FR3153344A1

FR3153344A1 - Water treatment and recycling device

Info

Publication number: FR3153344A1
Application number: FR2310219A
Authority: FR
Inventors: Romain SALZA
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-09-26
Filing date: 2023-09-26
Publication date: 2025-03-28
Also published as: WO2025068331A1

Abstract

« Dispositif de traitement et de recyclage d’eau » Capteur de traitement et de recyclage d’eau comprenant une cuve comprenant des micro-organismes aptes à opérer une digestion anaérobie, d’au moins une partie, du phosphore et/ou de l’azote contenus dans l’eau à traiter, une cuve comprenant des micro-organismes aptes à opérer une digestion aérobie, d’au moins une partie, des matières organiques contenues dans l’eau à traiter, un réservoir de stockage d’une eau traitée après le traitement aérobie. Le dispositif de traitement comprend des moyens pour opérer une circulation de l’eau à traiter depuis la cuve anaérobie vers la cuve aérobie, un moyen de filtration comprenant une membrane de filtration immergée, dans la cuve aérobie, dont un seuil de coupure est inférieur à 0,1 µm, et des moyens de pompage agencés pour permettre une circulation de l’eau traitée, à travers la membrane de filtration immergée, depuis la cuve aérobie vers le réservoir de stockage, et un moyen d’injection de gaz agencé pour injecté de l’air ambiant, au contact de la membrane de filtration immergée, dans la cuve aérobie. Le dispositif est agencé pour qu’un ratio entre un volume de la cuve aérobie et un volume de la cuve anaérobie soit compris entre 15 et 0,15. Figure pour l’abrégé : Figure 1 "Water treatment and recycling device" A water treatment and recycling sensor comprising a tank containing microorganisms capable of anaerobic digestion of at least a portion of the phosphorus and/or nitrogen contained in the water to be treated, a tank containing microorganisms capable of aerobic digestion of at least a portion of the organic matter contained in the water to be treated, and a storage tank for treated water after aerobic treatment. The treatment device comprises means for circulating the water to be treated from the anaerobic tank to the aerobic tank, a filtration means comprising a filtration membrane immersed in the aerobic tank, the cutoff threshold of which is less than 0.1 µm, and pumping means arranged to allow circulation of the treated water, through the immersed filtration membrane, from the aerobic tank to the storage tank, and a gas injection means arranged to inject ambient air, in contact with the immersed filtration membrane, into the aerobic tank. The device is arranged so that a ratio between a volume of the aerobic tank and a volume of the anaerobic tank is between 15 and 0.15. Figure for abstract: Figure 1

Description

Water treatment and recycling device

La présente invention concerne le domaine du traitement des eaux usées et du recyclage de l’eau.The present invention relates to the field of wastewater treatment and water recycling.

L’invention porte sur le traitement des eaux usées des habitations, des embarcations, en particulier maritimes, fluviales ou autres habitats flottants, ainsi que des containers ou unités mobiles diverses.The invention relates to the treatment of wastewater from homes, boats, in particular maritime, river or other floating habitats, as well as containers or various mobile units.

L’invention porte également sur le traitement des eaux usées provenant des sites industriels, agricoles ou des stations d’épurations.The invention also relates to the treatment of wastewater from industrial and agricultural sites or treatment plants.

State of the prior art

Les rejets d'eaux usées dans l’environnement participent à l’eutrophisation des cours d’eau et au développement d’algues entraînant la mort d’organismes vivants. Ces rejets occasionnent également des dommages sur les navires et les infrastructures immergées ainsi que des blocages de la navigation.Wastewater discharges into the environment contribute to the eutrophication of waterways and the growth of algae, leading to the death of living organisms. These discharges also cause damage to ships and submerged infrastructure, as well as blockages to navigation.

Les rejets d’eaux usées constituent également un risque sanitaire lié à la présence d’agents pathogènes induites, tels que des bactéries, virus et parasites. Les perturbateurs endocriniens, comme les résidus de médicaments ou métaux lourds, dans les eaux de surfaces, sur le littoral ou dans les lacs et fleuves, mais également dans l'eau potable à travers les réseaux d'alimentation et les nappes phréatiques également contaminées.Wastewater discharge also poses a health risk due to the presence of pathogens such as bacteria, viruses, and parasites. Endocrine disruptors, such as drug residues or heavy metals, are found in surface water, on the coast, in lakes and rivers, and also in drinking water through supply networks and groundwater, which are also contaminated.

Aussi, la gestion des eaux usées au niveau terrestre, portuaire ou maritime est une problématique grandissante et un enjeu écologique important. Parmi les déchets produits, les eaux usées (eaux noires, grises ou issues de procédés) générées localement ou pompées à partir de différentes sources (dont les navires) représentent un volume journalier de plusieurs milliers de mètres cubes.Wastewater management at land, port, and maritime levels is also a growing problem and a major ecological issue. Among the waste produced, wastewater (black water, gray water, or process water) generated locally or pumped from various sources (including ships) represents a daily volume of several thousand cubic meters.

Les contraintes réglementaires évoluant, le volume présent à traiter ne cesse d’augmenter. En effet, si autrefois, les eaux usées étaient déversées dans les cours d’eau ou en mer, de nouvelles normes imposent la rétention et ou le traitement sur site.As regulatory constraints evolve, the volume of wastewater to be treated continues to increase. While wastewater was previously discharged into rivers or the sea, new standards require on-site retention and/or treatment.

Dans les systèmes de l’état de l’art, lorsque les bâtiments ne sont pas reliés au tout à l’égout, ils sont équipés de fosses toutes eaux ou microstations, les embarcations elles, sont équipées de cuves de récupération des eaux noires (eaux-vannes) et vidangées dans des stations portuaires dédiées lorsque ces infrastructures existent. Dans les embarcations, en raison du peu de place à bord, aucun système de l’état de l’art ne permet de traiter l’eau à bord.In state-of-the-art systems, when buildings are not connected to the sewer system, they are equipped with septic tanks or micro-stations, while boats are equipped with black water recovery tanks (sewage) and emptied in dedicated port stations when these infrastructures exist. In boats, due to the limited space on board, no state-of-the-art system allows water to be treated on board.

Les systèmes actuels présentent plusieurs inconvénients. Au niveau terrestre, la place nécessaire pour épandre les eaux usées prétraitées est importante, la qualité du traitement est limitée et l’eau rejeté est perdue.Current systems have several drawbacks. On land, the space required to spread pre-treated wastewater is large, the quality of treatment is limited, and the discharged water is wasted.

En outre, les fosses septiques ou microstations équipant les maisons individuelles ne permettent pas d’obtenir une eau traitée présentant une qualité suffisante afin d’être réutilisée.Furthermore, septic tanks or micro-stations fitted to individual houses do not provide treated water of sufficient quality for reuse.

Dans les embarcations, il n’est plus possible d’utiliser les infrastructures lorsque les cuves arrivent à saturation. Certains bâtiments ou navires sont équipés de toilettes sèches afin de ne pas générer d’eaux noires. Ces systèmes présentent également plusieurs inconvénients, il faut toujours traiter les eaux grises (douches) et grasses (issues des cuisines). De plus la mise en œuvre de toilettes sèches présente aussi certains inconvénients en cas de saturation. En effet :

vider le contenu hors des zones prévues à cet effet est interdit,
vider le contenu à la poubelle, sous quelle que forme qu’il soit, est interdit,
le compostage présente des risques, en particulier sanitaires,
le contenu des toilettes sèches, trop dense et sec, ne peut être confié aux stations de pompage à eaux noires ou être déversé au réseau de tout à l’égout.

On boats, it is no longer possible to use the infrastructure when the tanks become saturated. Some buildings or ships are equipped with dry toilets to avoid generating black water. These systems also have several drawbacks: gray water (showers) and greasy water (from kitchens) must always be treated. Furthermore, the implementation of dry toilets also has certain disadvantages in the event of saturation. Indeed:

emptying the contents outside the areas provided for this purpose is prohibited,
emptying the contents into the trash, in whatever form, is prohibited,
Composting presents risks, particularly health risks,
the contents of dry toilets, being too dense and dry, cannot be entrusted to black water pumping stations or discharged into the sewer system.

Les systèmes de l’état de l’art offrent peu, voire pas, de flexibilité. Ils sont conçus pour une application spécifique et ne tolèrent pas les changements de conditions d’utilisation. En outre, les systèmes de l’état de l’art sont commercialisés avec leur modèle spécifique de cuve.State-of-the-art systems offer little or no flexibility. They are designed for a specific application and do not tolerate changes in operating conditions. Furthermore, state-of-the-art systems are marketed with their specific tank model.

Ainsi, il n’existe pas aujourd’hui de dispositif de traitement permettant le recyclage complet des eaux usées par un même dispositif.Therefore, there is currently no treatment device that allows the complete recycling of wastewater using a single device.

Un but de l’invention est, en outre, de proposer un dispositif de traitement et de recyclage d’eau :
- permettant de résoudre, au moins en partie, les inconvénients des dispositifs de l’état de l’art, et/ou
- flexible et/ou modulable permettant une gestion autonome des eaux grises et noires et/ou pluviale, et/ou
- permettant un recyclage complet de l’eau traitée, et/ou
- permettant de traiter et/ou de recycler des eaux usées quel que soit le lieu de traitement et, et/ou
- peu coûteux et/ou permettant de s’affranchir, autant que possible, des systèmes de gestion, contrôle et suivi en temps réel du traitement, en particulier dans les unités de traitement biologiques des eaux, et/ou
- compact.An aim of the invention is, in addition, to propose a device for treating and recycling water:
- enabling the resolution, at least in part, of the disadvantages of state-of-the-art devices, and/or
- flexible and/or modular allowing autonomous management of grey and black water and/or rainwater, and/or
- allowing complete recycling of treated water, and/or
- allowing the treatment and/or recycling of wastewater regardless of the treatment location and, and/or
- inexpensive and/or allowing, as far as possible, the elimination of management, control and real-time monitoring systems for treatment, particularly in biological water treatment units, and/or
- compact.

Presentation of the invention

A cet effet, il est proposé un dispositif de traitement et de recyclage d’eau, dit dispositif de traitement, comprenant, dans un sens de circulation de l’eau à traiter dans ledit dispositif :

une cuve, dite cuve anaérobie, comprenant des micro-organismes aptes à opérer une digestion anaérobie, d’au moins une partie, du phosphore et/ou de l’azote contenus dans l’eau à traiter,
une cuve, dite cuve aérobie, comprenant des micro-organismes aptes à opérer une digestion aérobie, d’au moins une partie, des matières organiques contenues dans l’eau à traiter,
un réservoir de stockage d’une eau traitée après le traitement aérobie, et
des moyens pour opérer une circulation de l’eau à traiter depuis la cuve anaérobie vers la cuve aérobie.

For this purpose, a water treatment and recycling device is proposed, called a treatment device, comprising, in a direction of circulation of the water to be treated in said device:

a tank, called an anaerobic tank, comprising microorganisms capable of carrying out anaerobic digestion of at least part of the phosphorus and/or nitrogen contained in the water to be treated,
a tank, called an aerobic tank, comprising microorganisms capable of carrying out aerobic digestion of at least part of the organic matter contained in the water to be treated,
a storage tank for treated water after aerobic treatment, and
means for circulating the water to be treated from the anaerobic tank to the aerobic tank.

Le dispositif de traitement comprend un moyen de filtration comprend :

une membrane de filtration immergée, dans la cuve aérobie, dont un seuil de coupure est inférieur à 0,1 µm,
des moyens de pompage agencés pour permettre une circulation de l’eau traitée, à travers la membrane de filtration immergée, depuis la cuve aérobie vers le réservoir de stockage.

The treatment device comprises a filtration means comprising:

a filtration membrane immersed in the aerobic tank, with a cut-off threshold of less than 0.1 µm,
pumping means arranged to allow circulation of the treated water, through the submerged filtration membrane, from the aerobic tank to the storage tank.

Le moyen de filtration selon l’invention permet de s’affranchir de clarificateur.The filtration means according to the invention makes it possible to do without a clarifier.

De préférence, la cuve anaérobie est, en outre, agencée pour opérer une décantation primaire des matières décantables.Preferably, the anaerobic tank is, in addition, arranged to carry out primary decantation of the decantable materials.

Le dispositif de traitement comprend un moyen d’injection de gaz agencé pour injecté de l’air ambiant, au contact de la membrane de filtration immergée, dans la cuve aérobie.The treatment device comprises a gas injection means arranged to inject ambient air, in contact with the submerged filtration membrane, into the aerobic tank.

De préférence, le dispositif de traitement est agencé pour qu’un ratio entre un volume de la cuve aérobie et un volume de la cuve anaérobie soit compris entre 15 et 0,15.Preferably, the treatment device is arranged so that a ratio between a volume of the aerobic tank and a volume of the anaerobic tank is between 15 and 0.15.

Le ratio entre un volume de la cuve aérobie et un volume de la cuve anaérobie selon l’invention permet d’opérer un traitement biologique des eaux optimal. Il permet, en outre, de s’affranchir d’un suivi de la demande biologique en Oxygène (DBO) ou de la demande chimique en Oxygène (DCO).The ratio between a volume of the aerobic tank and a volume of the anaerobic tank according to the invention allows for optimal biological water treatment. It also eliminates the need for monitoring biological oxygen demand (BOD) or chemical oxygen demand (COD).

Dans la présente description, le terme « dispositif » utilisé seul désigne au dispositif de traitement selon l’invention.In this description, the term “device” used alone refers to the treatment device according to the invention.

De préférence, un volume de la cuve anaérobie est compris entre 0,5 et 2 fois un volume journalier de l’eau à traiter.Preferably, a volume of the anaerobic tank is between 0.5 and 2 times a daily volume of the water to be treated.

De préférence, un volume de la cuve aérobie est supérieur à 1 m³.Preferably, a volume of the aerobic tank is greater than 1 m ³ .

De préférence, le volume de la cuve aérobie est compris entre 1 et 20 m³pour les installations individuelles, telles que, par exemple, les maisons individuelles ou les embarcations.Preferably, the volume of the aerobic tank is between 1 and 20 ^m3 for individual installations, such as, for example, individual houses or boats.

De préférence, le volume de la cuve aérobie est compris entre 1, de préférence 20 m³, et 3000 m³pour les sites industriels, agricoles ou les stations d’épurations.Preferably, the volume of the aerobic tank is between 1, preferably 20 ^m3 , and 3000 ^m3 for industrial, agricultural sites or purification stations.

De préférence, une hauteur de colonne d’eau dans la cuve aérobie est comprise entre 80 et 300 cm.Preferably, a water column height in the aerobic tank is between 80 and 300 cm.

De préférence, le dispositif de traitement comprend une simple ou unique membrane de filtration immergée pour une hauteur de colonne d’eau dans la cuve aérobie comprise entre 80 et 200 cm.Preferably, the treatment device comprises a single or single submerged filtration membrane for a water column height in the aerobic tank of between 80 and 200 cm.

De préférence, le dispositif de traitement comprend une double membrane de filtration immergée pour une hauteur de colonne d’eau dans la cuve aérobie comprise entre 160 et 300 cm.Preferably, the treatment device comprises a double submerged filtration membrane for a water column height in the aerobic tank of between 160 and 300 cm.

De préférence, le dispositif de traitement comprend, en sortie de la cuve anaérobie, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter dans le dispositif, des moyens de dégrillage de l’eau à traiter dont un seuil de coupure est compris entre 0,1 et 20 mm.Preferably, the treatment device comprises, at the outlet of the anaerobic tank, relative to the direction of circulation of the water to be treated in the device, means for screening the water to be treated, the cut-off threshold of which is between 0.1 and 20 mm.

De préférence, l’eau à traiter dans le dispositif circule dans la cuve anaérobie, puis dans la cuve aérobie puis dans le réservoir de stockage.Preferably, the water to be treated in the device circulates through the anaerobic tank, then through the aerobic tank and then into the storage tank.

De préférence, le moyen d’injection de gaz comprend des moyens de diffusion agencés pour émettre de fines bulles de gaz, présentant une taille typiquement inférieure à 5 mm, et grosses de bulles de gaz, présentant une taille typiquement supérieure à 1 cm, d’air ambiant dans la cuve aérobie.Preferably, the gas injection means comprises diffusion means arranged to emit fine gas bubbles, typically having a size less than 5 mm, and large gas bubbles, typically having a size greater than 1 cm, of ambient air into the aerobic tank.

De préférence, le gaz injecté, par les moyens de diffusion, dans la cuve aérobie sont de l’air ambiant.Preferably, the gas injected, by the diffusion means, into the aerobic tank is ambient air.

De préférence, le moyen d’injection de gaz et/ou les moyens de diffusion est agencé pour que les bulles de gaz soient en écoulement laminaire long d’une ou des parois de la membrane de filtration immergée.Preferably, the gas injection means and/or the diffusion means are arranged so that the gas bubbles are in laminar flow along one or more walls of the submerged filtration membrane.

De préférence, l’écoulement laminaire de l’air ambiant le long d’une ou des parois de la membrane de filtration immergée revient ou a pour fonction d’exercer une friction sur la ou les parois de la membrane de filtration immergée. Par la ou les parois de la membrane de filtration immergée, il peut être entendu une paroi externe et une paroi externe de la membrane de filtration immergée.Preferably, the laminar flow of ambient air along one or more walls of the submerged filtration membrane acts or functions to exert friction on the wall or walls of the submerged filtration membrane. By the wall or walls of the submerged filtration membrane, an outer wall and an outer wall of the submerged filtration membrane may be understood.

De préférence, le dispositif de traitement comprend, en amont du réservoir de stockage, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter dans le dispositif, des moyens de désinfection rémanents de l’eau traitée provenant de la cuve aérobie.Preferably, the treatment device comprises, upstream of the storage tank, relative to the direction of circulation of the water to be treated in the device, means for residual disinfection of the treated water coming from the aerobic tank.

De préférence, lorsque l’eau traitée par le dispositif est destinée à être réutilisée, par exemple pour une application domestique non alimentaire telle que de l’eau de douche, ou pour rendue potable, le dispositif de traitement peut comprendre en aval, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter dans le dispositif, du réservoir de stockage :Preferably, when the water treated by the device is intended to be reused, for example for a non-food domestic application such as shower water, or to make it drinkable, the treatment device may comprise downstream, relative to the direction of circulation of the water to be treated in the device, of the storage tank:

- un filtre à charbon actif, et/ou- an activated carbon filter, and/or

- un filtre poche, et/ou- a pocket filter, and/or

- une lampe germicide, et/ou- a germicidal lamp, and/or

- un osmoseur, et/ou- a reverse osmosis system, and/or

- un moyen d’oxydation de l’eau traitée contenue dans le réservoir de stockage.- a means of oxidizing the treated water contained in the storage tank.

De préférence, le moyen d’oxydation de l’eau est un générateur d’ozone. De préférence, le générateur d’ozone est agencé pour former de l’ozone de sous forme de bulles dans la cuve de stockage.Preferably, the water oxidizing means is an ozone generator. Preferably, the ozone generator is arranged to form ozone in the form of bubbles in the storage tank.

De préférence, le dispositif de traitement est également agencé pour recyclé les eaux pluviales. A cet effet, le dispositif de traitement comprend, de préférence, un moyen de récupération des eaux pluviales agencé pour collecter et alimenter le bassin de stockage en eau pluviale. De préférence, le moyen de récupération des eaux pluviales comprend des moyens de dégrillage dont un seuil de coupure est compris entre 0,1 et 5 mm.Preferably, the treatment device is also arranged to recycle rainwater. For this purpose, the treatment device preferably comprises a rainwater recovery means arranged to collect and supply the rainwater storage basin. Preferably, the rainwater recovery means comprises screening means with a cut-off threshold of between 0.1 and 5 mm.

De préférence, le moyen de filtration est agencé pour opérer un taux de filtration instantané compris entre 0,0007 et 0,003 d’un débit journalier d’eau à traiter.Preferably, the filtration means is arranged to operate an instantaneous filtration rate of between 0.0007 and 0.003 of a daily flow rate of water to be treated.

De préférence, lorsque l’eau à traiter par le dispositif de traitement provient de sites industriels, d’exploitation agricoles ou des stations d’épurations, le dispositif de traitement comprend :Preferably, when the water to be treated by the treatment device comes from industrial sites, agricultural operations or treatment plants, the treatment device comprises:

- dans la cuve aérobie, un compartiment anoxique dont un volume est compris entre 40% et 60% du volume de la cuve aérobie, et/ou- in the aerobic tank, an anoxic compartment whose volume is between 40% and 60% of the volume of the aerobic tank, and/or

- un réservoir supplémentaire d’aération, situé en amont de la cuve aérobie et en aval de la cuve anaérobie, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter dans le dispositif ; dans ce cas, le dispositif comprend, de préférence, des moyens agencés pour opérer une circulation de l’eau à traiter depuis le réservoir supplémentaire d’aération vers la cuve aérobie et les moyens pour opérer une circulation de l’eau à traiter depuis la cuve anaérobie vers la cuve aérobie sont agencés pour opérer une circulation de l’eau à traiter depuis la cuve anaérobie vers le réservoir supplémentaire d’aération, et/ou- an additional aeration tank, located upstream of the aerobic tank and downstream of the anaerobic tank, relative to the direction of circulation of the water to be treated in the device; in this case, the device preferably comprises means arranged to operate a circulation of the water to be treated from the additional aeration tank to the aerobic tank and the means for operating a circulation of the water to be treated from the anaerobic tank to the aerobic tank are arranged to operate a circulation of the water to be treated from the anaerobic tank to the additional aeration tank, and/or

- un élément de fixation des micro-organismes dans la cuve anaérobie et/ou dans la cuve aérobie et/ou dans le compartiment anoxique et/ou dans le réservoir supplémentaire d’aération, et/ou- an element for fixing microorganisms in the anaerobic tank and/or in the aerobic tank and/or in the anoxic compartment and/or in the additional aeration tank, and/or

- un moyen de recirculation des eaux usées en cours de traitement depuis la cuve aérobie vers le compartiment anoxique et/ou vers le réservoir supplémentaire d’aération.- a means of recirculating wastewater during treatment from the aerobic tank to the anoxic compartment and/or to the additional aeration tank.

De préférence, le compartiment anoxique permet de diminuer davantage la quantité d’azote contenue dans l’eau à traiter.Preferably, the anoxic compartment makes it possible to further reduce the quantity of nitrogen contained in the water to be treated.

De préférence, le réservoir supplémentaire d’aération permet de diminuer davantage la quantité de carbone organique contenue dans les eaux à traiter.Preferably, the additional aeration tank makes it possible to further reduce the quantity of organic carbon contained in the water to be treated.

De préférence, lorsque l’eau à traiter par le dispositif de traitement provient de sites industriels, d’exploitation agricoles ou des stations d’épurations, l’eau à traiter dans le dispositif circule :

dans la cuve anaérobie, puis dans le compartiment anoxique puis dans la cuve aérobie, avec, de préférence, une recirculation des eaux usées en cours de traitement depuis la cuve aérobie vers le compartiment anoxique, puis dans le réservoir de stockage, ou
dans la cuve anaérobie, puis dans le réservoir supplémentaire d’aération, avec, de préférence, une recirculation des eaux usées en cours de traitement depuis la cuve aérobie vers le réservoir supplémentaire d’aération, puis dans le réservoir de stockage, ou
dans la cuve anaérobie, puis dans le réservoir supplémentaire d’aération, puis dans le compartiment anoxique, avec, de préférence, une recirculation des eaux usées en cours de traitement depuis la cuve aérobie vers le réservoir supplémentaire d’aération et/ou avec, de préférence, une recirculation des eaux usées en cours de traitement depuis la cuve aérobie vers le compartiment anoxique, puis dans le réservoir de stockage.

Preferably, when the water to be treated by the treatment device comes from industrial sites, agricultural operations or treatment plants, the water to be treated in the device circulates:

into the anaerobic tank, then into the anoxic compartment and then into the aerobic tank, preferably with recirculation of the wastewater being treated from the aerobic tank to the anoxic compartment and then into the storage tank, or
into the anaerobic tank, then into the supplemental aeration tank, preferably with recirculation of the wastewater being treated from the aerobic tank to the supplemental aeration tank, then into the storage tank, or
into the anaerobic tank, then into the additional aeration tank, then into the anoxic compartment, preferably with recirculation of the wastewater being treated from the aerobic tank to the additional aeration tank and/or preferably with recirculation of the wastewater being treated from the aerobic tank to the anoxic compartment, then into the storage tank.

De préférence, le dispositif de traitement comprend un moyen de régulation du pH de l’eau en cours de traitement dans la cuve aérobie et/ou dans le réservoir supplémentaire d’aération et/ou en entrée de la cuve anaérobie.Preferably, the treatment device comprises a means for regulating the pH of the water being treated in the aerobic tank and/or in the additional aeration tank and/or at the inlet of the anaerobic tank.

De préférence, le dispositif comprend un moyen d’injection de nutriment dans l’eau en cours de traitement dans la cuve aérobie et/ou dans le réservoir supplémentaire d’aération et/ou en entrée de la cuve anaérobie.Preferably, the device comprises means for injecting nutrient into the water being treated in the aerobic tank and/or into the additional aeration tank and/or at the inlet of the anaerobic tank.

Selon l’invention, il est également proposé un procédé de traitement et de recyclage d’eau, dit procédé de traitement. Le procédé de traitement comprend les étapes :

de traitement anaérobie de l’eau à traiter dans une cuve anaérobie, puis
de circulation, par des moyens de circulation, de l’eau à traiter depuis la cuve anaérobie vers la cuve aérobie, puis
de traitement aérobie de l’eau à traiter dans une cuve aérobie.

According to the invention, a method for treating and recycling water, called a treatment method, is also proposed. The treatment method comprises the steps:

anaerobic treatment of the water to be treated in an anaerobic tank, then
circulation, by means of circulation, of the water to be treated from the anaerobic tank to the aerobic tank, then
aerobic treatment of water to be treated in an aerobic tank.

Le procédé de traitement comprend, en outre, une étape de circulation, par des moyens de pompage, de l’eau après traitement aérobie, dite eau traitée, depuis la cuve aérobie vers le réservoir de stockage.The treatment method further comprises a step of circulating, by pumping means, the water after aerobic treatment, called treated water, from the aerobic tank to the storage reservoir.

Le procédé de traitement comprend, en outre, une étape de filtration de l’eau traitée, à travers la membrane de filtration immergée dans la cuve aérobie. De préférence, l’étape de filtration de l’eau est mise en œuvre lors de l’étape de circulation l’eau traitée depuis la cuve aérobie vers le réservoir de stockage à travers la membrane de filtration immergée.The treatment method further comprises a step of filtering the treated water through the filtration membrane immersed in the aerobic tank. Preferably, the water filtration step is carried out during the step of circulating the treated water from the aerobic tank to the storage tank through the immersed filtration membrane.

Le procédé de traitement comprend, en outre, une étape d’injection de gaz, de préférence d’air ambiant, par des moyens d’injection de gaz, au contact de la membrane de filtration immergée, dans la cuve aérobie.The treatment method further comprises a step of injecting gas, preferably ambient air, by gas injection means, in contact with the immersed filtration membrane, into the aerobic tank.

Le procédé de traitement comprend, de préférence, une étape consistant à fournir une cuve aérobie et une cuve anaérobie présentant des volumes tels qu’un ratio entre un volume de la cuve aérobie et un volume de la cuve anaérobie soit compris entre 15 et 0,15.The treatment method preferably comprises a step of providing an aerobic tank and an anaerobic tank having volumes such that a ratio between a volume of the aerobic tank and a volume of the anaerobic tank is between 15 and 0.15.

De préférence, le procédé de traitement comprend une étape de récupération et/ou d’injection et/ou de pompage de l’eau à traiter, par des moyens de récupération et/ou d’injection et/ou de pompage, dans le réservoir anaérobie.Preferably, the treatment method comprises a step of recovering and/or injecting and/or pumping the water to be treated, by recovery and/or injection and/or pumping means, into the anaerobic reservoir.

Le procédé de traitement comprend, de préférence, une étape consistant à fournir et/ou maintenir et/ou conserver, de préférence par les moyens de récupération et/ou d’injection et/ou de pompage et/ou par les moyens de circulation de l’eau à traiter depuis la cuve anaérobie vers la cuve aérobie et/ou par les moyens de pompage de l’eau traitée depuis la cuve aérobie vers le réservoir de stockage, un ratio entre un volume d’eau à traiter dans la cuve aérobie et un volume d’eau à traiter dans la cuve anaérobie compris entre 15 et 0,15.The treatment method preferably comprises a step of providing and/or maintaining and/or preserving, preferably by the means of recovery and/or injection and/or pumping and/or by the means of circulation of the water to be treated from the anaerobic tank to the aerobic tank and/or by the means of pumping the treated water from the aerobic tank to the storage tank, a ratio between a volume of water to be treated in the aerobic tank and a volume of water to be treated in the anaerobic tank of between 15 and 0.15.

De préférence, le dispositif de traitement selon l’invention convient, de préférence encore est particulièrement adaptée, de manière davantage préférée est conçue et de manière particulièrement avantageuse est spécialement conçue, pour mettre en œuvre le procédé de traitement selon l’invention. Aussi toute caractéristique du dispositif de traitement selon l’invention est directement transposable au procédé de traitement selon l’invention et inversement.Preferably, the treatment device according to the invention is suitable, more preferably is particularly suitable, more preferably is designed and particularly advantageously is specially designed, for implementing the treatment method according to the invention. Also, any characteristic of the treatment device according to the invention is directly transposable to the treatment method according to the invention and vice versa.

Description of the figures

D’autres avantages et particularités de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :Other advantages and particularities of the invention will appear on reading the detailed description of implementations and embodiments which are in no way limiting, and the following appended drawings:

FIG. 1laFIG. 1est une représentation schématique en vue de côté d’un mode de réalisation du dispositif de traitement et de recyclage d’eau selon l’invention, FIG. 1 there FIG. 1 is a schematic representation in side view of an embodiment of the water treatment and recycling device according to the invention,

FIG. 2laFIG. 2est une représentation schématique en vue de côté d’une variante du dispositif de traitement et de recyclage d’eau selon le mode de réalisation illustré sur laFIG. 1, FIG. 2 there FIG. 2 is a schematic representation in side view of a variant of the water treatment and recycling device according to the embodiment illustrated in the FIG. 1 ,

FIG. 3laFIG. 3est une représentation schématique en vue de côté d’une variante du dispositif de traitement et de recyclage d’eau selon le mode de réalisation illustré sur laFIG. 1. FIG. 3 there FIG. 3 is a schematic representation in side view of a variant of the water treatment and recycling device according to the embodiment illustrated in the FIG. 1 .

Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.The embodiments described below being in no way limiting, it will be possible in particular to consider variants of the invention comprising only a selection of the described characteristics, isolated from the other described characteristics (even if this selection is isolated within a sentence comprising these other characteristics), if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the prior art. This selection comprises at least one characteristic, preferably functional without structural details, or with only a part of the structural details if this part only is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the prior art.

En référence aux FIGURES 1 à 3, il est présenté le dispositif de traitement et de recyclage d’eau 1, dit dispositif de traitement 1 selon l’invention.With reference to FIGURES 1 to 3, the water treatment and recycling device 1, called treatment device 1 according to the invention, is presented.

En référence à laFIG. 1, il est présenté un premier mode de réalisation du dispositif de traitement 1 qui est adapté non limitativement aux applications non industrielles. De préférence, mais pas de manière non limitative, le dispositif de traitement 1 selon ce mode de réalisation est adapté pour les installations/logements individuelles ou collectives de tailles modérées, telles que, par exemple, les maisons individuelles, des immeubles ou des embarcations d’une vingtaine d’habitants/utilisateurs. Un tel dispositif de traitement 1 selon l’invention présente l’avantage d’être compact en présentant un faible volume ou encombrement.In reference to the FIG. 1 , a first embodiment of the treatment device 1 is presented which is suitable in a non-limiting manner for non-industrial applications. Preferably, but not in a non-limiting manner, the treatment device 1 according to this embodiment is suitable for individual or collective installations/housing of moderate size, such as, for example, individual houses, buildings or boats with around twenty inhabitants/users. Such a treatment device 1 according to the invention has the advantage of being compact by having a small volume or footprint.

Le dispositif de traitement 1 selon ce mode réalisation est préférentiellement prévu, mais pas uniquement et de manière non limitative, pour des eaux à traiter 2 présentant une Demande Biologique en Oxygène (DBO) typique jusqu'à 350 mg/l ou une charge DBO admissible comprise entre 0,05 et 1 kg/m³/jour.The treatment device 1 according to this embodiment is preferably provided, but not solely and in a non-limiting manner, for water to be treated 2 having a typical Biological Oxygen Demand (BOD) of up to 350 mg/l or an admissible BOD load of between 0.05 and 1 kg/m ³ /day.

Le dispositif de traitement 1 selon ce mode réalisation est préférentiellement prévu, mais pas uniquement et de manière non limitative, pour des eaux à traiter 2 présentant un ratio DBO/N/P de 100/05/01.The treatment device 1 according to this embodiment is preferably provided, but not solely and in a non-limiting manner, for water to be treated 2 having a BOD/N/P ratio of 100/05/01.

Le dispositif de traitement 1 comprend, dans un sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif 1 :

une cuve 3, dite cuve anaérobie 3, comprenant des micro-organismes aptes à opérer une digestion anaérobie, d’au moins une partie, du phosphore et/ou de l’azote contenus dans l’eau à traiter 2,
une cuve 4, dite cuve aérobie 4, comprenant des micro-organismes aptes à opérer une digestion aérobie, d’au moins une partie, des matières organiques contenues dans l’eau à traiter 2,
un réservoir de stockage 5 d’une eau traitée après le traitement aérobie.

The treatment device 1 comprises, in a direction of circulation of the water to be treated 2 in the device 1:

a tank 3, called anaerobic tank 3, comprising microorganisms capable of carrying out anaerobic digestion of at least part of the phosphorus and/or nitrogen contained in the water to be treated 2,
a tank 4, called aerobic tank 4, comprising microorganisms capable of carrying out aerobic digestion of at least part of the organic matter contained in the water to be treated 2,
a storage tank 5 of treated water after aerobic treatment.

Le dispositif de traitement 1 comprend, des moyens 8 pour de mise en circulation de l’eau à traiter 2 depuis la cuve anaérobie 3 vers la cuve aérobie 4. Les moyens 8 de mise en circulation de l’eau à traiter 2 peuvent comprendre, en outre, une pompe d’extraction et des conduits reliant la cuve aérobie 4, la pompe et la cuve anaérobie 3. Selon le mode de réalisation non limitatif, les moyens 8 de mise en circulation de l’eau à traiter 2 sont une surverse.The treatment device 1 comprises means 8 for circulating the water to be treated 2 from the anaerobic tank 3 to the aerobic tank 4. The means 8 for circulating the water to be treated 2 may further comprise an extraction pump and conduits connecting the aerobic tank 4, the pump and the anaerobic tank 3. According to the non-limiting embodiment, the means 8 for circulating the water to be treated 2 are an overflow.

Le dispositif de traitement 1 comprend également des moyens 25 pour collecter et/ou approvisionner la cuve anaérobie 3 avec l’eau à traiter 2. Les moyens 25 pour collecter et/ou approvisionner la cuve anaérobie en eau à traiter 2 peuvent être une pompe, par exemple de relevage, ou des moyens de collection et d’approvisionnement gravitaire.The treatment device 1 also comprises means 25 for collecting and/or supplying the anaerobic tank 3 with the water to be treated 2. The means 25 for collecting and/or supplying the anaerobic tank with water to be treated 2 may be a pump, for example a lifting pump, or gravity collection and supply means.

Le dispositif de traitement 1 comprend un moyen de filtration 16. Les moyens de filtration comprennent une membrane de filtration immergée 10, dans la cuve aérobie 4. Un seuil de coupure de la membrane de filtration immergée 10 est inférieur à 0,1 µm.The treatment device 1 comprises a filtration means 16. The filtration means comprise a submerged filtration membrane 10, in the aerobic tank 4. A cut-off threshold of the submerged filtration membrane 10 is less than 0.1 µm.

Les moyens de filtrations 16 comprennent également des moyens de pompage 9 agencés pour permettre une circulation de l’eau traitée, à travers la membrane de filtration immergée 10, depuis la cuve aérobie 4 vers le réservoir de stockage 5.The filtration means 16 also comprise pumping means 9 arranged to allow circulation of the treated water, through the submerged filtration membrane 10, from the aerobic tank 4 to the storage tank 5.

L’agencement des moyens de filtration selon l’invention permet de s’affranchir de la présence d’un bassin de décantation ou clarificateur. Cela permet donc de s’affranchir d’une étape de floculation. L’entretien du dispositif de traitement 1 selon l’invention en est donc facilité et les coûts d’exploitation du dispositif de traitement 1 selon l’invention en sont réduits.The arrangement of the filtration means according to the invention makes it possible to dispense with the presence of a settling basin or clarifier. This therefore makes it possible to dispense with a flocculation step. The maintenance of the treatment device 1 according to the invention is therefore made easier and the operating costs of the treatment device 1 according to the invention are reduced.

Le dispositif de traitement 1 comprend un moyen d’injection de gaz 7 agencé pour injecter de l’air ambiant au contact de la membrane de filtration 10 du moyen de filtration 16. La membrane de filtration est immergée dans la cuve aérobie 4.The treatment device 1 comprises a gas injection means 7 arranged to inject ambient air into contact with the filtration membrane 10 of the filtration means 16. The filtration membrane is immersed in the aerobic tank 4.

A titre d’exemple non limitatif, le gaz peut être injecté pendant 30 min toutes les 90 min. L’homme du métier saura adapter la fréquence et la durée d’injection de gaz en fonction de l’application visée. Le gaz peut, dans certains cas, être injecté en continu.As a non-limiting example, the gas can be injected for 30 minutes every 90 minutes. A person skilled in the art will be able to adapt the frequency and duration of gas injection depending on the intended application. The gas can, in certain cases, be injected continuously.

Le moyen d’injection de gaz 7 comprend des moyens de diffusion 19 agencés pour produire de fines bulles et grosses de bulles d’air ambiant dans la cuve aérobie 4. Les fines bulles présentent typiquement une taille typiquement inférieure à 5 mm. Les grosses bulles présentent typiquement une taille supérieure à 1 cm. Les moyens d’injection de gaz permettent d’aérer la cuve aérobie 4 de sorte à maintenir une quantité d’oxygène suffisante ou en excès.The gas injection means 7 comprises diffusion means 19 arranged to produce fine and large bubbles of ambient air in the aerobic tank 4. The fine bubbles typically have a size typically less than 5 mm. The large bubbles typically have a size greater than 1 cm. The gas injection means make it possible to aerate the aerobic tank 4 so as to maintain a sufficient or excess quantity of oxygen.

Le moyen d’injection 7 et/ou les moyens de diffusion 19 est agencé pour que les bulles de gaz soient en écoulement laminaire le long de la paroi interne, et, de préférence, le long de la paroi interne, de la membrane de filtration immergée 10.The injection means 7 and/or the diffusion means 19 are arranged so that the gas bubbles are in laminar flow along the internal wall, and, preferably, along the internal wall, of the immersed filtration membrane 10.

La combinaison astucieuse des moyen d’injection de gaz 7, des moyens de filtration 16 et de la membrane de filtration 10 permet de procéder à un lavage constant de la membrane de filtration 10. La friction exercée par les bulles de gaz le long de la/des parois(s) de la membrane de filtration 10 permet d’éviter que la membrane de filtration 10 soit obstruée rapidement tout en s’affranchissant de doter le dispositif 1 de moyens dédiés au lavage en utilisant l’aération de la cuve aérobie 4. Cet agencement permet également de limiter la maintenance en espaçant, typiquement, la durée entre deux interventions de 6 mois. Cet agencement permet au dispositif de traitement 1 de supporter des charges en matières en suspension (MES) minimum de 20 gr/l sans qu’elles ne soient susceptibles d’occasionner de colmatage.The clever combination of the gas injection means 7, the filtration means 16 and the filtration membrane 10 allows for constant washing of the filtration membrane 10. The friction exerted by the gas bubbles along the wall(s) of the filtration membrane 10 prevents the filtration membrane 10 from becoming clogged quickly while avoiding the need to provide the device 1 with dedicated washing means by using the aeration of the aerobic tank 4. This arrangement also makes it possible to limit maintenance by typically spacing the time between two interventions by 6 months. This arrangement allows the treatment device 1 to withstand suspended solids (SS) loads of at least 20 gr/l without them being likely to cause clogging.

Le dispositif de traitement 1 est agencé pour qu’un ratio entre un volume de la cuve aérobie 4 et un volume de la cuve anaérobie 3 soit compris entre 15 et 0,15.The treatment device 1 is arranged so that a ratio between a volume of the aerobic tank 4 and a volume of the anaerobic tank 3 is between 15 and 0.15.

Le dimensionnement particulier de la cuve aérobie 4 relativement à la cuve anaérobie 3 selon l’invention permet de s’affranchir de moyens de mesure et de suivi d’indicateurs, tels que le Carbone organique, le phosphore, l’azote, la DBO ou la demande chimique en oxygène (DCO), relatifs à l’eau à traiter 2 tout en assurant un traitement en continu fiable de l’eau à traiter. Ce dimensionnement permet de simplifier le dispositif de traitement 1 selon l’invention. Ce dimensionnement permet de faciliter la maintenance du dispositif de traitement 1. Le dimensionnement selon l’invention permet de réduire les coûts d’exploitation. Enfin, ce dimensionnement confère au dispositif de traitement 1 une meilleure tolérance aux variations de charge DBO et aux chocs toxiques.The particular dimensioning of the aerobic tank 4 relative to the anaerobic tank 3 according to the invention makes it possible to dispense with means of measuring and monitoring indicators, such as organic carbon, phosphorus, nitrogen, BOD or chemical oxygen demand (COD), relating to the water to be treated 2 while ensuring reliable continuous treatment of the water to be treated. This dimensioning makes it possible to simplify the treatment device 1 according to the invention. This dimensioning makes it easier to maintain the treatment device 1. The dimensioning according to the invention makes it possible to reduce operating costs. Finally, this dimensioning gives the treatment device 1 better tolerance to variations in BOD load and toxic shocks.

Cet agencement du dispositif 1 selon l’invention permet également d’en faciliter la gestion, le contrôle et l’exploitation. Il est ainsi possible de commander et/ou contrôler la circulation de l’eau traitée depuis la cuve aérobie 4 vers le réservoir de stockage 5 au moyen d’éléments simples tels que, par exemple, des capteurs de niveaux 30, par exemple des flotteurs 30. Lorsqu’un niveau haut ou supérieur est atteint par l’eau en cours de traitement dans la cuve aérobie 4, une unité de traitement du dispositif de traitement 1 peut être agencée pour déclencher la mise en marche des moyens de pompage 9. L’arrêt de la circulation, par l’unité de traitement, de l’eau traitée depuis la cuve aérobie 4 vers la cuve de stockage 5 est arrêtée lorsqu’un niveau bas ou inférieur est atteint par l’eau en cours de traitement dans la cuve aérobie 4.This arrangement of the device 1 according to the invention also makes it easier to manage, control and operate it. It is thus possible to control and/or monitor the circulation of the treated water from the aerobic tank 4 to the storage tank 5 by means of simple elements such as, for example, level sensors 30, for example floats 30. When a high or higher level is reached by the water being treated in the aerobic tank 4, a treatment unit of the treatment device 1 can be arranged to trigger the start-up of the pumping means 9. The stopping of the circulation, by the treatment unit, of the treated water from the aerobic tank 4 to the storage tank 5 is stopped when a low or lower level is reached by the water being treated in the aerobic tank 4.

En outre, la combinaison astucieuse du ratio entre un volume de la cuve aérobie 4 et un volume de la cuve anaérobie 3, de l’agencement de la membrane de filtration 10 et du moyen d’injection 7 permet de s’affranchir de clarificateur pour le traitement des eaux.Furthermore, the clever combination of the ratio between a volume of the aerobic tank 4 and a volume of the anaerobic tank 3, the arrangement of the filtration membrane 10 and the injection means 7 makes it possible to do without a clarifier for water treatment.

De préférence, le moyen de filtration 16 est agencé pour opérer un taux de filtration instantané compris entre 0,0007 et 0,003 d’un débit journalier d’eau à traiter 2.Preferably, the filtration means 16 is arranged to operate an instantaneous filtration rate of between 0.0007 and 0.003 of a daily flow rate of water to be treated 2.

Le dispositif de traitement 1 comprend, en amont de la cuve anaérobie 3, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 3 dans le dispositif de traitement 1, des moyens de dégrillage de l’eau à traiter 2 dont un seuil de coupure est compris entre 0,1 et 20 mm.The treatment device 1 comprises, upstream of the anaerobic tank 3, relative to the direction of circulation of the water to be treated 3 in the treatment device 1, means for screening the water to be treated 2, the cut-off threshold of which is between 0.1 and 20 mm.

Selon le mode de réalisation, les moyens de dégrillage de l’eau à traiter 2 sont vertical. Selon le mode de réalisation, les moyens de dégrillage de l’eau à traiter 2 sont agencés de sorte que l’eau à traiter 2 circule, depuis la cuve anaérobie 3 vers la cuve aérobie 4, à travers les moyens de dégrillage.According to the embodiment, the means for screening the water to be treated 2 are vertical. According to the embodiment, the means for screening the water to be treated 2 are arranged so that the water to be treated 2 circulates, from the anaerobic tank 3 to the aerobic tank 4, through the screening means.

Un volume de la cuve aérobie 4 est supérieur à 1 m³.A volume of the aerobic tank 4 is greater than 1 m ³ .

Selon ce premier mode de réalisation, pour un volume maximal de 3 m³d’eaux à traiter 2 par jour, qui représente un volume maximum pour ce type d’installations/habitations, le volume de la cuve aérobie 4 présentera des valeurs maximales de l’ordre de 20 m³.According to this first embodiment, for a maximum volume of 3 ^m3 of water to be treated 2 per day, which represents a maximum volume for this type of installation/dwelling, the volume of the aerobic tank 4 will have maximum values of the order of 20 ^m3 .

Par conséquent, selon le premier mode de réalisation, il peut être considéré que le volume de la cuve aérobie 4 sera compris entre 1 et 25 m³.Therefore, according to the first embodiment, it can be considered that the volume of the aerobic tank 4 will be between 1 and 25 m ³ .

Le dispositif de traitement 1 comprend, en amont du réservoir de stockage 5, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1, des moyens de désinfection rémanents 11 de l’eau traitée provenant de la cuve aérobie 4. Les moyens de désinfection rémanents 11 de l’eau traitée sont disposés en aval de la cuve aérobie 4 par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1.The treatment device 1 comprises, upstream of the storage tank 5, relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1, residual disinfection means 11 for the treated water coming from the aerobic tank 4. The residual disinfection means 11 for the treated water are arranged downstream of the aerobic tank 4 relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1.

Les moyens de désinfection rémanents 11 de l’eau traitée assure un traitement continu de l’eau traitée alimentant le réservoir de stockage 5. A titre d’exemple non limitatif, les moyens de désinfection rémanents 11 sont des moyens de traitement au chlore, par exemple un système de chloration à galets dans un canal pouvant comprendre une pompe doseuse.The residual disinfection means 11 of the treated water ensures continuous treatment of the treated water supplying the storage tank 5. By way of non-limiting example, the residual disinfection means 11 are chlorine treatment means, for example a pebble chlorination system in a channel which may include a dosing pump.

De préférence, les micro-organismes présents dans les cuves aérobie 4 et anaérobie 3 sont des cultures libres et forment dans les cuves aérobie 4 et anaérobie 3 des boues activées. La plage de fonctionnement de ces boues activées est comprise entre 1 000 à 12000 mg/l.Preferably, the microorganisms present in the aerobic 4 and anaerobic 3 tanks are free cultures and form activated sludge in the aerobic 4 and anaerobic 3 tanks. The operating range of this activated sludge is between 1,000 and 12,000 mg/l.

Le volume de la cuve anaérobie 3 est compris entre 0,5 et 2 fois un volume journalier de l’eau à traiter 2 pour permettre un abattement suffisant.The volume of the anaerobic tank 3 is between 0.5 and 2 times a daily volume of water to be treated 2 to allow sufficient reduction.

Selon une amélioration avantageuse du dispositif de traitement 1 selon l’invention, il est prévu que le dispositif de traitement 1 soit agencé pour permettre le recycler l’eau de pluie.According to an advantageous improvement of the treatment device 1 according to the invention, it is provided that the treatment device 1 is arranged to allow the recycling of rainwater.

Dans ce cas, le dispositif comprend un moyen de récupération 15 des eaux pluviales agencé pour collecter et alimenter le bassin de stockage 5 avec les eaux pluviales.In this case, the device comprises a means 15 for recovering rainwater arranged to collect and supply the storage basin 5 with rainwater.

Le moyen de récupération 15 des eaux pluviales comprend des moyens de dégrillage dont un seuil de coupure est compris entre 0,1 et 5 mm.The rainwater recovery means 15 comprises screening means with a cut-off threshold of between 0.1 and 5 mm.

Selon une amélioration avantageuse du dispositif de traitement 1 selon l’invention, il est prévu que le dispositif de traitement 1 produise de l’eau potable à partir des eaux à traiter 2.According to an advantageous improvement of the treatment device 1 according to the invention, it is provided that the treatment device 1 produces drinking water from the water to be treated 2.

A cet effet, le dispositif de traitement 1 comprend un filtre à charbon actif 20 et/ou un filtre poche 12 et/ou une lampe germicide 13 situées en aval, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1, du réservoir de stockage 5. De préférence, le filtre poche 12, le filtre à charbon actif 20 et la lampe germicide 13 sont situés en aval l’un de l’autre par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1.For this purpose, the treatment device 1 comprises an activated carbon filter 20 and/or a pocket filter 12 and/or a germicidal lamp 13 located downstream, relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1, of the storage tank 5. Preferably, the pocket filter 12, the activated carbon filter 20 and the germicidal lamp 13 are located downstream of each other relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1.

Le dispositif de traitement 1 comprend également un osmoseur 14 situé en aval, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1, du réservoir de stockage 5. De préférence, l’osmoseur 14 est situé en aval, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1, du filtre poche 12, du filtre à charbon actif 20 et de la lampe germicide 13. L’osmoseur 14 est connecté à un réservoir de stockage 26 situé en aval, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1, du filtre poche 12, du filtre à charbon actif 20 et de la lampe germicide 13 et assure une purification continue de l’eau contenue dans le réservoir de stockage 26.The treatment device 1 also comprises an osmosis unit 14 located downstream, relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1, of the storage tank 5. Preferably, the osmosis unit 14 is located downstream, relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1, of the bag filter 12, the activated carbon filter 20 and the germicidal lamp 13. The osmosis unit 14 is connected to a storage tank 26 located downstream, relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1, of the bag filter 12, the activated carbon filter 20 and the germicidal lamp 13 and ensures continuous purification of the water contained in the storage tank 26.

En référence aux FIGURES 2 à 3, il est présenté des perfectionnements du dispositif de traitement 1 selon l’invention. Ces perfectionnements visent à permettre au dispositif de traitement 1 selon l’invention d’être utilisé pour des applications sortant du cadre du mode de réalisation décrit précédemment. En particulier, cela permet au dispositif de traitement 1 selon l’invention d’être utilisable dans des installations/logements collectifs de taille conséquente, telles que, par exemple, les immeubles de taille conséquente ou les embarcations de type paquebot ou bateaux de croisières comprenant jusqu’à 10000 personnes. Les perfectionnements du dispositif de traitement 1 selon l’invention permettent également de traiter les eaux industrielles agricoles ou provenant d’industries.With reference to FIGURES 2 to 3, improvements to the treatment device 1 according to the invention are presented. These improvements are intended to allow the treatment device 1 according to the invention to be used for applications outside the scope of the embodiment described above. In particular, this allows the treatment device 1 according to the invention to be used in large collective installations/housing, such as, for example, large buildings or vessels such as ocean liners or cruise ships with up to 10,000 people. The improvements to the treatment device 1 according to the invention also make it possible to treat agricultural industrial water or water from industries.

L’ensemble des caractéristiques du dispositif de traitement 1 selon le mode de réalisation décrit ci-dessus s’appliquent aux perfectionnement décrits ci-après sans qu’ils ne soient tous nécessairement mis en œuvre.All of the characteristics of the processing device 1 according to the embodiment described above apply to the improvements described below without them all necessarily being implemented.

Le dispositif de traitement 1 selon les perfectionnements est préférentiellement prévu, mais pas uniquement et de manière non limitative, pour des eaux à traiter 2 présentant une Demande Biologique en Oxygène (DBO) typique jusqu'à 350 mg/l ou une charge DBO admissible comprise entre 0,05 et 1 kg/m³/jour.The treatment device 1 according to the improvements is preferably provided, but not only and in a non-limiting manner, for water to be treated 2 having a typical Biological Oxygen Demand (BOD) of up to 350 mg/l or an admissible BOD load of between 0.05 and 1 kg/m ³ /day.

A cet effet, le dispositif de traitement 1 selon les perfectionnements comprend un compartiment anoxique 21 dont un volume est compris entre 40% et 60% du volume de la cuve aérobie 4. Le compartiment anoxique 21 permet de dénitrifier les eaux usées comprenant une forte concentration en azote. A titre d’exemple non limitatif, la communication depuis le compartiment anoxique 21 vers la cuve aérobie 4 est réalisé par gravité au moyen d’une canalisation.For this purpose, the treatment device 1 according to the improvements comprises an anoxic compartment 21 whose volume is between 40% and 60% of the volume of the aerobic tank 4. The anoxic compartment 21 makes it possible to denitrify wastewater comprising a high nitrogen concentration. By way of non-limiting example, communication from the anoxic compartment 21 to the aerobic tank 4 is achieved by gravity by means of a pipeline.

Le ratio entre le compartiment anoxique 21 et le volume de la cuve aérobie 4 permet de ne pas impacter et conserver les effets produits par le ratio entre le volume de la cuve aérobie 4 et le volume de la cuve anaérobie 3 selon l’invention.The ratio between the anoxic compartment 21 and the volume of the aerobic tank 4 makes it possible not to impact and preserve the effects produced by the ratio between the volume of the aerobic tank 4 and the volume of the anaerobic tank 3 according to the invention.

Le dispositif de traitement 1 peut également comprendre un réservoir supplémentaire d’aération 23, situé en amont de la cuve aérobie 4 et en aval de la cuve anaérobie 3, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1.The treatment device 1 may also comprise an additional aeration tank 23, located upstream of the aerobic tank 4 and downstream of the anaerobic tank 3, relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1.

Le dispositif de traitement 1 comprend des moyens 24 agencés pour opérer une circulation de l’eau à traiter depuis le réservoir supplémentaire d’aération 23 vers la cuve aérobie 4.The treatment device 1 comprises means 24 arranged to operate a circulation of the water to be treated from the additional aeration tank 23 to the aerobic tank 4.

Dans cette configuration les moyens 8 pour opérer une circulation de l’eau à traiter 2 depuis la cuve anaérobie 3 vers la cuve aérobie 4 sont agencés pour opérer une circulation de l’eau à traiter 2 depuis la cuve anaérobie 3 vers le réservoir supplémentaire d’aération 23.In this configuration, the means 8 for operating a circulation of the water to be treated 2 from the anaerobic tank 3 to the aerobic tank 4 are arranged to operate a circulation of the water to be treated 2 from the anaerobic tank 3 to the additional aeration tank 23.

Le dispositif de traitement 1 comprend un élément de fixation des micro-organismes dans la cuve anaérobie 3 et/ou dans la cuve aérobie 4 et/ou dans le compartiment anoxique 21 et/ou dans le réservoir supplémentaire d’aération 23.The treatment device 1 comprises an element for fixing the microorganisms in the anaerobic tank 3 and/or in the aerobic tank 4 and/or in the anoxic compartment 21 and/or in the additional aeration tank 23.

Le dispositif de traitement 1 comprend un moyen de recirculation 22 des eaux usées en cours de traitement dans la cuve aérobie 4 et/ou dans le réservoir supplémentaire d’aération 23.The treatment device 1 comprises a means 22 for recirculating the wastewater being treated in the aerobic tank 4 and/or in the additional aeration tank 23.

Le dispositif de traitement 1 peut comprendre un moyen de régulation 17 du pH de l’eau en cours de traitement dans la cuve aérobie 3 et/ou dans le réservoir supplémentaire d’aération 23. Le moyen de régulation du 17 pH est agencé pour maintenir un pH de l’eau à traiter 2 compris entre 6 et 8 dans la cuve anaérobie 3.The treatment device 1 may comprise a means 17 for regulating the pH of the water being treated in the aerobic tank 3 and/or in the additional aeration tank 23. The means 17 for regulating the pH is arranged to maintain a pH of the water to be treated 2 of between 6 and 8 in the anaerobic tank 3.

Le dispositif de traitement 1 peut comprendre un moyen d’injection 18 de nutriment dans l’eau en cours de traitement dans la cuve aérobie 3 et/ou dans le réservoir supplémentaire d’aération 23.The treatment device 1 may comprise a means 18 for injecting nutrients into the water being treated in the aerobic tank 3 and/or into the additional aeration tank 23.

Il est également décrit un procédé de traitement et de recyclage d’eau comprenant. Le procédé de traitement et de recyclage d’eau comprend les étapes :

de traitement anaérobie d’une à traiter 2 dans une cuve anaérobie 3, puis
de traitement aérobie de l’eau à traiter 2 dans une cuve aérobie 4, et
de circulation, par des moyens de circulation 8, de l’eau à traiter 2 depuis la cuve anaérobie 3 vers la cuve aérobie4 ,
de circulation, par des moyens de pompage 9 de l’eau après traitement aérobie, dite eau traitée, depuis la cuve aérobie 4 vers un réservoir de stockage 5 de l’eau après traitement aérobie, dite eau traitée.

Also disclosed is a method of treating and recycling water comprising. The method of treating and recycling water comprises the steps of:

anaerobic treatment of one to treat 2 in an anaerobic tank 3, then
aerobic treatment of the water to be treated 2 in an aerobic tank 4, and
circulation, by circulation means 8, of the water to be treated 2 from the anaerobic tank 3 to the aerobic tank 4,
circulation, by means of pumping 9 the water after aerobic treatment, called treated water, from the aerobic tank 4 to a storage tank 5 for the water after aerobic treatment, called treated water.

Le procédé comprend l’étape de filtration de l’eau traitée, à travers une membrane de filtration 10 immergée dans la cuve aérobie.The method comprises the step of filtering the treated water, through a filtration membrane 10 immersed in the aerobic tank.

Le procédé comprend l’étape d’injection d’air ambiant, par des moyens d’injection de gaz 7, à travers la membrane de filtration immergée 10, dans la cuve aérobie 4.The method comprises the step of injecting ambient air, by gas injection means 7, through the submerged filtration membrane 10, into the aerobic tank 4.

Le procédé de traitement comprend, en outre, une étape consistant à fournir des cuves aérobie 4 et anaérobie 3 présentant des volumes tels qu’un ratio entre un volume de la cuve aérobie 4 et un volume de la cuve anaérobie 3 soit compris entre 15 et 0,15.The treatment method further comprises a step of providing aerobic 4 and anaerobic 3 tanks having volumes such that a ratio between a volume of the aerobic tank 4 and a volume of the anaerobic tank 3 is between 15 and 0.15.

L’homme du métier connait les principes et objectifs des traitements aérobie, anaérobie et anoxique. Le traitement anaérobie contient principalement des archées méthanogènes et a pour but de dénitrifier et/ou de déphosphorer l’eau à traiter. Comme le traitement anaérobie, le traitement anoxique a pour principal objectif de dénitrifier l’eau à traiter mais de manière plus importante. Le traitement aérobie et a pour principal objectif d’abattre la quantité de carbone organique contenue dans l’eau à traiter.The skilled person is familiar with the principles and objectives of aerobic, anaerobic, and anoxic treatments. Anaerobic treatment primarily contains methanogenic archaea and aims to denitrify and/or dephosphorize the water to be treated. Like anaerobic treatment, anoxic treatment's main objective is to denitrify the water to be treated, but to a greater extent. Aerobic treatment's main objective is to reduce the amount of organic carbon contained in the water to be treated.

Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.

Ainsi, dans des variantes combinables entre elles des modes de réalisation précédemment décrits:

le dispositif de traitement 1 comprend une simple ou unique membrane de filtration immergée 10 pour une hauteur de colonne d’eau dans la cuve aérobie 4 comprise entre 80 et 200 cm, et/ou
le dispositif de traitement 1 comprend une double membrane de filtration immergée 10 pour une hauteur de colonne d’eau dans la cuve aérobie comprise entre 160 et 300 cm, et/ou
des moyens de ventilation 27 de la cuve aérobie 4 et/ou du réservoir supplémentaire d’aération 23, et/ou
un moyen de recirculation 28 des boues depuis la cuve aérobie 4 vers le réservoir supplémentaire d’aération 23, et/ou
le dispositif de traitement 1 comprend des moyens de pompage 25 et/ou relevage 25 et/ou drainage 25 et/ou extraction 25 et/ou collecte 25, et/ou
le dispositif de traitement 1 comprend des moyens 28 d’alimentation en eau courante ou d’eau provenant d’un distribution d’eau potable, situé en aval du réservoir de stockage 5, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1, et/ou en amont, par rapport au sens de circulation de l’eau à traiter 2 dans le dispositif de traitement 1, du filtre à charbon actif 20 et/ou du filtre poche 12 et/ou de la lampe germicide 13 et/ou de l’osmoseur 14.

Thus, in variants which can be combined with each other of the embodiments described above:

the treatment device 1 comprises a single or unique submerged filtration membrane 10 for a water column height in the aerobic tank 4 of between 80 and 200 cm, and/or
the treatment device 1 comprises a double submerged filtration membrane 10 for a water column height in the aerobic tank of between 160 and 300 cm, and/or
ventilation means 27 of the aerobic tank 4 and/or of the additional aeration tank 23, and/or
a means of recirculating 28 the sludge from the aerobic tank 4 to the additional aeration tank 23, and/or
the treatment device 1 comprises pumping means 25 and/or lifting 25 and/or drainage 25 and/or extraction 25 and/or collection 25, and/or
the treatment device 1 comprises means 28 for supplying running water or water from a drinking water distribution system, located downstream of the storage tank 5, relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1, and/or upstream, relative to the direction of circulation of the water to be treated 2 in the treatment device 1, of the activated carbon filter 20 and/or of the pocket filter 12 and/or of the germicidal lamp 13 and/or of the reverse osmosis unit 14.

De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.
Furthermore, the various features, forms, variations and embodiments of the invention may be combined with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or mutually exclusive.

Claims

Water treatment and recycling device, called treatment device (1), comprising, in a direction of circulation of the water to be treated (2) in said device:

a tank (3), called an anaerobic tank, comprising microorganisms capable of carrying out anaerobic digestion of at least part of the phosphorus and/or nitrogen contained in the water to be treated,
a tank (4), called an aerobic tank, comprising microorganisms capable of carrying out aerobic digestion of at least part of the organic matter contained in the water to be treated,
a storage tank (5) for treated water after aerobic treatment,

said processing device further comprises:

means (8) for circulating the water to be treated from the anaerobic tank to the aerobic tank,
a filtration means (16) comprising:

a submerged filtration membrane (10), in the aerobic tank, with a cut-off threshold of less than 0.1 µm,
pumping means (9) arranged to allow circulation of the treated water, through the submerged filtration membrane, from the aerobic tank to the storage tank,

a gas injection means (7) arranged to inject ambient air, in contact with the submerged filtration membrane, into the aerobic tank,

the device being arranged so that a ratio between a volume of the aerobic tank and a volume of the anaerobic tank is between 15 and 0.15.

Treatment device (1) according to claim 1, in which a volume of the anaerobic tank (3) is between 0.5 and 2 times a daily volume of the water to be treated (2).

Treatment device (1) according to claim 1 or 2, wherein a volume of the aerobic tank (4) is greater than 1 m ³ .

Treatment device (1) according to any one of the preceding claims, wherein a water column height in the aerobic tank (4) is between 80 and 300 cm.

Treatment device (1) according to any one of the preceding claims, comprising, at the outlet of the anaerobic tank (3), relative to the direction of circulation of the water to be treated (2) in the device, means for screening the water to be treated, the cut-off threshold of which is between 0.1 and 20 mm.

Treatment device (1) according to any one of the preceding claims, in which the gas injection means (7) comprises diffusion means (19) arranged to emit fine gas bubbles, having a size typically less than 5 mm, and large gas bubbles, having a size typically greater than 1 cm, of ambient air into the aerobic tank (4).

Treatment device (1) according to the preceding claim, in which the gas injection means (7) is arranged so that the gas bubbles are in laminar flow along one or more walls of the submerged filtration membrane (10).

Treatment device (1) according to any one of the preceding claims, comprising, upstream of the storage tank (5), relative to the direction of circulation of the water to be treated (2) in the device, residual disinfection means (11) of the treated water coming from the aerobic tank (4).

Treatment device (1) according to any one of the preceding claims, comprising an activated carbon filter (20) and/or a pocket filter (12) and/or a germicidal lamp (13) located downstream, relative to the direction of circulation of the water to be treated (2) in the device, of the storage tank (5) and/or a means of oxidizing the treated water contained in the storage tank.

Treatment device (1) according to any one of the preceding claims, comprising an osmosis unit (14) located downstream, relative to the direction of circulation of the water to be treated (2) in the device, of the storage tank (5).

Treatment device (1) according to any one of the preceding claims, comprising a rainwater recovery means (15) arranged to collect and supply the storage basin (5) with rainwater; the rainwater recovery means comprising screening means with a cut-off threshold of between 0.1 and 5 mm.

Treatment device (1) according to any one of the preceding claims, in which the filtration means (16) is arranged to operate an instantaneous filtration rate of between 0.0007 and 0.003 of a daily flow rate of water to be treated (2).

Treatment device (1) according to claim 3, or according to one of claims 4 to 12 taken in combination with claim 3, comprising, in the aerobic tank (4), an anoxic compartment (21) whose volume is between 40% and 60% of the volume of the aerobic tank.

Device according to any one of the preceding claims, comprising an additional aeration tank (23), located upstream of the aerobic tank (4) and downstream of the anaerobic tank (3), relative to the direction of circulation of the water to be treated (2) in the device; the device comprises means (24) arranged to operate a circulation of the water to be treated from the additional aeration tank to the aerobic tank and the means (8) for operating a circulation of the water to be treated from the anaerobic tank to the aerobic tank are arranged to operate a circulation of the water to be treated from the anaerobic tank to the additional aeration tank.

Treatment device (1) according to the preceding claim, comprising an element for fixing the microorganisms in the anaerobic tank (3) and/or in the aerobic tank (4) and/or in the anoxic compartment (21) and/or in the additional aeration tank (23).

Treatment device (1) according to claim 14 or claim 15 taken in combination with claim 14, comprising means for regulating the pH (17) of the water being treated in the aerobic tank (3) and/or in the additional aeration tank (23) and/or at the inlet of the anaerobic tank (3).

Treatment device (1) according to claim 14 or one of claims 15 or 16 taken in combination with claim 14, comprising means (18) for injecting nutrient into the water being treated in the aerobic tank (3) and/or in the additional aeration tank (23) and/or at the inlet of the anaerobic tank (3).

Device according to claim 14 taken in combination with claim 13, or according to one of claims 15 to 17 taken in combination with claim 13, comprising means for recirculating (22) the waste water being treated from the aerobic tank (4) to the anoxic compartment (21) and/or to the additional aeration tank (23).

Water treatment and recycling process comprising the steps:

anaerobic treatment of the water to be treated (2) in an anaerobic tank (3), then
aerobic treatment of the water to be treated in an aerobic tank (4), and
circulation, by circulation means (8), of the water to be treated from the anaerobic tank to the aerobic tank,
circulation, by means of pumping (9) the water after aerobic treatment, called treated water, from the aerobic tank to a storage tank (5),
filtration of the treated water, through a filtration membrane (10) immersed in the aerobic tank,
injection of ambient air, by gas injection means (7), in contact with the immersed filtration membrane, in the aerobic tank;

the treatment method further comprises a step of providing aerobic and anaerobic tanks having volumes such that a ratio between a volume of the aerobic tank and a volume of the anaerobic tank is between 15 and 0.15.