17 below of the surface 24 of the fluid filter which opens either in the denitrification space 4 or in the aerated activation space 2 In this case it may be advantageous to operate this circulation branch intermittently and perform this operation for periods of reduced or intermittent supply of raw water to the appliance 10 so as not to increase

excessive la charge hydraulique de l'installation. excessive hydraulic load on the installation.

Il est en outre évident que l'application de cette invention n'est pas limitée au séparateur 17 de la figure 1, mais peut être envisagée pour tout séparateur si la source de tur15 bulence est insérée dans le passage de la boue retournée du séparateur; l'invention peut également s'appliquer à tout séparateur utilisant la filtration fluide si la source de turbulence intensive est disposée dans une branche de circulation It is furthermore obvious that the application of this invention is not limited to the separator 17 of FIG. 1, but can be envisaged for any separator if the source of turbidity is inserted in the passage of the mud returned from the separator; the invention can also be applied to any separator using fluid filtration if the source of intensive turbulence is placed in a circulation branch

spéciale du type ci-dessus mentionné. special of the type mentioned above.

La forme de réalisation illustrée aux figures 4 à 6 est particulièrement destinée à la purification par activation de grands volumes d'eau moins contaminée, par exemple d'eaux d' The embodiment illustrated in Figures 4 to 6 is particularly intended for purification by activation of large volumes of less contaminated water, for example water

égouts urbains.urban sewers.

Le contenu d'une enceinte unique avec une enveloppe 1 est 25 divisé au moyen de cloisons 34, 35, en espaces disposés longitudinalement, à savoir un espace d'activation aérée 2, un espace de dénitrification 4 et un séparateur 17 dans la partie supérieure Des espaces adjacents sont situés aux deux extrémités, à savoir un espace d'activation aérée 2 et un espace de dénitrification 4 qui sont mutuellement interconnectés par des passages 36, 37 Les séparateurs 17 sont en communication avec l'espace d'activation aérée 2 par un canal de dérivation 20. The content of a single enclosure with an envelope 1 is divided by partitions 34, 35 into spaces arranged longitudinally, namely an aerated activation space 2, a denitrification space 4 and a separator 17 in the upper part. Adjacent spaces are situated at the two ends, namely an aerated activation space 2 and a denitrification space 4 which are mutually interconnected by passages 36, 37 The separators 17 are in communication with the aerated activation space 2 by a bypass channel 20.

Un agencement combiné est prévu pour l'alimentation d' 35 oxygène pour la création d'une zone locale de turbulence intensive et pour aération simultanée du mélange d'activation. A combined arrangement is provided for the supply of oxygen for the creation of a local zone of intensive turbulence and for simultaneous aeration of the activation mixture.

Cet agencement est illustré en détail à la figure 5 et comporte un ajutage 8 connecté à une pompe par son refoulement 7 L'entrée 5 de la pompe 6 débouche dans l'espace de dénitrification 4 Un conduit de distribution 16 de la soufflante 38 aboutit à l'ajutage 8 L'alimentation d'air peut aussi être agence sans pression auquel cas l'ajutage 8 est disposé comme un éjecteur connu avec aspiration d'air atmosphérique L'ajutage 8 est situé dans l'éjecteur 41. L'arrivée 11 d'eau brute conduit au distributeur 39 d'o l'eau brute est amenée par des conduits d'alimentation partielle 40 devant l'espace de dénitrification 4 Le séparateur 17 avec filtre fluide à surface 24 et avec le niveau 25 d'eau 10 purifiée déterminé par les canaux collecteurs 26 est disposé dans un couvercle 23 avec une décharge 28 de boue en flottation avec une enceinte d'expansion 30 et une décharge 31 de boue se terminant soit en retour dans l'espace d'activation aérée 2, soit en dehors de l'appareil La partie inférieure 15 du séparateur 17 est reliée par un canal de dérivation 20 à This arrangement is illustrated in detail in FIG. 5 and comprises a nozzle 8 connected to a pump by its outlet 7 The inlet 5 of the pump 6 opens into the denitrification space 4 A distribution duct 16 of the blower 38 leads to the nozzle 8 The air supply can also be arranged without pressure in which case the nozzle 8 is arranged like a known ejector with atmospheric air suction The nozzle 8 is located in the ejector 41. The inlet 11 raw water leads to the distributor 39 from which the raw water is brought by partial supply conduits 40 in front of the denitrification space 4 The separator 17 with fluid filter on the surface 24 and with the water level 25 purified determined by the collecting channels 26 is disposed in a cover 23 with a discharge 28 of floating mud with an expansion chamber 30 and a discharge 31 of mud ending either back in the aerated activation space 2, or outside the appliance The lower part 15 of the separator 17 is connected by a bypass channel 20 to

l'espace d'activation aérée 2.the ventilated activation space 2.

L'agencement illustré aux figures 4 à 6 fonctionne comme The arrangement illustrated in Figures 4 to 6 works as

suit La pompe 6 pompe le mélange d'activation par la décharge 5 de l'espace de dénitrification 4 et le refoule par l'ajutage 20 8 dans l'éjecteur 41 L'air fourni par le conduit de distribution 16 est ajouté à ce mélange. follows The pump 6 pumps the activation mixture through the discharge 5 from the denitrification space 4 and discharges it through the nozzle 20 8 into the ejector 41 The air supplied by the distribution duct 16 is added to this mixture .

Le courant de mélange d'activation avec de l'air s'écoule de l'éjecteur 41 dans l'espace d'activation aérée 2 Ainsi 1 ' oxygène est fourni dans l'espace d'activation aérée 2 et si25 multanément la totalité du mélange d'activation fait effectuer un mouvement circulatoire entre espaces opératoires adjacents formés par les cloisons 34 et 35 L'oxygène qui a été introduit dans l'espace d'activation aérée 2 est utilisée par les microorganismes dans le mélange pour oxyder les matériaux or30 ganiques et l'ammoniaque qui s'y trouvent contenus Ainsi sa concentration est réduite au cours du passage du mélange d'activation à travers l'espace d'activation aérée 2 Dans une zone o la concentration d'oxygène est suffisamment basse, de l'eau brute est fournie à l'écoulement de mélange d'activation 35 par des conduits d'alimentation dérivés qui sont insérés dans The stream of activation mixture with air flows from the ejector 41 into the aerated activation space 2 Thus oxygen is supplied into the aerated activation space 2 and simultaneously all of the activation mixture causes circulatory movement between adjacent operating spaces formed by partitions 34 and 35 The oxygen which has been introduced into the aerated activation space 2 is used by the microorganisms in the mixture to oxidize the organic materials and the ammonia contained therein Thus its concentration is reduced during the passage of the activation mixture through the aerated activation space 2 In an area where the oxygen concentration is sufficiently low, raw water is supplied to the activation mixture flow 35 by derived supply lines which are inserted into

l'écoulement général du mélange d'activation. the general flow of the activation mixture.

Dans le cas o il se produit un surplus de matériau organique, les microorganismes consomment rapidement le reste d' oxygène de sorte que dans la partie suivante du passage du mélange d'activation il se crée un espace sans oxygène dissous In the event that there is an excess of organic material, the microorganisms quickly consume the rest of the oxygen so that in the next part of the passage of the activation mixture, a space is created without dissolved oxygen.

qui fonctionne comme un espace de dénitrification 4. which functions as a denitrification space 4.

Les nitrates provenant du mélange d'activation par oxydation del'ammoniaque et des matériaux organiques contenant 5 de l'azote dans l'espace d'activation aérée 2 sont en cas d' absence d'oxygène et de surplus de matériaux organiques dans l'eau brute dans l'espace de dénitrification 4 réduits par The nitrates from the mixture of activation by oxidation of ammonia and organic materials containing nitrogen in the aerated activation space 2 are in the absence of oxygen and of excess organic materials in the raw water in the denitrification space 4 reduced by

des microorganismes hétérotropes en azote gazeux. microorganisms heterotropic in nitrogen gas.

Le restant de matériaux organiques en provenance de 1 ' 10 eau brute qui ne sont pas consommés sont ensuite transférés par l'écoulement du mélange d'activation de l'espace de dénitrification dans l'espace d'activation aérée o ils sont oxydés. Une partie du mélange d'activation en provenance de l'esl 5 pace d'activation aérée 2 passe par le canal de dérivation vers le séparateur 17 o de la boue activée est séparée de The remaining organic materials from the raw water which are not consumed are then transferred by the flow of the activation mixture from the denitrification space to the aerated activation space where they are oxidized. Part of the activation mixture from the aerated activation space 2 passes through the bypass channel to the separator 17 o of the activated sludge is separated from

l'eau purifiée.purified water.

L'eau purifiée est reprise du séparateur 17 par des canaux collecteurs 26 tandis que la boue activée séparée retombe 20 dans le canal 20 et retourne dans l'espace d'activation aérée The purified water is taken up from the separator 17 by collecting channels 26 while the separated activated sludge falls 20 into the channel 20 and returns to the aerated activation space.

2 par la partie inférieure de ce canal 20. 2 through the lower part of this channel 20.

Une partie de l'azote gazeux prenant naissance au cours de la dénitrification est séparée à la surface des particules de boue activée sous la forme de bulles de manière similaire 25 à ce qui a déjà été décrit à propos du dispositif des figures 1 à 3 Ces bulles sont libérées par suite du mouvement turbulent du mélange dans l'espace d'activation aérée 2 Une autre partie de l'azote gazeux naissant est toutefois séparée dans les particules de boue activée sous la forme de fines bulles 30 qui croissent au travers de la structure de ces particules Part of the nitrogen gas arising during the denitrification is separated on the surface of the activated sludge particles in the form of bubbles in a similar manner to that which has already been described in connection with the device of FIGS. 1 to 3. bubbles are released as a result of the turbulent movement of the mixture in the aerated activation space 2 Another part of the nascent nitrogen gas is however separated in the particles of activated sludge in the form of fine bubbles 30 which grow through the structure of these particles

comme il a déjà été mentionné à propos de la forme de réalisation de la figure 1 L'accumulation de ces fines bulles augmenterait la valeur de l'indice de boue et il est donc nécessaire de les enlever. as already mentioned in connection with the embodiment of FIG. 1 The accumulation of these fine bubbles would increase the value of the mud index and it is therefore necessary to remove them.

Les fines bulles précitées ne peuvent être libérées et enlevées de la boue activée que par une turbulence suffisante intense qui expose les particules de boue activée à des forces de cisaillement afin d'en libérer lesdites bulles Ce courant s'échappe de l'ajutage 8 à une vitesse telle qu'il crée à la circonférence un double cône annulaire à turbulence intensive qui s'élargit à mesure de l'écoulement du liquide L'intensité de la turbulence à l'extrémité de l'ajutage 8 peut dépasser The aforementioned fine bubbles can only be released and removed from the activated sludge by sufficient intense turbulence which exposes the particles of activated sludge to shearing forces in order to release said bubbles. This current escapes from the nozzle 8 to a speed such that it creates at the circumference a double annular cone with intensive turbulence which widens as the liquid flows The intensity of the turbulence at the end of the nozzle 8 can exceed

ainsi la valeur de 1000 W 1 1 ce qui est déjà tout à fait suf5 fisant pour l'obtention de l'effet décrit. thus the value of 1000 W 1 1 which is already quite sufficient to obtain the described effect.

Etant donné que la croissance des bulles dans les particules de boue activée est un processus prolongé, il n'est pas nécessaire, dans le cas de l'épuration d'eau usée moins concentrée, par exemple d'eau d'égouts urbains, d'appliquer la turbulence intensive à la boue activée à chaque passage de son mélange d'activation dans le circuit de circulation, mais il est suffisant qu'une partie seulement de l'écoulement passe sur la zone o la turbulence intensive se développe On peut Since the growth of bubbles in activated sludge particles is a prolonged process, it is not necessary, in the case of the treatment of less concentrated waste water, for example urban sewage, d '' apply the intensive turbulence to the activated sludge with each passage of its activation mixture in the circulation circuit, but it is sufficient that only part of the flow passes over the area where the intensive turbulence develops.

ainsi réaliser une économie substantielle d'énergie pour un 15 contrôle suffisant des propriétés de la boue activée. thus achieving substantial energy savings for sufficient control of the properties of the activated sludge.

L'efficacité énergétique du procédé décrit dépend sensiblement de la concentration de la boue activée dans le mélange d'activation L'application du procédé décrit de turbulence intensive est par conséquent économiquement avantageuse, en particulier à une haute concentration de la boue activée Ceci est obtenu dans des agencements intégrés comprenant une séparation relativement efficace avec retour de la boue activée dans le processus d'activation Le séparateur 17 déterminé par les cloisons 34 et 35 dans la partie supérieure de l'en25 ceinte le long de la surface plane de l'agencement sert à cet effet L'application d'une séparation hautement efficace par filtration fluide en méme temps qu'une grande surface de séparation permet le fonctionnement du dispositif avec une concentration élevée de la boue activée rendant possible une réduc30 tion de la consommation d'énergie pour l'enlèvement de l'azote par application d'une turbulence intensive à un degré raisonnablementéconomique avec une consommation d'énergie de seulement à 30 % plus élevée que ce qui est requis pour l'aération proprement dite du mélange d'activation L'effet de dénitrifica35 tion avec contrôle sumultané de l'indice de boue permet un tel The energy efficiency of the process described depends substantially on the concentration of the activated sludge in the activation mixture. The application of the described process of intensive turbulence is therefore economically advantageous, in particular at a high concentration of the activated sludge. This is obtained in integrated arrangements comprising a relatively effective separation with return of the activated sludge in the activation process The separator 17 determined by the partitions 34 and 35 in the upper part of the enclosure along the planar surface of the arrangement is used for this purpose The application of a highly efficient separation by fluid filtration at the same time as a large separation surface allows the device to operate with a high concentration of activated sludge making it possible to reduce energy consumption for nitrogen removal by application of intensive turbulence to a reasonably economical degree with a co energy consumption of only 30% higher than what is required for the proper aeration of the activation mixture The denitrification effect with sumultaneous control of the mud index allows such

perfectionnement de la qualité de l'eau purifiée non seulement pour les matériaux azotés mais aussi pour les matériaux carbonés, ce qui justifie l'augmentation de la consommation d'énergie. improvement of the quality of purified water not only for nitrogenous materials but also for carbonaceous materials, which justifies the increase in energy consumption.

L'agencement décrit en référence aux figures 4 à 6 permet ainsi d'utiliser la dénitrification également pour des volumes importants d'eau usée moins concentrée d'une manière économique Ceci est important lorsqu'une qualité plus élevée d'eau 5 purifiée est requise, par exemple dans le cas d'eaux stagnantes devant être Drotégées La qualité élevée de l'eau purifiée offre ainsi de nouvelles possibilités aux technologies des The arrangement described with reference to FIGS. 4 to 6 thus makes it possible to use denitrification also for large volumes of waste water less concentrated in an economical manner. This is important when a higher quality of purified water is required. , for example in the case of stagnant water to be Drotégée The high quality of the purified water thus offers new possibilities to the technologies of

circuits de circulation fermés sans déchets. closed circulation circuits without waste.

Le procédé selon la présente invention n'est pas limité aux formes de réalisation décrites à titre d'exemples Dans le cas d'agencements plus anciens il n'est pas possible de parvenir à la concentration élevée requise de boue activée, par exemple dans le cas de fossés d'activation il est possible d' utiliser l'application des forces de cisaillement à la boue épaissie retournée de la séparation vers l'activation L'agencement décrit en référence aux figures 4 à 6 n'a pas non plus The process according to the present invention is not limited to the embodiments described by way of examples. In the case of older arrangements, it is not possible to achieve the required high concentration of activated sludge, for example in the in the case of activation ditches it is possible to use the application of shear forces to the thickened mud returned from the separation to the activation. The arrangement described with reference to FIGS. 4 to 6 has also not

besoin d'avoir les éléments mentionnés et peut avoir une aération indépendante. need to have the items mentioned and can have independent ventilation.

Le procédé et le dispositif suivant la présente invention 20 ont un certain nombre d'avantages Un avantages important du procédé de purification par activation avec dénitrification dans un système de circulation est la possibilité de son application universelle Le procédé selon l'invention peut être appliqué à la fois pour purifier les eaux de déchets moins con25 taminés, par exemple d'eau d'égouts, des eaux à contamination moyenne par exemple de l'industrie alimentaire et aussi des The method and the device according to the present invention have a certain number of advantages An important advantage of the method of purification by activation with denitrification in a circulation system is the possibility of its universal application The method according to the invention can be applied to both to purify water from less contaminated waste, for example sewage, medium contaminated water for example from the food industry and also

eaux à haute contamination comme le sont les excréments liquides d'animaux domestiques. water with high contamination as are the liquid excrements of domestic animals.

Le procédé selon l'invention représente pour tous ces genres d'eaux usées un procédé économique d'intensification de la purification qui conduit non seulement à une réduction de The process according to the invention represents for all these types of wastewater an economical process for intensifying the purification which leads not only to a reduction in

la teneur en azote, mais aussi d'autres paramètres de contamination notamment de matières non dissoutes et de matières organiques, paramètresexprimés en valeurs de BSK 5 et CHSK. the nitrogen content, but also other contamination parameters, in particular of undissolved matter and organic matter, parameters expressed in values of BSK 5 and CHSK.

La qualité d'eau purifiée plus élevée ouvre la voie de technologie sans eaux de déchet avec usage répété de l'eau purifiée dans des circuits de circulation fermée permettant des The higher quality of purified water opens the way to technology without waste water with repeated use of purified water in closed circulation circuits allowing

économies et la protection de l'environnement. savings and environmental protection.

En plus de ces avantages qualitatifs l'utilisation du procédé selon l'invention offre des possibilités de réalisation d'économies importantes en matière de coûts d'investissement L'effet qualitatif et quantitatif mentionné est le résultat d'une réduction substantielle de l'indice de boue de la boue activée dans le système de circulation avec dénitrification Ainsi, par exemple, pour certaines eaux usées de 1 ' In addition to these qualitative advantages, the use of the method according to the invention offers the possibility of achieving significant savings in terms of investment costs. The qualitative and quantitative effect mentioned is the result of a substantial reduction in the index. sludge activated sludge in the circulation system with denitrification So, for example, for some wastewater from 1 '

industrie alimentaire, telles que les eaux de déchet de l'industrie de la viande, il est possible d'obtenir une réduction de la valeur de l'indice de boue à 1/2 à 1/3 de la valeur qui 10 serait obtenue sans l'application du procédé selon l'invention. food industry, such as waste water from the meat industry, it is possible to obtain a reduction in the value of the mud index to 1/2 to 1/3 of the value which would be obtained without the application of the method according to the invention.

Des paramètres généralement améliorés du processus de purification sont obtenus grâce aux propriétés perfectionnées mentionnées de la boue L'indice de boue réduit améliore 1 ' aptitude à la séparation des boues activées ce qui se traduit 15 par une charge de surface accrue du matériau de séparation et ainsi une possibilité de parvenir à une concentration plus élevée de la boue activée dans l'activation ce qui constitue un excellent facteur d'intensification de l'ensemble du processus de purification par activation, en particulier de la Generally improved parameters of the purification process are obtained thanks to the mentioned improved properties of the sludge. The reduced sludge index improves the separability of the activated sludges which results in an increased surface load of the separation material and thus a possibility of achieving a higher concentration of the activated sludge in the activation which constitutes an excellent factor of intensification of the entire purification process by activation, in particular of the

nitrification et de la dénitrification qui dépendent directement de l'age de la boue. nitrification and denitrification which depend directly on the age of the mud.

Un effet résultant est la possibilité d'une réduction substantielle des dimensions du dispositif d'activation par A resulting effect is the possibility of a substantial reduction in the dimensions of the activation device by

rapport aux agencements avec dénitrification sans application 25 du procédé selon l'invention. with respect to arrangements with denitrification without application of the method according to the invention.

La réduction de la taille du dispositif s'avère favorable non seulement du point de vue des coûts d'investissement mais aussi en ce qui concerne une réduction de la dépendance du dispositif à l'égard des influences atmosphériques par suite 30 de la réduction des transmissions de chaleur En raison de la forte dépendance des processus de nitrification et de dénitrification vis à vis de la température une augmentation de 10 C de la température représente une accélération de ces processus d'environ 100 % la réduction des dimensions apporte des éco35 nomies substantielle au cours de l'hiver et une augmentation Reducing the size of the device is favorable not only from the point of view of investment costs but also with regard to a reduction in the dependence of the device on atmospheric influences as a result of the reduction in transmissions. Due to the high dependence of the nitrification and denitrification processes on the temperature, an increase of 10 C in the temperature represents an acceleration of these processes by approximately 100%. The reduction in dimensions brings substantial savings to during winter and an increase

de l'efficacité de la purification. of the efficiency of the purification.

Par suite de la réduction de la valeur de l'indice de boue, la tendance à la flottation des boues est réduite, réduisant également la tendance indésirable d'échappement de As a result of the reduction in the value of the mud index, the tendency of the sludge to float is reduced, also reducing the undesirable tendency of the

matériaux non dissouts dans l'eau purifiée Un résultat est une amélioration substantielle de l'efficacité de la séparation permettant une réduction des dimensions du système séparateur et une augmentation de la qualité de l'eau purifiée. materials not dissolved in purified water One result is a substantial improvement in the efficiency of the separation allowing a reduction in the dimensions of the separating system and an increase in the quality of the purified water.

Claims

1 Biologically activated purification process for wastewater with nitrification and denitrification in a system

circulation system connected to a separator system for activated sludge, characterized in that the purification system comprises at least one local zone of intensive turbulence, where shear forces act on particles of activated sludge, which forces have the effect of disintegrate these particles while releasing the nitrogen which has accumulated in the structure of these particles during denitrification.

2 Method according to claim 1, characterized in that the intensity in the zone of intensive turbulence is greater than 300 watt per liter of liquid charged with particles

activated sludge.

3 Method according to claim 1, characterized in that the pressures of the activation mixture approaching at least part of the zone of intensive turbulence is less than

pressure within this area.

4 Method according to claim 1, characterized in that the zone of intensive turbulence is arranged so that

for a given required power for creating this turbulence, the intensity of the turbulence is maximum.

Method according to claim 1, characterized by intermittent activity of the zone of intensive turbulence. 25 6 Method according to claim 1, characterized in that

that the action of the zone of intensive turbulence is variable.

7 Method according to claim 1, characterized in that

that the zone of intensive turbulence is created within the activation mixture flowing between nitrification and denitrification.

8 Method according to claim 1, characterized in that air is introduced into the zone of intense turbulence in the activation mixture flowing from the denitrification

towards nitrification.

9 Method according to claim 1, characterized in that the zone of intense turbulence is in action during the passage of the activated sludge from its separation system. Method according to claim 1, characterized in that the active turbulence zone acts within the pumped activation mixture of the fluid filtration separation system

below the surface of the fluid filter to one of the nitrification or denitrification systems.

11 Method according to claim 1, characterized in that

that the raw water inlet flow is reduced during the action of the zone of intense turbulence.

12 Method according to claim 1, characterized in that

that the raw water inlet flow is interrupted during the action of the zone of intense turbulence.

13 The method of claim 7, characterized in that the zone of intense turbulence is created by an increase in the level of the mixture in the nitrification relative to the level in the denitrification thus generating the passage of the mixture of activation of the nitrification towards the denitrification in a movement of circulation which can be accelerated in its

final step.

14 Device for implementing the method according to claim 1, comprising an aerated activation space (2), a denitrification space (4), a source of localized intensive turbulence, a pump (6), a return duct (10) and a raw water supply (11), characterized in that the source of localized intensive turbulence comprises a nozzle (8) and a cyclone (9), the nozzle ending in its outlet in said cyclone, the cyclone being arranged above the level of the aerated activation space (2) and connected to the pump discharge, the suction side (5) of the pump being connected to the lower part of the denitrification space (4 ), the upper part of this space being connected 30 with the activation space ventilated by said return duct,

the raw water inlet opening into this return duct.

Device for implementing the method according to claim 1, comprising an activation space, a denitrification space, a mixer and a source of localized intensive turbulence, characterized in that the mixer (13, 14) forms said source turbulence, this mixer being connected to the discharge of the pump (6) whose suction

is connected to the bottom of the denitrification space (4).

16 Device for implementing the method according to claim 1, comprising an aerated activation space, a denitrification space, a pump, a source of localized intensive turbulence, an air distribution duct and a nozzle, characterized in that said nozzle (8) connected to the discharge of the pump (6) forms the source of localized intensive turbulence, the suction (5) of the pump being connected to the denitrification space (4) said nozzle being also connected said air distribution duct (16), while

said nozzle is located directly in the aerated activation space 10.

17 Device for implementing the method according to claim 9, comprising an aerated activation space, a denitrification space, a separator space, a connection well and a source of localized intensive turbulence, ca15 reacted in that said well link (19) is connected to the lower part of the separator space (17), forming

a connection between the separator space and the bottom of the aerated activation space, and serving for the passage of the activated sludge from the separator towards the activator, the source of localized intensive turbulence being formed in said connection well.