FR2781785A1 - METHOD FOR THE BIOLOGICAL TREATMENT OF NON-OR LITTLE OR EXCESSIVE SLUDGE EFFLUENTS INCLUDING A FIXED BIOMASS TREATMENT STAGE - Google Patents
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Abstract
Procédé de traitement biologique d'effluents ne produisant pas ou peu de boues en excès incluant une étape de traitement par biomasse fixée.L'invention concerne un procédé de traitement d'un effluent en vue de son épuration comprenant au moins une étape de traitement biologique (1) conduisant à la production de boues biologiques, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la biomasse utilisée lors de ladite étape de traitement biologique est fixée sur un support et en ce qu'il comprend au moins une étape (2) consistant à faire subir à au moins une partie desdites boues provenant de ladite étape de traitement biologique un conditionnement visant à améliorer leur biodégradabilité et une étape (3) consistant à réacheminer les boues ainsi conditionnées vers ladite étape de traitement biologique.Process for the biological treatment of effluents producing little or no excess sludge including a step of treatment by fixed biomass.The invention relates to a process for treating an effluent with a view to its purification comprising at least one step of biological treatment (1) leading to the production of biological sludge, characterized in that at least part of the biomass used during said biological treatment step is fixed on a support and in that it comprises at least one step (2) consisting in subjecting at least part of said sludge from said biological treatment step to conditioning aimed at improving their biodegradability and a step (3) consisting in redirecting the sludge thus conditioned to said biological treatment step.
Description
Procédé de traitement biologique d'effluents ne produisant pas ouProcess for the biological treatment of effluents which do not produce or
peu de boues en excès incluant une étape de traitement par biomasse fixée. little excess sludge including a fixed biomass treatment step.
L'invention concerne le domaine du traitement biologique des effluents en vue de leur épuration, tels que notamment, mais non exclusivement les eaux usées urbaines ou industrielles. Il existe divers types de traitements biologiques de la pollution des eaux. Ces traitements s'appuient sur la faculté dont dispose la biomasse d'éliminer la pollution biodégradable: en l'assimilant dans le floc bactérien, dont la masse totale dans le système de traitement est maintenue à un niveau optimum, par extraction de boues en excès, - en la transformant en molécules gazeuses (C02 pour la pollution carbonée et N2 pour la pollution azotée via la nitrification de l'azote NTK en nitrates par la biomasse nitrifiante, et la dénitrification subséquente des nitrates en azote atmosphérique par la The invention relates to the field of biological treatment of effluents with a view to their purification, such as in particular, but not exclusively, urban or industrial wastewater. There are various types of biological treatment for water pollution. These treatments are based on the ability of the biomass to eliminate biodegradable pollution: by assimilating it into the bacterial flock, whose total mass in the treatment system is maintained at an optimum level, by extracting excess sludge , - by transforming it into gaseous molecules (C02 for carbon pollution and N2 for nitrogen pollution via the nitrification of nitrogen NTK to nitrates by the nitrifying biomass, and the subsequent denitrification of nitrates into atmospheric nitrogen by
biomasse dénitrifiante).denitrifying biomass).
Les systèmes de traitement biologiques de la pollution rejettent donc: une eau traitée, retournée au milieu récepteur; - des molécules gazeuses (C02 et N2 principalement, CH4 également, notamment pour les traitements de digestion), qui sont envoyées à l'atmosphère, directement, ou après combustion pour le CH4; - les boues en excès, principalement constituées de la biomasse produite pendant Biological pollution treatment systems therefore reject: treated water, returned to the receiving environment; - gaseous molecules (mainly C02 and N2, CH4 also, especially for digestion treatments), which are sent to the atmosphere, directly, or after combustion for CH4; - excess sludge, mainly consisting of biomass produced during
le traitement et, d'autre part, de la pollution décantable non biodégradable. treatment and, on the other hand, non-biodegradable decantable pollution.
Le devenir des boues extraites du système constitue aujourd'hui l'un des problèmes importants du traitement des eaux usées. Leur importante part organique les rend souvent inacceptables en décharge. Leur épandage en agriculture est encadré par des One of the major problems in wastewater treatment is the fate of the sludge extracted from the system. Their high organic content often makes them unacceptable in landfills. Their spreading in agriculture is supervised by
réglementations de plus en plus strictes rendant cette voie de plus en plus onéreuse. increasingly stringent regulations making this route increasingly expensive.
Pour faire face à la quantité sans cesse croissante de ces boues biologiques en excès, et au problème de leur dévolution finale, différentes techniques ont été proposées pour permettre de réduire les volumes de boues à évacuer. Parmi ces techniques on peut citer notamment l'incinération et le séchage. Toutefois, ces techniques nécessitent la mise en place coûteuse de systèmes de traitement des fumées de plus en plus sophistiqués afin To cope with the constantly increasing quantity of this excess biological sludge, and with the problem of their final devolution, various techniques have been proposed to enable the volumes of sludge to be removed to be reduced. Among these techniques, mention may be made in particular of incineration and drying. However, these techniques require the costly installation of increasingly sophisticated smoke treatment systems in order to
de protéger l'atmosphère de la pollution. protect the atmosphere from pollution.
Dans ce contexte, a germé l'idée de réduire la production de boues au minimum possible, si possible jusqu'au niveau "zéro boues produites", en conditionnant tout ou partie des boues avant recyclage en tête de traitement biologique, de façon à permettre un retraitement biologique de ces boues éliminant, sous forme gazeuse ou minérale dissoute, l'équivalent en poids de l'excédent de boues qui aurait dû, sans ce traitement, être In this context, the idea was born of reducing sludge production to the minimum possible, if possible up to the "zero sludge produced" level, by conditioning all or part of the sludge before recycling at the head of biological treatment, so as to allow biological reprocessing of this sludge eliminating, in gaseous or dissolved mineral form, the equivalent by weight of the excess sludge which, without this treatment, should have been
théoriquement extrait du système.theoretically extracted from the system.
De nombreuses voies de traitement des boues avant recyclage sont ainsi décrites dans la littérature, permettant de conditionner les boues de manière à en faciliter l'élimination biologique, principalement sous forme de C02 atmosphérique, par Numerous ways of treating sludge before recycling are thus described in the literature, making it possible to condition the sludge so as to facilitate its biological elimination, mainly in the form of atmospheric C02, by
retraitement dans le système qui les a produites. reprocessing in the system that produced them.
Parmi ces voies de conditionnement des boues, on peut citer: - divers traitements thermiques des boues par simple élévation de température dans des procédés qui solubilisent une partie de la biomasse par éclatement des parois cellulaires et hydrolyse thermique des molécules difficilement biodégradables; - des traitements basés sur l'action d'agents oxydants, comme le procédé décrit dans la demande de brevet européen EP-A-0 645 347 qui propose de faire agir de l'ozone sur la liqueur mixte recirculée dans le bassin biologique afin de réduire la production de boues en excès; des traitements de type chimique, comme par exemple, des traitements d'hydrolyse acide d'une partie des boues avant recyclage, pouvant permettre de casser des chaînes de type cellulosique et de les transformer en sucres ou autres produits facilement biodégradables; - des traitements de type mécanique tels que notamment ceux décrits dans les brevets américains US- A-5,240,599, US-A -5,282,980 et US-A-5,522,553, utilisant diverses techniques permettant l'éclatement des parois cellulaires, comme, par exemple, des broyeurs fins (du type de ceux utilisés pour la production de pigments par exemple), ou des broyeurs à ultrasons, ou encore des techniques de mrise en dépression instantanée de boues à haute température; - d'autres méthodes permettant un tel conditionnement, y compris celles Among these sludge conditioning routes, we can cite: - various thermal treatments of sludge by simply raising the temperature in processes which dissolve part of the biomass by bursting of the cell walls and thermal hydrolysis of molecules which are difficult to biodegradable; treatments based on the action of oxidizing agents, such as the process described in European patent application EP-A-0 645 347 which proposes to act on ozone on the mixed liquor recirculated in the biological basin in order to reduce the production of excess sludge; treatments of the chemical type, such as, for example, acid hydrolysis treatments of part of the sludge before recycling, which can make it possible to break chains of the cellulosic type and transform them into sugars or other easily biodegradable products; - mechanical type treatments such as in particular those described in American patents US-A-5,240,599, US-A -5,282,980 and US-A-5,522,553, using various techniques allowing the bursting of cell walls, such as, for example, fine grinders (of the type used for the production of pigments for example), or ultrasonic grinders, or even techniques for control of instantaneous sludge depression at high temperature; - other methods allowing such conditioning, including those
combinant certaines des méthodes précédemment citées pour en améliorer l'efficacité. combining some of the previously mentioned methods to improve their effectiveness.
Toutes ces méthodes ont en commun le fait que pour éliminer du système une quantité donnée X de boues, correspondant à l'élimination de la pollution entrant dans le système pendant un temps donné, par exemple une journée, elles nécessitent d'inactiver biologiquement, lors du conditionnement, une quantité de boues supérieure à X, d'un facteur k qui dépend, en particulier, de l'efficacité de la méthode de conditionnement utilisée. L'homme de l'art sait que, pour éliminer un type de pollution donnée, il faut maintenir les boues dans le système biologique pendant une période de temps donnée, appelée l"'âge de boue", qui est de quelques jours à une dizaine de jours en traitement de la pollution carbonée par boues activées moyenne charge, par exemple, et fréquemment de 20 jours environ en traitement de la pollution azotée par boues activées faible charge, de manière à maintenir dans le système des conditions favorisant les bactéries autotrophes nitrifiantes, qui ont une longue période de doublement, par rapport aux bactéries hétérotrophes traitant carbone et nitrates, qui ont, elles, une période de doublement courte. L'âge des boues est égal au poids de boues contenu dans le bassin de boues All these methods have in common the fact that in order to eliminate from the system a given quantity X of sludge, corresponding to the elimination of the pollution entering the system for a given time, for example a day, they require biologically inactivating, during conditioning, a quantity of sludge greater than X, by a factor k which depends, in particular, on the efficiency of the conditioning method used. Those skilled in the art know that, to eliminate a given type of pollution, it is necessary to maintain the sludge in the biological system for a given period of time, called the "mud age", which is from a few days to a ten days in the treatment of carbonaceous pollution by medium-charge activated sludge, for example, and frequently around 20 days in the treatment of nitrogen pollution by low-charge activated sludge, so as to maintain conditions favoring autotrophic nitrifying bacteria in the system , which have a long doubling period, compared to heterotrophic bacteria treating carbon and nitrates, which have a short doubling period. The age of the sludge is equal to the weight of sludge contained in the sludge tank
activées, divisé par le poids de boues extraites (ou inactivées) pendant une journée. activated, divided by the weight of sludge extracted (or inactivated) during a day.
Ainsi, dans un volume de boues activées donné dont on extrait X kg de boues chaque jour avec un âge de boues initial de T, l'âge de boues deviendra T/k lorsqu'on cherchera à éliminer biologiquement les X kg de boues produites quotidiennement en Thus, in a given volume of activated sludge from which X kg of sludge is extracted each day with an initial sludge age of T, the sludge age will become T / k when it is sought to biologically eliminate the X kg of sludge produced daily in
conditionnant journalièrement k*X kg de boues avant recyclage au traitement biologique. daily conditioning k * X kg of sludge before recycling to biological treatment.
Pour une valeur de k égale à 3, par exemple, l'âge de boues sera divisé par 3 dans le système si l'on veut éliminer totalement la production de boues par conditionnement et recyclage. Outre l'augmentation de taille de bassin liée à l'augmentation de la quantité de pollution à traiter du fait du recyclage de boues conditionnées pour être biodégradables, il faudra, pour conserver au traitement son efficacité, maintenir constant l'âge des boues activées. Pour cela on peut: - soit maintenir la concentration constante dans le bassin mais multiplier par un facteur k le volume de bassin de traitement; - soit maintenir le volume de bassin constant en augmentant la concentration de For a value of k equal to 3, for example, the age of sludge will be divided by 3 in the system if we want to totally eliminate the production of sludge by packaging and recycling. In addition to the increase in basin size linked to the increase in the quantity of pollution to be treated due to the recycling of sludge conditioned to be biodegradable, it will be necessary, to keep the treatment effective, to keep the age of the activated sludge constant. To do this, we can: - either maintain the constant concentration in the basin but multiply by a factor k the volume of the treatment basin; - either keep the pool volume constant by increasing the concentration of
boues dans le bassin.sludge in the basin.
Dans le cas du traitement de la pollution carbonée et azotée par boues activées dites " faible charge ", ou " aération prolongée ", qui réclament des âges de boues conséquents et donc de grands volumes de bassin, la dépense résultant du besoin d'augmenter la taille des bassins par un facteur k de l'ordre de 3, par exemple, est très importante, et peut diminuer considérablement l'intérêt économique de la réduction de In the case of the treatment of carbonaceous and nitrogenous pollution by activated sludge known as "low charge", or "prolonged aeration", which require substantial mud ages and therefore large volumes of basin, the expense resulting from the need to increase the size of the basins by a factor k of the order of 3, for example, is very large, and can considerably reduce the economic benefit of reducing
production de boues.sludge production.
Une méthode a été décrite pour conserver un âge de boues suffisant dans le système sans augmenter sensiblement le volume du bassin de boues activées: cette méthode consiste à extraire l'eau traitée du bassin de boues activées au travers d'une surface membranaire retenant les boues dans le bassin. Il suffit alors d'augmenter la concentration de boues dans le bassin pour maintenir l'âge de boues activées à la valeur souhaitée, compte tenu de la quantité de boues connue "désactivées" quotidiennement par le processus de conditionnement et de réinjection dans le bassin. Il s'agit d'une méthode bien adaptée à de petites unités exigeant une très bonne qualité d'eau de sortie, mais économiquement peu compétitive pour une utilisation dans de grandes unités de traitement. L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé permettant de diminuer la quantité des boues en excès produites classiquement lors d'un traitement biologique des eaux ne présentant pas les inconvénients ci-dessus mentionnés des A method has been described for keeping a sufficient age of sludge in the system without appreciably increasing the volume of the activated sludge tank: this method consists in extracting the treated water from the activated sludge tank through a membrane surface retaining the sludge in the basin. It then suffices to increase the concentration of sludge in the basin to maintain the age of activated sludge at the desired value, taking into account the quantity of known sludge "deactivated" daily by the conditioning and reinjection process in the basin. It is a method well suited to small units requiring very good quality of leaving water, but economically uncompetitive for use in large treatment units. The objective of the present invention is to propose a method making it possible to reduce the amount of excess sludge conventionally produced during a biological treatment of water which does not have the above-mentioned drawbacks of
procédés de l'état de la technique. state of the art processes.
Notamment un objectif de la présente invention est de proposer un tel procédé permettant de réduire à un minimum le besoin d'augmenter la taille des installations de traitement des pollutions carbonées et/ou azotées et/ou phosphatées, tout en maintenant dans le système de traitement des boues en quantité et qualité compatibles avec les In particular, an objective of the present invention is to propose such a method making it possible to reduce to a minimum the need to increase the size of installations for treating carbon and / or nitrogen and / or phosphate pollution, while maintaining the treatment system. sludge in quantity and quality compatible with
objectifs de traitement requis.treatment goals required.
Un autre objectif de la présente invention est de décrire un tel procédé permettant, dans certaines conditions, de ne pas générer d'excès de boues biologiques produites d'ordinaire par les procédés de l'état de la technique, c'est-à-dire offrant l'opportunité de Another objective of the present invention is to describe such a process making it possible, under certain conditions, not to generate an excess of biological sludge ordinarily produced by the processes of the state of the art, that is to say say offering the opportunity to
supprimer complètement la production de boues en excès. completely eliminate the production of excess sludge.
Encore un autre objectif de la présente invention est de divulguer des installations Yet another object of the present invention is to disclose installations
pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. for the implementation of such a method.
Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui concerne un procédé de traitement d'un effluent en vue de son épuration comprenant au moins une étape de traitement biologique conduisant à la production de boues biologiques, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la biomasse utilisée lors de ladite étape de traitement biologique est fixée sur un support et en ce qu'il comprend au moins une étape consistant à faire subir à au moins une partie desdites boues provenant de ladite étape de traitement biologique un conditionnement visant à améliorer leur biodégradabilité et une étape consistant à réacheminer les boues ainsi conditionnées These various objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved thanks to the invention which relates to a process for treating an effluent with a view to its purification comprising at least one step of biological treatment leading to the production of biological sludge, characterized in that at least part of the biomass used during said biological treatment step is fixed on a support and in that it comprises at least one step consisting in subjecting at least a part of said sludge from said biological treatment step, packaging aimed at improving their biodegradability and a step consisting in re-routing the sludges thus conditioned
vers ladite étape de traitement biologique. towards said biological treatment step.
L'invention consiste donc à combiner l'utilisation d'un procédé de traitement biologique comportant au moins une étape de traitement à biomasse fixée sur un matériau 1 5 support avec un traitement améliorant la biodégradabilité des boues, effectué sur tout ou The invention therefore consists in combining the use of a biological treatment process comprising at least one biomass treatment step fixed on a support material with a treatment improving the biodegradability of the sludge, carried out on all or
partie des boues quittant le système ou durant leur recyclage. part of the sludge leaving the system or during its recycling.
Cette combinaison permet de maintenir dans l'étape à biomasse fixée un âge de boues conforme aux exigences du traitement, sans affecter ces boues fixées par le conditionnement appliqué aux boues "libres", c'est-à- dire les boues non fixées et les This combination makes it possible to maintain a sludge age in accordance with the treatment requirements in the fixed biomass stage, without affecting this sludge fixed by the conditioning applied to "free" sludge, that is to say the unbound sludge and the
boues excédentaires éliminées lors des lavages. excess sludge removed during washing.
Préférentiellement, ladite étape de conditionnement est choisie dans le groupe constituée par: les traitements thermiques avec ou sans injection d'oxygène, les traitements de désintégration mettant en oeuvre des moyens mécaniques et/ou des ultrasons, les traitements d'oxydation mettant en oeuvre de l'ozone et/ou du peroxyde Preferably, said conditioning step is chosen from the group consisting of: heat treatments with or without oxygen injection, disintegration treatments using mechanical means and / or ultrasound, oxidation treatments using ozone and / or peroxide
d'hydrogène, les traitements d'hydrolyse acide ou basique. hydrogen, acid or basic hydrolysis treatments.
Egalement préférentiellement, ladite biomasse fixée est mise en oeuvre dans au moins un dispositif choisi dans le groupe constitué par les biofiltres (tels que notamment ceux commercialisés par la Déposante sous les dénominations Biocarbone, Biostyr, B2A), les lits bactériens, les lits fluidisés (tel que celui commercialisé par la Déposante sous la dénomination Biolift), les dispositifs à support flottant dans lesquels l'on ajoute Also preferably, said fixed biomass is used in at least one device chosen from the group consisting of biofilters (such as in particular those marketed by the Applicant under the names Biocarbon, Biostyr, B2A), bacterial beds, fluidized beds ( such as that marketed by the Applicant under the name Biolift), floating support devices in which we add
un matériau flottant support dans une boue activée. a floating support material in an activated sludge.
Selon une variante intéressante de l'invention, le procédé inclut une étape de nitrification dudit effluent mettant en oeuvre une biomasse fixée et une ou plusieurs autres According to an advantageous variant of the invention, the method includes a step of nitrifying said effluent using a fixed biomass and one or more other
étapes de traitement biologiques mettant en oeuvre une biomasse libre. biological treatment steps using free biomass.
Dans une telle version préférée, l'invention combine l'utilisation d'une étape de traitement de nitrification par bactéries fixées à une ou des étapes de dénitrification et/ou de traitement de la pollution carbonée par bactéries libres, du type boue activée anoxique, In such a preferred version, the invention combines the use of a nitrification treatment step with bacteria attached to one or more denitrification steps and / or treatment of carbon pollution by free bacteria, of the anoxic activated sludge type,
par exemple, avec ou sans, mais de préférence sans, étape de décantation primaire. for example, with or without, but preferably without, primary decantation step.
Cette version présente l'avantage d'optimiser le coût du système de traitement en This version has the advantage of optimizing the cost of the processing system by
ne fixant sur un système à biomasse fixée - plus onéreux que le système à boues activées- not fixing on a fixed biomass system - more expensive than the activated sludge system -
que les bactéries autotrophes nitrifiantes, qui exigent un âge de boues conséquent mais ne produisent que peu de boues, tandis que les boues hétérotrophes dénitrifiantes et/ou traitant la pollution carbonée - qui constituent l'essentiel de la production de boues du système - sont maintenues dans un système de type boues activées de taille relativement faible du fait des forts taux de croissance de ce type de boues, et dont l'augmentation de that autotrophic nitrifying bacteria, which require a consistent sludge age but produce little sludge, while heterotrophic denitrifying and / or treating carbon pollution sludge - which constitute the main production of sludge in the system - are maintained in a relatively small size activated sludge type system due to the high growth rates of this type of sludge, and the increase in
taille restera relativement peu onéreuse. pruning will remain relatively inexpensive.
Seules sont alors traitées les boues nitrifiantes en excès, et tout ou partie des Only excess nitrifying sludge is then treated, and all or part of the
boues activées recyclées.recycled activated sludge.
Cette version présente également l'avantage imprévu, en maintenant des temps de séjour hydrauliques assez importants dans le système, de permettre une meilleure biodégradation des boues conditionnées dans la cuve de boues activées avant leur passage This version also has the unforeseen advantage, by maintaining fairly long hydraulic residence times in the system, of allowing better biodegradation of the sludge conditioned in the tank of activated sludge before it passes
sur le dispositif nitrifiant à biomasse fixée. on the fixed biomass nitrifying device.
Dans une variante présentant l'avantage de maintenir la continuité du procédé, les In a variant having the advantage of maintaining the continuity of the process, the
bactéries nitrifiantes sont fixées sur un matériau placé en fluidisation. nitrifying bacteria are fixed on a material placed in fluidization.
Dans une variante permettant de filtrer les eaux avant rejet, la zone anoxie et le clarificateur sont suivis d'un biofiltre nitrifiant. Une partie des boues anoxiques du clarificateur est conditionnée avant recyclage, ainsi que tout ou partie des eaux de lavage In a variant allowing the water to be filtered before discharge, the anoxic zone and the clarifier are followed by a nitrifying biofilter. Part of the anoxic sludge from the clarifier is conditioned before recycling, as well as all or part of the washing water.
de l'étape de biofiltration nitrifiante. from the nitrifying biofiltration stage.
Dans une variante bien adaptée à la réhabilitation d'installations existantes, on fixera les bactéries nitrifiantes sur un matériau support flottant dans le bassin de boues activées. Selon une variante, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de dénitrification par biomasse libre, une étape de clarification de la liqueur mixte provenant de ladite étape de dénitrification, une étape de nitrification de l'effluent clarifié grâce à une biomasse fixée, une étape de recyclage des nitrates vers ladite étape de dénitrification et une étape de conditionnement d'au moins une partie des boues provenant de ladite étape de clarification ainsi qu'éventuellement d'au moins une partie des boues nitrifiantes en In a variant well suited to the rehabilitation of existing installations, the nitrifying bacteria will be fixed on a floating support material in the activated sludge tank. According to a variant, the method according to the invention can comprise a denitrification step by free biomass, a step of clarification of the mixed liquor coming from said denitrification step, a step of nitrification of the clarified effluent thanks to a fixed biomass, a step of recycling the nitrates to said denitrification step and a step of conditioning at least a portion of the sludge from said clarification step as well as optionally at least a portion of the nitrifying sludge
excès provenant de ladite étape de nitrification (boues de lavage). excess from said nitrification step (washing sludge).
Selon une autre variante, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de dénitrification de l'effluent par biomasse libre, une étape de nitrification de la liqueur mixte provenant de ladite étape de dénitrification dans un réacteur aéré mettant en oeuvre une biomasse fixée, une étape de recyclage d'une partie de la liqueur mixte provenant de ladite étape de nitrification vers ladite étape de dénitrification, une étape de clarification d'une autre partie de la liqueur mixte provenant de ladite étape de nitrification, une étape de conditionnement d'au moins une partie des boues provenant de ladite étape de clarification et une étape de recyclage des boues conditionnées vers ladite étape de dénitrification. Selon une autre variante, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de dénitrification de l'effluent dans un réacteur mettant en oeuvre une biomasse fixée, une étape de nitrification de la liqueur mixte provenant de ladite étape de dénitrification dans un réacteur aéré mettant en oeuvre une biomasse fixée, une étape de recyclage d'une partie de la liqueur mixte provenant de ladite étape de nitrification vers ladite étape de dénitrification, une étape de conditionnement d'au moins une partie des boues provenant de ladite étape de dénitrification et de ladite étape de nitrification, et une étape de recyclage According to another variant, the method according to the invention can comprise a step of denitrification of the effluent by free biomass, a step of nitrification of the mixed liquor originating from said denitrification step in an aerated reactor using a fixed biomass, a step of recycling part of the mixed liquor from said nitrification step to said denitrification step, a step of clarifying another part of the mixed liquor from said nitrification step, a packaging step of at least part of the sludge from said clarification step and a step of recycling the conditioned sludge to said denitrification step. According to another variant, the method according to the invention may comprise a step of denitrification of the effluent in a reactor using a fixed biomass, a step of nitrification of the mixed liquor originating from said denitrification step in an aerated reactor putting using a fixed biomass, a step of recycling part of the mixed liquor from said nitrification step to said denitrification step, a step of conditioning at least part of the sludge from said denitrification step and said nitrification step, and a recycling step
des boues conditionnées vers ladite étape de dénitrification. sludge conditioned to said denitrification step.
Selon encore une autre variante, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de dénitrification de l'effluent dans un réacteur mettant en oeuvre une biomasse fixée, une étape de nitrification de la liqueur mixte provenant de ladite étape de dénitrification dans un réacteur aéré mettant en oeuvre une biomasse fixée, une étape de recyclage d'une partie de la liqueur mixte provenant de ladite étape de nitrification vers ladite étape de dénitrification, une étape de clarification de la liqueur mixte provenant de l'étape de nitrification, une étape de conditionnement d'au moins une partie des boues provenant de ladite étape de clarification, et une étape de recyclage des boues According to yet another variant, the method according to the invention can comprise a step of denitrification of the effluent in a reactor using a fixed biomass, a step of nitrification of the mixed liquor coming from said denitrification step in an aerated reactor using a fixed biomass, a step of recycling part of the mixed liquor coming from said nitrification step towards said denitrification step, a step of clarifying the mixed liquor coming from the nitrification step, a step of conditioning of at least part of the sludge from said clarification step, and a sludge recycling step
conditionnées vers ladite étape de dénitrification. conditioned towards said denitrification step.
Egalement selon une variante, le procédé comprend au moins une étape de traitement biologique anaérobie mise en oeuvre grâce à une biomasse fixée sur lit fixe ou fluidisé, au moins une partie des boues en excès provenant de ladite étape anaérobie étant Also according to a variant, the method comprises at least one step of anaerobic biological treatment implemented using a biomass fixed on a fixed or fluidized bed, at least part of the excess sludge coming from said anaerobic step being
conditionnée avant d'être réacheminée vers ladite étape de traitement biologique. conditioned before being redirected to said biological treatment step.
L'invention concerne également des installations spécialement conçues pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, comprenant au moins un dispositif de traitement biologique mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support, au moins une unité de conditionnement d'au moins une partie des boues provenant dudit dispositif de traitement biologique et des moyens de recyclage des boues conditionnées vers ledit The invention also relates to installations specially designed for implementing the method described above, comprising at least one biological treatment device using a biomass fixed on a support, at least one unit for packaging at least one part of the sludge from said biological treatment device and the means for recycling the conditioned sludge to said
dispositif de traitement biologique. biological treatment device.
Avantageusement, ledit dispositif à biomasse fixée est choisi dans le groupe constitué par les biofiltres, les lits bactériens, les lits fluidisés, les dispositifs à support flottant. Egalement avantageusement, ladite unité de conditionnement est choisie dans le groupe constitué par les unités de traitement thermique avec ou sans injection d'oxygène, les unités de traitement de désintégration mettant en oeuvre des moyens mécaniques et/ou des ultrasons, les unités de traitement d'oxydation mettant en oeuvre de l'ozone et/ou du Advantageously, said fixed biomass device is chosen from the group consisting of biofilters, bacterial beds, fluidized beds, floating support devices. Also advantageously, said conditioning unit is chosen from the group consisting of heat treatment units with or without oxygen injection, the disintegration treatment units using mechanical and / or ultrasound means, the treatment units of oxidation using ozone and / or
peroxyde d'hydrogène, les unités de traitement d'hydrolyse acide ou basique. hydrogen peroxide, acid or basic hydrolysis treatment units.
Selon une variante de l'invention, l'installation comprend au moins un bassin de boues activées mis en oeuvre notamment pour dénitrifier ledit effluent, au moins un clarificateur récupérant la liqueur mixte provenant dudit bassin de boues activées, au moins un dispositif de traitement à biomasse fixée sur un support mis en oeuvre pour nitrifier l'effluent clarifié, des moyens de recyclage de la liqueur mixte provenant dudit dispositif, et au moins une unité de conditionnement d'au moins une partie des boues provenant dudit clarificateur ainsi que des boues nitrifiantes en excès provenant dudit dispositif pour nitrifier l'effluent, et des moyens de recyclage des boues conditionnées According to a variant of the invention, the installation comprises at least one activated sludge pool used in particular to denitrify said effluent, at least one clarifier recovering the mixed liquor coming from said activated sludge pool, at least one treatment device for biomass fixed on a support used to nitrify the clarified effluent, means for recycling the mixed liquor from said device, and at least one unit for conditioning at least part of the sludge from said clarifier as well as nitrifying sludge in excess from said device for nitrifying the effluent, and from the means for recycling the conditioned sludge
vers ledit bassin de boues activées. towards said activated sludge pool.
Selon une autre variante, l'installation comprend au moins un bassin de boues activées mis en oeuvre notamment pour dénitrifier ledit effluent, au moins un dispositif de traitement à biomasse fixée sur un support mis en oeuvre pour nitrifier l'effluent provenant dudit bassin de boues activées, au moins un clarificateur récupérant une partie de la liqueur mixte provenant dudit dispositif de traitement à biomasse fixée, des moyens de recyclage de l'autre partie de la liqueur mixte provenant du dispositif de traitement à biomasse fixée, au moins une unité de conditionnement d'au moins une partie des boues provenant dudit clarificateur, des moyens de recyclage des boues conditionnées vers ledit According to another variant, the installation comprises at least one activated sludge tank used in particular to denitrify said effluent, at least one biomass treatment device fixed on a support used to nitrify the effluent coming from said sludge tank activated, at least one clarifier recovering part of the mixed liquor coming from said fixed biomass treatment device, means for recycling the other part of the mixed liquor coming from the fixed biomass treatment device, at least one packaging unit at least part of the sludge from said clarifier, means for recycling the conditioned sludge to said
bassin de boues activées.activated sludge tank.
Avantageusement, ledit bassin de boues activées comprend au moins une zone Advantageously, said activated sludge pool comprises at least one zone
anoxie, précédée et/ou suivie d'au moins une zone aérée. anoxia, preceded and / or followed by at least one ventilated area.
Egalement avantageusement, ledit bassin de boues activées comprend au moins Also advantageously, said activated sludge pool comprises at least
une zone anaérobie prévue en amont desdites zones aérée(s) et anoxique(s). an anaerobic zone provided upstream of said aerated and anoxic zone (s).
Selon une autre variante, l'installation comprend au moins un premier dispositif de traitement à biomasse fixée sur un support mis en oeuvre pour dénitrifier l'effluent, au moins un second dispositif de traitement à biomasse fixée sur un support mis en oeuvre pour nitrifier l'effluent provenant dudit premier dispositif, des moyens de recyclage d'une partie de la liqueur mixte provenant dudit second dispositif vers ledit premier dispositif, au moins une unité de conditionnement d'au moins une partie des boues provenant dudit second dispositif, et des moyens de recyclage des boues conditionnées vers ledit premier dispositif. Selon encore une autre variante, l'installation comprend au moins un premier dispositif de traitement à biomasse fixée sur un support mis en oeuvre pour dénitrifier l'effluent, au moins un second dispositif de traitement à biomasse fixée sur un support mis en oeuvre pour nitrifier l'effluent provenant dudit premier dispositif, des moyens de recyclage d'une partie de la liqueur mixte provenant dudit second dispositif vers ledit premier dispositif, au moins un clarificateur de la liqueur mixte provenant dudit second dispositif, au moins une unité de conditionnement d'au moins une partie des boues provenant dudit clarificateur, et des moyens de recyclage des boues conditionnées vers According to another variant, the installation comprises at least a first biomass treatment device fixed on a support used to denitrify the effluent, at least a second biomass treatment device fixed on a support used to nitrify the effluent from said first device, means for recycling part of the mixed liquor from said second device to said first device, at least one unit for packaging at least part of the sludge from said second device, and means recycling conditioned sludge to said first device. According to yet another variant, the installation comprises at least a first biomass treatment device fixed on a support used to denitrify the effluent, at least a second biomass treatment device fixed on a support used to nitrify the effluent from said first device, means for recycling part of the mixed liquor from said second device to said first device, at least one clarifier for the mixed liquor from said second device, at least one packaging unit for at least part of the sludge from said clarifier, and means for recycling the conditioned sludge to
ledit premier dispositif.said first device.
Le procédé selon l'invention, ainsi que les différents avantages qu'il présente, The method according to the invention, as well as the various advantages which it presents,
seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre de sept modes de will be more easily understood thanks to the description which follows of seven modes of
réalisation d'installations pour la mise en oeuvre de celui-ci décrites en références aux realization of installations for the implementation thereof described with reference to
figures 1 à 7. Dans cette description, les éléments remplissant des fonctions identiques ou Figures 1 to 7. In this description, the elements fulfilling identical functions or
similaires sont désignés par les même références. similar are designated by the same references.
En référence à la figure 1, l'installation représentée comprend un dispositif 1 de traitement biologique mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support comprenant, de façon classique une alimentation 10 en effluent à épurer, une évacuation 11 de l'effluent traité et une évacuation 12 des boues de lavage qui sont recueillies dans un Referring to Figure 1, the installation shown comprises a biological treatment device 1 using a biomass fixed on a support comprising, conventionally a supply 10 of effluent to be purified, an outlet 11 of the treated effluent and a discharge 12 of the washing sludge which is collected in a
réservoir 13, ainsi que des moyens d'aération 15. reservoir 13, as well as ventilation means 15.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif 1 de traitement biologique mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support est constitué par un biofiltre la, mettant en oeuvre une couche de matériau granulaire plus dense que l'eau. On notera que dans d'autres modes de réalisation, un tel biofiltre pourra présenter une ou plusieurs couches In this embodiment, the biological treatment device 1 using a biomass fixed on a support is constituted by a biofilter la, using a layer of granular material more dense than water. Note that in other embodiments, such a biofilter may have one or more layers
de matériaux granulaires de densités inférieures ou supérieures à celle de l'eau. granular materials with densities lower or higher than that of water.
L'installation comprend par ailleurs une unité 2 de conditionnement d'une partie ou de la totalité des boues provenant du réservoir 13 utilisé pour augmenter la biodégradabilité de ces boues et des moyens de recyclage 3 permettant de recycler les boues ainsi conditionnées dans le biofiltrela. Une canalisation 14 est prévue pour acheminer une partie des boues provenant du réservoir 13 directement (sans traitement de The installation also includes a unit 2 for conditioning part or all of the sludge from the reservoir 13 used to increase the biodegradability of this sludge and recycling means 3 making it possible to recycle the sludge thus conditioned in the biofiltrela. A pipe 14 is provided for conveying part of the sludge coming from the tank 13 directly (without treatment of
conditionnement) vers le biofiltre la en cas de besoin. conditioning) to the biofilter if necessary.
En référence à la figure 2, l'installation représentée comprend un dispositif 1 de traitement biologique mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support comprenant, de façon classique une alimentation 10 en effluent à épurer et une évacuation 16 de la Referring to Figure 2, the installation shown comprises a biological treatment device 1 using a biomass fixed on a support comprising, conventionally a supply 10 of effluent to be purified and an evacuation 16 of the
liqueur mixte provenant de ce dispositif. mixed liquor from this device.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif 1 de traitement biologique mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support est constitué par un bassin de boues activées lc dans lequel la biomasse est fixée sur un matériau flottant constitué par des cubes de mousse flottant dans le bassin. Ce bassin de boues activées est pourvu de moyens In this embodiment, the biological treatment device 1 using a biomass fixed on a support is constituted by a basin of activated sludge lc in which the biomass is fixed on a floating material constituted by cubes of foam floating in the basin . This activated sludge tank is provided with means
d'aération 15.ventilation 15.
L'installation représentée comprend par ailleurs un clarificateur 5 dans lequel la liqueur mixte provenant du bassin lc est envoyée par une canalisation 16, afin d'en séparer les boues en excès et l'effluent traité. Les boues en excès provenant du clarificateur 5 sont conditionnées dans une unité de conditionnement 2 avant d'être recyclées dans le bassin lc par des moyens de recyclage 3. Une canalisation 14 est également prévue pour acheminer une partie des boues provenant du clarificateur 5 The installation shown also includes a clarifier 5 in which the mixed liquor from the basin lc is sent through a pipe 16, in order to separate the excess sludge and the treated effluent. The excess sludge from the clarifier 5 is conditioned in a conditioning unit 2 before being recycled into the basin lc by recycling means 3. A pipe 14 is also provided for conveying a portion of the sludge from the clarifier 5
directement (sans traitement de conditionnement) vers le bassin lc en cas de besoin. directly (without conditioning treatment) to the LC basin if necessary.
En référence à la figure 3, l'installation représentée comprend un bassin de boues activées 4 à biomasse libre comprenant une alimentation 10 en effluent à traiter et une évacuation 16 d'une partie de la liqueur mixte. Un tel bassin est utilisé pour dénitrifier l'effluent et à ce titre comprend une zone anoxique et une boucle de recirculation 6 d'une With reference to FIG. 3, the installation shown comprises a pool of activated sludge 4 with free biomass comprising a supply 10 of effluent to be treated and an evacuation 16 of part of the mixed liquor. Such a basin is used to denitrify the effluent and as such comprises an anoxic zone and a recirculation loop 6 of a
autre partie de la liqueur mixte.another part of the mixed liquor.
L'installation comprend par ailleurs un clarificateur 5 dans lequel une partie de la liqueur mixte provenant du bassin de dénitrification 4 est envoyée par une canalisation 16, afin d'en séparer les boues en excès et l'effluent. Les boues en excès provenant du clarificateur 5 sont conditionnées dans une unité de conditionnement 2 avant d'être recyclées dans le bassin de dénitrification 4 par des moyens de recyclage 3. Une canalisation 14 est également prévue pour acheminer une partie des boues provenant du clarificateur 5 directement (sans traitement de conditionnement) vers le bassin 4 en cas de besoin. L'installation comprend également un dispositif 1 de traitement biologique mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support dans lequel est acheminé l'effluent provenant du clarificateur 5. Un tel dispositif permet de nitrifier l'effluent et à ce titre est pourvu de moyens d'aération. Dans ce mode de réalisation, le dispositif 1 de traitement biologique mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support est constitué par un biofiltre la, mettant en oeuvre une couche de matériau granulaire. Une canalisation 20 est prévue pur acheminer les boues de lavage provenant de ce dispositif vers l'unité de The installation also includes a clarifier 5 in which part of the mixed liquor from the denitrification tank 4 is sent through a pipe 16, in order to separate the excess sludge and the effluent therefrom. The excess sludge from the clarifier 5 is conditioned in a conditioning unit 2 before being recycled into the denitrification tank 4 by recycling means 3. A pipe 14 is also provided for transporting part of the sludge from the clarifier 5 directly (without conditioning treatment) to pool 4 if necessary. The installation also includes a biological treatment device 1 using a biomass fixed on a support in which the effluent from the clarifier is conveyed. Such a device makes it possible to nitrify the effluent and as such is provided with means for 'aeration. In this embodiment, the device 1 for biological treatment using a biomass fixed on a support consists of a biofilter 1a, using a layer of granular material. A line 20 is provided for conveying the washing sludge from this device to the
conditionnement 2.conditioning 2.
En référence à la figure 4, l'installation représentée est identique à celle décrite en référence à la figure 3 sauf en ce que le dispositif mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support est constitué par un réacteur lb mettant en oeuvre un matériau granulaire fluidisé par injection d'air (comme le réacteur commercialisé sous la marque BIOLIFT par With reference to FIG. 4, the installation shown is identical to that described with reference to FIG. 3 except that the device using a biomass fixed on a support consists of a reactor 1b using a fluidized granular material by air injection (like the reactor marketed under the BIOLIFT brand by
la Déposante ou tout autre réacteur similaire). the Applicant or any other similar reactor).
En référence à la figure 5, l'installation représentée comprend un bassin de boues activées 4 à biomasse libre comprenant une alimentation 10 en effluent à traiter et une évacuation 16 de la liqueur mixte. Un tel bassin est utilisé pour dénitrifier l'effluent et à ce With reference to FIG. 5, the installation shown comprises a pool of activated sludge 4 with free biomass comprising a supply 10 of effluent to be treated and an evacuation 16 of the mixed liquor. Such a basin is used to denitrify the effluent and at this
titre comprend une zone anoxique.title includes an anoxic zone.
L'installation comprend également un dispositif 1 de traitement biologique mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support dans lequel est acheminée la liqueur mixte provenant du bassin de dénitrification 4. Un tel dispositif permet de nitrifier l'effluent et, à ce titre est pourvu de moyens d'aération et d'une boucle de recirculation 6a d'une partie de la liqueur mixte en tête du bassin 4. Dans ce mode de réalisation, le dispositif 1 de traitement biologique mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support est constitué par un réacteur lb mettant en oeuvre un matériau granulaire fluidisé par injection d'air, comme réalisé dans le réacteur BIOLIFT de la Déposante ou part tout autre moyen similaire. L'installation comprend par ailleurs un clarificateur 5 dans lequel l'autre partie de la liqueur mixte provenant du bassin de dénitrification 4 est envoyée, afin d'en séparer les boues en excès et l'effluent épuré. Les boues en excès provenant du clarificateur 5 sont conditionnées dansune unité de conditionnement 2 avant d'être recyclées dans le bassin de dénitrification par des moyens de recyclage 3. Une canalisation 14 est prévue pour acheminer une partie des boues provenant du clarificateur 5 directement (sans traitement The installation also includes a biological treatment device 1 using a biomass fixed on a support in which the mixed liquor from the denitrification tank 4 is routed. Such a device makes it possible to nitrify the effluent and, as such, is provided aeration means and a recirculation loop 6a of part of the mixed liquor at the head of the tank 4. In this embodiment, the device 1 for biological treatment using a biomass fixed on a support consists by a reactor 1b using a granular material fluidized by air injection, as produced in the BIOLIFT reactor of the Applicant or by any other similar means. The installation also includes a clarifier 5 into which the other part of the mixed liquor from the denitrification tank 4 is sent, in order to separate the excess sludge and the purified effluent. The excess sludge from the clarifier 5 is conditioned in a conditioning unit 2 before being recycled into the denitrification tank by recycling means 3. A pipe 14 is provided for conveying a portion of the sludge coming from the clarifier 5 directly (without treatment
de conditionnement) vers le bassin 4 en cas de besoin. conditioning) to pool 4 if necessary.
On notera que la zone anoxie des bassins de dénitrification 4 incluse dans les installations représentées en référence aux figures 3 à 5, pourra être précédée et/ou suivie d'au moins une zone aérée et précédée d'au moins un zone anaérobie, avec les recyclages nécessaires de liqueur mixte En référence à la figure 6, l'installation représentée comprend un premier dispositif mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support et constitué par un biofiltre ld mettant en oeuvre une couche de matériau granulaire. Un tel biofiltre ld est utilisé pour dénitrifier l'effluent. L'installation comprend également un second biofiltre la mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support dans lequel est acheminé l'effluent provenant du premier biofiltre ld. Un tel biofiltre la permet de nitrifier l'effluent et à ce titre est pourvu de moyens d'aération. Les boues en excès provenant du premier biofiltre ld et du second biofiltre la sont conditionnées dans une unité de conditionnement 2 avant d'être recyclées dans le premier biofiltre ld par des moyens de recyclage 3. Une canalisation 14 est également prévue pour acheminer une partie des boues provenant du second biofiltre la directement It will be noted that the anoxic zone of the denitrification basins 4 included in the installations shown with reference to FIGS. 3 to 5, may be preceded and / or followed by at least one aerated zone and preceded by at least one anaerobic zone, with the necessary recycling of mixed liquor With reference to FIG. 6, the installation shown comprises a first device using a biomass fixed on a support and consisting of a biofilter ld using a layer of granular material. Such a biofilter ld is used to denitrify the effluent. The installation also comprises a second biofilter using it a biomass fixed on a support in which the effluent from the first biofilter ld is routed. Such a biofilter allows it to nitrify the effluent and as such is provided with aeration means. The excess sludge coming from the first biofilter ld and from the second biofilter la is conditioned in a conditioning unit 2 before being recycled into the first biofilter ld by recycling means 3. A pipe 14 is also provided for transporting part of the sludge from the second biofilter directly
(sans traitement de conditionnement) vers le premier biofiltre ld en cas de besoin. (without conditioning treatment) to the first ld biofilter if necessary.
En référence à la figure 7, l'installation représentée comprend un premier dispositif mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un support et constitué par un dispositif à lit fluidisé le mettant en oeuvre une couche de matériau granulaire. Un tel dispositif à lit fluidisé est utilisé pour dénitrifier l'effluent. L'installation comprend 1i5 également un second dispostif à lit fluidisé lb mettant en oeuvre une biomasse fixée sur un matériau granulaire dans lequel est acheminé l'effluent provenant du premier dispositif à lit fluidisé le. Un tel dispositif lb permet de nitrifier l'effluent et à ce titre est pourvu de moyens d'aération. Une partie de la liqueur mixte provenant de la nitrification est recyclée Referring to FIG. 7, the installation shown comprises a first device using a biomass fixed on a support and constituted by a fluidized bed device using it a layer of granular material. Such a fluidized bed device is used to denitrify the effluent. The installation also comprises a second fluidized bed device 1b employing a biomass fixed on a granular material in which the effluent coming from the first fluidized bed device 1c is routed. Such a device 1b makes it possible to nitrify the effluent and as such is provided with ventilation means. Part of the mixed liquor from nitrification is recycled
en dénitrification par une canalisation 6a. in denitrification by a pipe 6a.
L'installation comprend également un clarificateur 5 prévu à la sortie du second dispositif à lit fluidisé lb. Les boues provenant de ce clarificateur 5 sont conditionnées dans une unité de conditionnement 2 avant d'être recyclées dans le premier dispositif à lit fluidisé le par des moyens de recyclage 3. Une canalisation 14 est également prévue pour acheminer une partie des boues provenant du second biofiltre la directement (sans traitement de The installation also includes a clarifier 5 provided at the outlet of the second fluidized bed device 1b. The sludge from this clarifier 5 is conditioned in a conditioning unit 2 before being recycled into the first fluidized bed device 1a by recycling means 3. A line 14 is also provided for conveying part of the sludge from the second directly biofilter it (without treatment of
conditionnement) vers le premier biofiltre ld en cas de besoin. conditioning) to the first biofilter ld if necessary.
Les modes de réalisation des installations décrits dans les exemples cidessus n'ont par pour objet de réduire la portée de l'invention. I1 pourra donc y être apporté de The embodiments of the installations described in the examples above are not intended to reduce the scope of the invention. It can therefore be brought there from
nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. numerous modifications without departing from the framework thereof.
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