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WO1997012840A1 - Procede de controle d'un dispositif de depollution d'eaux residuaires et dispositif correspondant - Google Patents

Procede de controle d'un dispositif de depollution d'eaux residuaires et dispositif correspondant Download PDF

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Publication number
WO1997012840A1
WO1997012840A1 PCT/FR1996/001557 FR9601557W WO9712840A1 WO 1997012840 A1 WO1997012840 A1 WO 1997012840A1 FR 9601557 W FR9601557 W FR 9601557W WO 9712840 A1 WO9712840 A1 WO 9712840A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
supply
regular
waste water
pulses
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1996/001557
Other languages
English (en)
Inventor
René MOLETTA
Jean-Philippe Steyer
Pierre Buffiere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut National de la Recherche Agronomique INRA
Original Assignee
Institut National de la Recherche Agronomique INRA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut National de la Recherche Agronomique INRA filed Critical Institut National de la Recherche Agronomique INRA
Priority to EP96933494A priority Critical patent/EP0853595A1/fr
Priority to AU72206/96A priority patent/AU7220696A/en
Publication of WO1997012840A1 publication Critical patent/WO1997012840A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/006—Regulation methods for biological treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/38—Gas flow rate

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a device for cleaning up waste water and to a corresponding device.
  • Anaerobic techniques such as methane fermentation or denitrification are frequently used as an effective depollution process.
  • Anaerobic cultures are indeed a treatment system very well suited to the elimination of carbonaceous pollution or based on nitrates from industrial effluents, corresponding respectively to anaerobic digestion and denitrification.
  • Anaerobic digestion makes it possible to treat loads easily reaching 15 to 30 kg of chemical oxygen demand (COD) per m3 of reactor and per day, with purification yields traditionally of 90-95%. It is applied in particular to the treatment of agro-food effluents.
  • COD chemical oxygen demand
  • Anaerobic digestion is often considered a pretreatment of wastewater, followed by an aerobic finish. It is thus possible to reach very low levels in concentration of pollutants, and thus allow a discharge of treated water into the natural environment.
  • US patent US-A-4,986,916 describes a method for controlling a biologically catalyzed reaction. According to this method, a trace gas is identified which is a metabolic intermediate or is balanced with such an intermediate. Its concentration is measured and an evaluation of the metabolic state of the reaction is obtained by a deterministic relationship.
  • the object of the invention is a method for controlling a device for depolluting organic, soluble or no, by anaerobic culture, reliable, easy to implement, and allowing stable and optimal operation.
  • the object of the invention is therefore to be able to treat polluted loads that are much higher than those usually obtained in industry.
  • the object of the invention is in particular an automatic regulation process for a device for depolluting waste water having the above advantages.
  • the invention also relates to a device for cleaning up waste water by anaerobic culture which is reliable and efficient, and which allows automatic control.
  • the present invention thus relates to a method for controlling a device for cleaning up waste water by anaerobic culture.
  • at least one reactor is supplied with waste water at a feed rate, the waste water is decomposed into a purified liquid and a decomposition gas, and the purified liquid and the decomposition gas are extracted from the digester.
  • the originality of the process according to the invention lies in that superimposed on a regular supply of the reactor with supply pulses, and in that at least one parameter of response to the pulses is measured.
  • the application of pulses superimposed on the regular supply is the basis of an original control process, based on a combination of disturbances and analyzes.
  • the pulses applied can be positive or negative, depending on whether they increase or decrease the regular feed rate. They thus make it possible to evaluate whether the biological system can accept an additional load, or if it is on the contrary necessary to reduce the treated loads.
  • the feed pulses can have a significantly higher amplitude than variations in the regular feed rate.
  • the process according to the invention thus makes it possible to obtain an increased detection capacity, and to be satisfied with measuring a single response parameter while obtaining very good reliability.
  • the process according to the invention is suitable for any type of reactor and for any effluent to be treated. Indeed, the disturbances are directly applied to food, and the analyzes are not linked to a particular type of fermentation.
  • the regular feed rate is automatically adjusted according to the results of the analyzes.
  • the automatic adjustment practiced in the method according to the invention thus makes possible an optimal functioning of the depollution device with respect to biological treatment, by pushing it to work to the maximum of its capacities.
  • the method according to the invention is also applicable to lower loads.
  • the feed pulses advantageously consist of positive feed steps.
  • the response parameters belong to a set comprising the flow rate of the decomposition gas and the pH of the purified liquid.
  • the supply pulses are preferably applied periodically.
  • They advantageously have heights between 1/2 and 10 times the height of the regular supply flow, and have durations advantageously between 5 min and 2 h.
  • the response parameters are the rate of the decomposition gas and the pH of the purified liquid
  • the analyzes include the following steps:
  • a smoothing as a function of time of the gas flow is practiced, a measured volume of the decomposition gas produced in response to at least one positive pulse is calculated by temporal integration of the smoothed gas flow,
  • the pH is compared to an intervention threshold value, so that when the pH is greater than the threshold value, the regular supply flow is left unchanged, and when the pH is less than or equal to the threshold value, the regular supply flow is reduced,
  • the measured volume is positive, it is compared to a theoretical volume obtained under the effect of these pulses under nominal conditions of anaerobic culture, and the regular feed rate is increased according to the result of the comparison.
  • a negative or zero value of the volume measured corresponds to a decrease or stagnation of the anaerobic culture under the effect of an overload of waste water.
  • the invention also relates to a device for depolluting waste water by anaerobic culture capable of decomposing waste water into a purified liquid and into a decomposition gas.
  • This device includes:
  • At least one electronic processing unit connected to the sensors and to the main pump, which can act on the main pump.
  • the electronic processing unit is capable of producing supply pulses in the supply duct superimposed on a regular supply, of analyzing parameters measured by the sensors, of determining a regular supply flow. adjusted to analyzes and produce that regular adjusted feed rate.
  • the device comprises at least one secondary pump fitted to the supply duct and connected to the electronic processing unit, this unit producing supply pulses by means of the secondary pump.
  • Figure 1 is a schematic representation of a device for depolluting waste water according to the invention.
  • Figure 2 represents the evolution as a function of time, expressed in hours, of a first regular supply flow, expressed in liters / hour, of the device of Figure
  • Figure 3 represents the evolution as a function of time, expressed in hours, of the decomposition gas flow, expressed in liters / hour, produced by the device of Figure 1 supplied with the supply flow of Figure 2.
  • Figure 4 represents the evolution as a function of time, expressed in hours, of a second feed rate regular, expressed in liters / hour, of the device in Figure 1.
  • FIG. 5 represents the evolution as a function of time, expressed in hours, of the decomposition gas flow, expressed in liters / hour, produced by the device of FIG. 1 supplied with the supply flow of FIG. 4.
  • a device for cleaning up waste water comprises a digester 1 or reactor capable of decomposing waste water into a purified liquid and a decomposition gas.
  • the digester 1 can for example consist of a fluidized bed type device, allowing high performance.
  • a supply duct 2 supplies the digester 1 with waste water.
  • This supply duct 2 is equipped with a main pump 5 making it possible to dose a regular supply flow, and a secondary pump 6 in parallel with the main pump 5, making it possible to apply disturbances to this flow of regular feeding.
  • the digester 1 is also connected to a first extraction conduit 3 for the purified liquid and to a second extraction conduit 4 for the decomposition gas.
  • a recycling duct 7 mounted on the first extraction duct 3 makes it possible to recycle in the digester 1 a portion of the treated liquid.
  • a pH meter 13 positioned on the recycling duct
  • the pollution control device also comprises an electronic processing unit 10 capable of receiving signals from the sensors 13 and 14.
  • the electronic processing unit 10 is capable of acting on the main pump 5 via of a first control system 15, and on the secondary pump 6 via a second control system 16.
  • the digester 1 receives beforehand an ecosystem made up of a microbial population capable of decomposing waste water. This population is made up of anaerobic organisms, capable of carrying out, for example, methane fermentation or denitrification.
  • the ecosystem forms a biomass included in a liquid phase 20 with, above it, a gaseous phase 21.
  • a supply stream 22 of waste water is conducted in the liquid phase 20 of the digester 1 at a regular feed rate, adjusted by means of the main pump 5.
  • the waste water arriving in the liquid phase 20 of the digester 1 is then broken down by the microbial population, and produce a stream of purified liquid 23 and a gas stream 24 respectively extracted from the digester
  • the feed stream 22 has a regular feed rate 37 of the order of 0.35 l / h
  • the electronic processing unit 10 applies flow pulses to the supply stream 22 by means of the second control system 16
  • the electronic processing unit 10 is preferably programmed to periodically apply these pulses. It can also apply the pulses irregularly over time, including during manual intervention. These last two possibilities may in particular be judicious in the presence of variations which may occur on an industrial site, for example concerning the regular feed rate 37, the concentration of the effluent to be treated, or the nature of the organic pollution.
  • the pH of the purified liquid and the flow rate of the gas flow 24 are preferably measured continuously by the pH meter 13 and the flow meter 14, respectively.
  • the flow rate of the feed stream 22 is required to change over time along a curve 32 (FIG. 2)
  • This feed rate 37 is controlled by the electronic processing unit 1 0 acting on the first control system 1 5
  • a positive step 33 of a height H 1 approximately equal to 0.35 l / h is superimposed on the regular supply flow. This step of supply is imposed by the unit. electronic processing 10 by means of the second control system 16 acting on the secondary pump 6 The feed stream 22 is then restricted to the regular feed rate of height H0.
  • the supply flow shown diagrammatically by the curve 32 leads to an evolution of the flow of the gas flow 24 represented by the curve 36 (FIG. 3), related to a gas flow axis 35 relative to the time axis 30
  • the curve 36 undergoes fluctuations around an average value G0 substantially equal to 3.85 l / h.
  • the flow rate of the measured gas flow 24 remains less than 4 l / h, at times undergoing drops in flow rate of up to 0.7 l / h.
  • an increase in the gas flow rate of the order of 0.8 l / h relative to the average value G0 is observed.
  • the flow rate of the gas flow 24 remains significantly higher than the average value G0 for a period D4 slightly less than 2 h. Integrating during the duration D4 the increase in the gas flow caused by step 33, a volume V1 of gas is obtained due to the additional charge treated in response to step 33.
  • the duration D4 of integration can for example start at l 'instant of application of the step 33, and end at the moment when the increase in the gas flow rate becomes less than an evolutionary average of this increase.
  • the increase in the load treated under the effect of the feed level 33 shows that the biological system is capable of admitting organic overload.
  • the electronic processing unit 10 analyzes the curve 36 of the gas flow as a function of the curve 32 of the supply flow, and compares the volume V1 with a theoretical volume that would be obtained under the effect of the curve 32 of the flow d in nominal anaerobic culture conditions. This theoretical volume is calculated by assuming that the digester 1 operates with an identical processing capacity during the regular feed rate 37 and the step 33.
  • the maximum increase in the regular feed rate 37 is set at 20% of regular feeding.
  • the electronic processing unit 10 calculates an increase in the regular feed rate of less than 20%. In a simplified form, this increase is proportional to the ratio of the volume measured V1, to the theoretical volume.
  • the electronic processing unit 10 imposes an increase in the supply flow 22 by acting on the first control system 15 actuating the main pump 5.
  • the increase can be imposed by a conventional automatic method, such as a proportional integral and derivative regulation (PID).
  • PID proportional integral and derivative regulation
  • This method can be supplemented by a technique such as fuzzy logic with recognized industrial applicability.
  • the flow rate of the gas flow 24 remains stable or even decreases at the time of increasing This behavior is indicative of a limit of processing capacity or excessive load A reduction in the regular feed rate 37 may then be necessary
  • the pH is indicative of an insufficient
  • the device presented operating by methane fermentation the organic matter present in the liquid phase 20 of the digester 1 is in a first step transformed into volatile fatty acids by the action of acidogenic bacteria
  • the acids g low volatiles thus obtained are degraded into methane and carbon dioxide, and therefore no longer influence the pH of the medium if the latter has sufficient buffering capacity ant
  • volatile fatty acids can accumulate and lower the PH
  • the pH is compared to an intervention threshold value When the pH is above this threshold value, the supply flow is left regular unchanged When, on the contrary, the pH is less than or equal to this threshold value, the regular supply flow is reduced 37
  • the electronic processing unit 10 calculates this reduction according to the response of the system in terms of gas flow and pH, and imposes it on the feed stream 22 via the first control system 15 acting on the main pump 5.
  • the system described thus makes it possible to continuously adjust the regular feed rate 37 to the maximum processing capacity of the digester 1. It may face operating constraints in the treatment of waste water, manifested by various variations that may occur on an industrial site.
  • the applied load and the hydraulic residence time used can be optimally chosen.
  • the electronic processing unit 10, combined with the sensors 13 and 14 and the control systems 15 and 16, provide overall supervision of the system and choose the most appropriate local actions.
  • the device according to the invention is suitable both for operating at maximum capacity, and at lower loads, this choice being decided by the user.
  • control system can be generalized to all depollution of waste water by anaerobic culture.
  • the positive feeding steps applied have durations typically between 5 min and 2 h. They are advantageously separated by durations at least equal to 2 h, and typically between 2 h and 6 h in the case of a periodic application.
  • the heights of the positive steps applied preferably have values substantially greater than the maximum increase envisaged for the regular feed rate 37. They thus make it possible to overcome problems of detectability due to fluctuations in the measured curves, such as those of the curve. 36. These heights are advantageously between 1/2 times and 10 times the height H0 of the regular supply flow 37. However, they must not exceed critical values which risk disturbing the biological system. It is also possible to apply negative steps instead of positive steps such as that 33 presented by way of example, or alternately.
  • the electronic processing unit 10 can carry out an analysis of the measured signals and optionally vary the flow of regular feeding 37 during each pulse. It can also carry out each of the analyzes for several pulses, in order to increase the reliability of the decisions taken.
  • Curve 39 is identical to curve 36 of the first example of setting works during the first twelve hours. It then shows a significant increase in the gas flow for a duration D5 approximately equal to 2 h. By integrating during the period D5 the increase in the gas flow rate, a second volume V2 of gas is obtained due to the additional charge treated in response to the second step 34.
  • the volumes V1 and V2 are then compared jointly with the theoretical volumes that would be obtained under the effect of curve 38 of the feed rate under nominal anaerobic culture conditions.
  • the electronic processing unit 10 calculates an increase in the regular feed rate taking into account the two volumes V1 and V2 at the same time, for example by an average method.
  • the choice of two very different pulses in duration and in height makes it possible to more surely validate the results obtained.
  • the electronic processing unit 10 imposes the calculated increase in the supply flow 22, by means of the first control system 15.
  • the decision-making is thus carried out by the electronic processing unit 10 after analysis of the response at the two levels 33 and 34.
  • the choice of the number of steps processed jointly results from a compromise between the speed of execution and the reliability of the system. In general, the analysis of a single step is sufficient.
  • the applied impressions are advantageously constituted by steps, they can also take other forms, such as parabolic, or triangular for example.
  • the measurement of the pH of the purified liquid 23 can be omitted, the mere knowledge of the flow rate of the decomposition gas 24 sufficient to automatically control and regulate the depollution device.
  • This pH measurement offers increased reliability. It is possible to use any other parameter than the gas flow rate to analyze the response of the biological system to a supply pulse.
  • the pH and COD measured, or the residual pollution concentration, in the purified liquid can, for example, play this role, but their measurements reflect accomplished facts and are often carried out too late to react correctly to critical situations.
  • the ratio of the percentages of methane and carbon dioxide or the content of hydrogen gas in the decomposition gas can be used.
  • main pump 5 and the secondary pump 6 can be grouped into a single pump controlled by the electronic processing unit 10 at least from a single control system.
  • the device according to the invention can be used for simple control.
  • the electronic processing unit 10 is connected to an alarm means, which is triggered when the digester 1 is overloaded and is no longer able to properly filter the waste water.
  • a second signal can be provided to indicate that the digester 1 is operating below its capacity.
  • PID type regulation is fully mastered and very widely used on an industrial site, any other method of regulation can be used.
  • the fluidized bed reactor has a working volume of 15 liters, includes a column surmounted by a calming zone and a gas-liquid separator.
  • the reactor is equipped with a water jacket keeping the temperature at around 35 ° C, and includes a clarification device (settling device) separating the bioparticles from the liquid phase and allowing recycling of this liquid phase to by means of a peristaltic pump.
  • the reactor uses support particles from a fine granular material having a specific gravity of 2, and the expansion is produced by a recycling stream.
  • An effluent of COD equal to 18 g / l is introduced for the first 60 hours and 35 g / l for the following 60 hours. Since the initial regular diet is worth 30 kg COD / m 3 d (per m 3 and per day), positive pulses of approximately 15 kg COD / m 3 d are superimposed on it approximately every 9 hours.
  • the automatic control of the feed rate then increases the latter from 30 kg COD / m 3 d to 40 kg COD / m 3 d during the first 60 hours, the flow stabilizing at this latter value. Then, the automatic control increases the flow from 40 kg COD / m 3 d to more than 90 kg COD / m 3 d during the following 60 hours, after the increase in COD in the inlet effluent.
  • the reactor has a working volume of 120 I, and its temperature is kept close to 35 ° C by means of a variable power heat exchanger.
  • the liquid phase is recycled to the reactor by means of a vortex type pump.
  • the other specificities are the same as for the reactor of the first series of applications.
  • the 120 I of the reactor are filled and allowed to stabilize for one month. Then, the control strategy is applied with an initial feed rate almost zero, the COD being close to 30 g / l. We then obtain a growth in the feed rate which, after oscillations, stabilizes at around 40 kg COD / m 3 d after thirty days.
  • the reference signs inserted after the technical characteristics mentioned in the claims are intended only to facilitate understanding of the latter, and in no way limit their scope.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de contrôle d'un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires par culture anaérobie. On alimente un réacteur (1) en eaux résiduaires, et on en extrait un liquide épuré (23) et un gaz de décomposition (24). On superpose à une alimentation régulière du réacteur (1) des impulsions d'alimentation, et on mesure au moins un paramètre de réponse aux impulsions. Application à un dispositif de dépollution par fermentation méthanique.

Description

Procédé de contrôle d'un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires et dispositif correspondant
La présente invention est relative à un procédé de contrôle d'un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires et à un dispositif correspondant.
On utilise fréquemment en tant que procédé de dépollution efficace des techniques anaérobies, telles que la fermentation méthanique ou la dénitrification. Les cultures anaérobies sont en effet un système de traitement très bien adapté à l'élimination de pollutions carbonées ou à base de nitrates issues d'effluents industriels, correspondant respectivement à la digestion anaérobie et à la dénitrification.
La digestion anaérobie permet de traiter des charges atteignant facilement 15 à 30 kg de demande chimique en oxygène (DCO) par m3 de réacteur et par jour, avec des rendements d'épuration traditionnellement de 90-95 %. Elle est appliquée en particulier au traitement d'effluents agro- alimentaires.
La digestion anaérobie est souvent considérée comme un prétraitement d'eaux résiduaires, suivi d'une finition aérobie. Il est ainsi possible d'atteindre des niveaux très bas en concentration d'éléments polluants, et de permettre ainsi un rejet d'eaux traitées dans le milieu naturel.
Les procédés d'épuration par digestion anaérobie mettent en oeuvre des réacteurs de plus en plus intensifs, qui permettent de confiner d'importantes concentrations en biomasse dans des volumes très compacts. De tels réacteurs travaillant à très fortes charges ont une avancée technologique importante concourant à plus de performance. Cependant, les écosystèmes présents dans les réacteurs sont en permanence fortement sollicités en vue de travailler dans des conditions limites compatibles avec un bon équilibre microbien. Un contrôle manuel de tels dispositifs de dépollution s'avère ainsi difficile et peu fiable, et conduit souvent à utiliser les réacteurs en deçà de leurs possibilités par crainte de surcharge organique.
Pour remédier aux inconvénients des procédures manuelles, il a été proposé dans le document FR-2.672.583 un procédé de régulation et de conduite automatique d'un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires par fermentation méthanique. Ce procédé consiste à mesurer simultanément dans la phase gazeuse des digesteurs d'un réacteur de fermentation les trois paramètres suivants: le débit de gaz issu de la transformation de la matière organique lors de la fermentation, le rapport des pourcentages de méthane et de gaz carbonique, et la teneur en hydrogène gazeux, puis à traiter en temps réel les informations ainsi recueillies afin d'obtenir des signaux traduisant l'état instantané de l'écosystème du dispositif de dépollution.
Le procédé décrit dans le document FR-2.672.583 est applicable exclusivement à une digestion anaérobie par fermentation méthanique. D'autre part, il nécessite la mesure simultanée de trois paramètres, et utiliser leurs variations nécessite un calibrage de leurs réponses.
Le brevet américain US-A-4.349.435 concerne un système réacteur anaérobie dans lequel on mesure les taux d'alimentation en DCO et de génération de méthane, on estime à partir de ces mesures la DCO de l'effluent et on commande le taux d'alimentation en rapport avec cette estimation.
Le brevet américain US-A-4.986.916 décrit une méthode de contrôle d'une réaction catalysée biologiquement. Selon cette méthode, on identifie un gaz de repérage (trace gas) qui est un intermédiaire métabolique ou s'équilibre avec un tel intermédiaire. On mesure sa concentration et on en obtient une évaluation de l'état métabolique de la réaction par une relation déterministe.
L'invention a pour but un procédé de contrôle d'un dispositif de dépollution de matière organique, soluble ou non, par culture anaérobie, fiable, facile à mettre en oeuvre, et permettant un fonctionnement stable et optimal.
L'invention a ainsi pour objectif de pouvoir traiter des charges polluées bien plus élevées que celles usuellement obtenues dans l'industrie.
L'invention a notamment pour but un procédé de régulation automatique d'un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires ayant les avantages précédents.
L'invention vise également un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires par culture anaérobie fiable et performant, et permettant une conduite automatique.
La présente invention a ainsi pour objet un procédé de contrôle d'un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires par culture anaérobie. Dans ce procédé, on alimente au moins un réacteur en eaux résiduaires à un débit d'alimentation , on décompose les eaux résiduaires en un liquide épuré et en un gaz de décomposition , et on extrait du digesteur le liquide épuré et le gaz de décomposition.
L'orig inalité du procédé selon l'invention tient en ce qu'on superpose à une alimentation régulière du réacteur des impulsions d'alimentation, et en ce qu'on mesure au moins un paramètre de réponse aux impulsions.
L'application d'impulsions superposées à l'alimentation régulière fonde un procédé original de contrôle, reposant sur une association de perturbations et d'analyses.
Les impulsions appliquées peuvent être positives ou négatives, selon qu'elles augmentent ou diminuent le débit d'alimentation régulière. Elles permettent ainsi d'évaluer si le système biologique peut admettre une charge supplémentaire, ou si il est au contraire nécessaire de réduire les charges traitées.
Les impulsions d'alimentation peuvent avoir une amplitude sensiblement plus élevée que des variations pratiquées dans le débit d'alimentation régulière. Le procédé selon l'invention permet ainsi d'obtenir une capacité de détection accrue, et de se contenter de mesurer un unique paramètre de réponse tout en obtenant une très bonne fiabilité. Le procédé selon l'invention est adapté à tout type de réacteur et à n'importe quel effluent à traiter. En effet, les perturbations sont directement appliquées à l'alimentation, et les analyses ne sont pas liées à un type de fermentation particulière. Préférentiellement, on ajuste automatiquement le débit d'alimentation régulière en fonction du résultat des analyses.
Cette conduite automatique est simple en terme mathématique et robuste en terme pratique, car fondée sur des notions de fonctionnement biologique réel.
L'ajustement automatique pratiqué dans le procédé selon l'invention rend ainsi possible un fonctionnement optimal du dispositif de dépollution vis-à-vis du traitement biologique, en le poussant à travailler au maximum de ses capacités. De plus, le procédé selon l'invention est également applicable à des charges moins élevées.
Les impulsions d'alimentation consistent avantageusement en des échelons positifs d'alimentation.
Il est judicieux que les paramètres de réponse appartiennent à un ensemble comprenant le débit du gaz de décomposition et le pH du liquide épuré.
Les impulsions d'alimentation sont de préférence appliquées périodiquement.
Elles ont avantageusement des hauteurs comprises entre 1 /2 fois et 10 fois la hauteur du débit d'alimentation régulière, et ont des durées avantageusement comprises entre 5 mn et 2 h.
Dans un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention, les paramètres de réponse sont le débit du gaz de décomposition et le pH du liquide épuré, et les analyses comprennent les étapes suivantes:
- on pratique un lissage en fonction du temps du débit gazeux, - on calcule par intégration temporelle du débit gazeux lissé, un volume mesuré du gaz de décomposition produit en réponse à au moins une impulsion positive,
- lorsque le volume mesuré est négatif ou nul, on compare le pH à une valeur de seuil d'intervention , de sorte que lorsque le pH est supérieur à la valeur de seuil, on laisse le débit d'alimentation régulière inchangé, et lorsque le pH est inférieur ou égal à la valeur de seuil, on diminue le débit d'alimentation régulière,
- lorsque le volume mesuré est positif, on le compare à un volume théorique obtenu sous l'effet de ces impulsions dans des cond itions nominales de culture anaérobie, et on augmente le débit d'alimentation régulière en fonction du résultat de la comparaison.
Une valeur négative ou nulle du volume mesuré correspond à une diminution ou à une stagnation de la culture anaérobie sous l'effet d'une surcharge d'eaux résiduaires.
L'invention concerne également un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires par culture anaérobie capable de décomposer des eaux résiduaires en un liquide épuré et en un gaz de décomposition. Ce dispositif comprend :
- au moins un réacteur,
- au moins un conduit d'alimentation en eaux résiduaires débouchant dans le réacteur, - au moins un premier conduit d'extraction du liquide épuré et au moins un second conduit d'extraction du gaz de décomposition,
- au moins un capteur disposé sur l'un au moins des premier et second conduits d'extraction, - au moins une pompe principale équipant le conduit d'alimentation,
- au moins une unité de traitement électronique reliée aux capteurs et à la pompe principale, pouvant agir sur la pompe principale.
Selon l'invention, l'unité de traitement électronique est capable de produire dans le conduit d'alimentation des impulsions d'alimentation superposées à une alimentation régulière, d'analyser des paramètres mesurés par les capteurs, de déterminer un débit d'alimentation régulière ajusté aux analyses et de produire ce débit d'alimentation régulière ajusté.
Dans un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, celui-ci comprend au moins une pompe secondaire équipant le conduit d'alimentation et reliée à l'unité de traitement électronique, cette unité produisant des impulsions d'alimentation au moyen de la pompe secondaire.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit d'un exemple de réalisation et de mise en oeuvre, en regard des dessins annexés sur lesquels:
La Figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires selon l'invention. La Figure 2 représente l'évolution en fonction du temps, exprimé en heures, d'un premier débit d'alimentation régulière, exprimé en litres/heure, du dispositif de la Figure
1 .
La Figure 3 représente l'évolution en fonction du temps, exprimé en heures, du débit de gaz de décomposition, exprimé en litres/heure, produit par le dispositif de la Figure 1 alimenté au débit d'alimentation de la Figure 2.
La Figure 4 représente l'évolution en fonction du temps, exprimé en heures, d'un second débit d'alimentation régulière, exprimé en litres/heure, du dispositif de la Figure 1 .
La Figure 5 représente l'évolution en fonction du temps, exprimé en heures, du débit de gaz de décomposition, exprimé en litres/heure, produit par le dispositif de la Figure 1 alimenté au débit d'alimentation de la Figure 4.
Un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires, tel que représenté sur la Figure 1 , comprend un digesteur 1 ou réacteur capable de décomposer des eaux résiduaires en un liquide épuré et un gaz de décomposition .
Le digesteur 1 peut par exemple consister en un dispositif de type lit fluidisé, permettant des performances élevées.
Un conduit d'alimentation 2 approvisionne le digesteur 1 en eaux résiduaires. Ce conduit d'alimentation 2 est équipé d'une pompe principale 5 permettant de doser un débit d'alimentation régulière, et d'une pompe secondaire 6 en parallèle de la pompe principale 5, permettant d'appliquer des perturbations à ce débit d'alimentation régulière. Le digesteur 1 est également relié à un premier conduit d'extraction 3 du liquide épuré et à un second conduit d'extraction 4 du gaz de décomposition. Un conduit de recyclage 7 monté sur le premier conduit d'extraction 3 rend possible un recyclage dans le digesteur 1 d'une portion du liquide traité. Un pH-mètre 13 positionné sur le conduit de recyclage
3 et un débitmètre 14 placé sur le second conduit d'extraction
4 permettent de mesurer respectivement le pH du liquide épuré et le débit de gaz formé dans le digesteur 1 .
Le dispositif de dépollution selon l'invention comporte également une unité de traitement électronique 10 apte à recevoir des signaux en provenance des capteurs 13 et 14. L'unité de traitement électronique 10 est capable d'agir sur la pompe principale 5 par l'intermédiaire d'un premier système de commande 15, et sur la pompe secondaire 6 par l'intermédiaire d'un second système de commande 16. En fonctionnement, le digesteur 1 reçoit au préalable un écosystème constitué d'une population microbienne pouvant décomposer des eaux résiduaires. Cette population est constituée d'organismes anaérobies, capables de réaliser par exemple une fermentation méthanique ou une dénitrification. L'écosystème forme une biomasse incluse dans une phase liquide 20 avec, au-dessus, une phase gazeuse 21 .
Un flux d'alimentation 22 en eaux résiduaires est conduit dans la phase liquide 20 du digesteur 1 à un débit d'alimentation régulière, ajusté au moyen de la pompe principale 5. Les eaux résiduaires parvenant dans la phase liquide 20 du digesteur 1 sont alors décomposées par la population microbienne, et produisent un flux de liquide épuré 23 et un flux gazeux 24 respectivement extraits du digesteur
1 par les conduits 3 et 4. Les mesures effectuées par le pH- mètre 1 3 sur le liquide épuré et par le débitmètre 14 sur le gaz de décomposition sont transmises à l'unité de traitement électronique 10 Dans un exemple d'application représenté sur la
Figure 2. le flux d'alimentation 22 a un débit d'alimentation régulière 37 de l'ordre de 0,35 l/h
L'unité de traitement électronique 10 applique au flux d'alimentation 22 des impulsions de débit au moyen du second système de commande 16 L'unité de traitement électronique 10 est préférentiellement programmée pour appliquer périodiquement ces impulsions. Elle peut aussi appliquer les impulsions de façon irrégulière au cours du temps, y compris lors d'une intervention manuelle. Ces deux dernières possibilités peuvent être en particulier judicieuses en présence de variations pouvant intervenir sur site industriel, concernant par exemple le débit d'alimentation régulière 37, la concentration de l'effluent à traiter, ou la nature de la pollution organique. Le pH du liquide épuré et le débit du flux gazeux 24 sont de préférence mesurés de façon continue par respectivement le pH-mètre 13 et le débitmètre 14.
Dans un premier exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention , représenté aux Figures 2 et 3, on impose au débit du flux d'alimentation 22 d'évoluer dans le temps selon une courbe 32 (Figure 2) L'évolution du débit d'alimentation rapporté à un axe de débit d'alimentation 31 par rapport à un axe de temps 30 correspond pendant huit premières heures à un débit d'alimentation régulière 37 de hauteur HO = 0,35 l/h Ce débit d'alimentation régulière 37 est contrôlé par l'unité de traitement électronique 1 0 agissant sur le premier système de commande 1 5
Pendant une durée D 1 d'environ une heure, on superpose au débit d'alimentation régulière un échelon 33 positif d'une hauteur H 1 environ égale à 0, 35 l/h Cet échelon 33 d'alimentation est impose par l'unité de traitement électronique 10 au moyen du second système de commande 16 agissant sur la pompe secondaire 6 Le flux d'alimentation 22 est ensuite restreint au débit d'alimentation régulière de hauteur H0.
Le débit d'alimentation schématisé par la courbe 32 conduit à une évolution du débit du flux gazeux 24 représentée par la courbe 36 (Figure 3), rapportée à un axe de débit gazeux 35 par rapport à l'axe temporel 30
De 0 à 8 heures , la courbe 36 subit des fluctuations autour d'une valeur moyenne G0 sensiblement égale à 3,85 l/h . Pendant toute cette durée, le débit du flux gazeux 24 mesuré reste inférieur à 4 l/h, subissant par moment des chutes de débit pouvant atteindre 0,7 l/h. A partir de la 8ème heure, on observe sous l'effet de l'échelon 33 une augmentation du débit gazeux de l'ordre de 0,8 l/h par rapport à la valeur moyenne G0. Le débit du flux gazeux 24 reste nettement supérieur à la valeur moyenne G0 pendant une durée D4 légèrement inférieure à 2 h. En intégrant pendant la durée D4 l'augmentation du débit gazeux provoqué par l'échelon 33, on obtient un volume V1 de gaz dû au supplément de charge traité en réponse à l'échelon 33. La durée D4 d'intégration peut par exemple débuter à l'instant d'application de l'échelon 33, et s'achever au moment où l'augmentation du débit gazeux devient inférieure à une moyenne évolutive de cette augmentation.
L'augmentation de la charge traitée sous l'effet de l'échelon 33 d'alimentation montre que le système biologique est capable d'admettre une surcharge organique. L'unité de traitement électronique 10 analyse la courbe 36 du débit gazeux en fonction de la courbe 32 du débit d'alimentation, et compare le volume V1 à un volume théorique qu'on obtiendrait sous l'effet de la courbe 32 du débit d'alimentation dans des conditions nominales de culture anaérobie. Ce volume théorique est calculé en supposant que le digesteur 1 fonctionne avec une capacité de traitement identique lors du débit d'alimentation régulière 37 et de l'échelon 33. L'augmentation maximale du débit d'alimentation régulière 37 est fixée à 20% de l'alimentation régulière.
Etant donné que le volume V1 obtenu est inférieur au volume théorique correspondant, l'unité de traitement électronique 10 calcule une augmentation du débit d'alimentation régulière inférieure à 20% . Dans une forme simplifiée, cette augmentation est proportionnelle au rapport du volume mesuré V1 , au volume théorique.
L'unité de traitement électronique 10 impose l'augmentation du flux d'alimentation 22 en agissant sur le premier système de commande 15 actionnant la pompe principale 5. L'augmentation peut être imposée par une méthode classique d'automatique, telle qu'une régulation de type proportionnelle intégrale et dérivée (PID). Cette méthode peut être complétée par une technique telle que de la logique floue ayant une applicabilité industrielle reconnue.
Lorsque le digesteur 1 n'est pas capable de supporter une charge supplémentaire introduite sous la forme d'un échelon positif d'alimentation, le débit du flux gazeux 24 reste stable ou même décroît au heu d'augmenter Ce comportement est révélateur d'une limite de capacité de traitement ou d'une charge excessive Une diminution du débit d'alimentation régulière 37 peut alors s'avérer nécessaire Une telle décision est prise en fonction du pH du liquide épure En effet, le pH est révélateur d'une insuffisance d'épuration En particulier, le dispositif présenté fonctionnant par fermentation méthanique, la matière organique présente dans la phase liquide 20 du digesteur 1 est dans une première étape transformée en acides gras volatils par l'action de bactéries acidogenes Dans une seconde étape, les acides g ras volatils ainsi obtenus sont dégradés en méthane et en gaz carbonique, et n'influencent donc plus le pH du milieu si ce dernier a un pouvoir tampon suffisant Par contre, en cas de surcharge organique par exemple, les acides gras volatils peuvent s'accumuler et faire baisser le PH
Dans le cas ou l'application d'échelons positifs ne provoque pas une augmentation du débit gazeux, on compare le pH à une valeur de seuil d'intervention Lorsque le pH est supérieur a cette valeur de seuil, on laisse le débit d'alimentation régulière inchange Lorsqu'au contraire, le pH est inférieur ou égal a cette valeur de seuil, on diminue le débit d'alimentation régulière 37 L'unité de traitement électronique 10 calcule cette diminution en fonction de la réponse du système en terme de débit gazeux et du pH , et l'impose au flux d'alimentation 22 par l'intermédiaire du premier système de commande 15 agissant sur la pompe principale 5. Le système décrit permet ainsi d'ajuster en continu le débit d'alimentation régulière 37 à la capacité maximale de traitement du digesteur 1 . Il peut faire face à des contraintes d'exploitation du traitement d'eaux résiduaires, se manifestant par diverses variations pouvant intervenir sur site industriel.
Grâce au dispositif et au procédé selon l'invention, la charge appliquée et le temps de séjour hydraulique utilisés peuvent être choisis de façon optimale. L'unité de traitement électronique 10, combinée avec les capteurs 13 et 14 et les systèmes de commande 15 et 16, assurent une supervision globale du système et choisissent les actions locales les plus appropriées.
Le dispositif selon l'invention est adapté aussi bien pour fonctionner au maximum de ses capacités, qu'à des charges moins élevées, ce choix étant décidé par l'utilisateur.
La nature de l'effluent n'intervenant pas directement, le système de conduite est généralisable à toutes dépollutions d'eaux résiduaires par culture anaérobie.
De façon générale, les échelons d'alimentation positifs appliqués ont des durées typiquement comprises entre 5 mn et 2 h . Ils sont avantageusement séparés par des durées au moins égales à 2 h , et typiquement comprises entre 2 h et 6 h dans le cas d'une application périodique. Les hauteurs des échelons positifs appliqués ont de préférence des valeurs sensiblement supérieures à l'augmentation maximale envisagée pour le débit d'alimentation régulière 37. Elles permettent ainsi de surmonter des problèmes de détectabilité dus aux fluctuations des courbes mesurées, telles que celles de la courbe 36. Ces hauteurs sont avantageusement comprises entre 1 /2 fois et 10 fois la hauteur H0 du débit d'alimentation régulière 37. Elles ne doivent cependant pas dépasser des valeurs critiques risquant de perturber le système biologique. Il est également possible d'appliquer des échelons négatifs au lieu d'échelons positifs tels que celui 33 présenté à titre d'exemple, ou en alternance. Leur utilisation est particulièrement pertinente quand les capacités du système biologique s'avèrent saturées, par exemple à la suite d'une augmentation de concentration de polluants ou d'un changement de nature de l'effluent à traiter. L'analyse de la courbe de réponse du débit gazeux permet alors à l'unité de traitement électronique 10 de déterminer une diminution souhaitable du débit d'alimentation régulière 37, en combinaison avec l'analyse du pH du liquide épuré. Les échelons négatifs ont des hauteurs typiquement comprises entre 20% et 100% de la hauteur H0 d u débit d'alimentation régulière 37. L'unité de traitement électronique 10 peut mener une analyse des signaux mesurés et procéder éventuellement à une variation du débit d'alimentation régulière 37 lors de chaque impulsion . Elle peut aussi effectuer chacune des analyses pour plusieurs impulsions, afin d'augmenter la fiabilité des décisions prises.
Ainsi, dans un second exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, représenté aux Figures 4 et 5. on impose au débit du flux d'alimentation 22 d'évoluer dans le temps selon une courbe 38 (Figure 4) . L'évolution de la courbe 38 pendant douze premières heures est identique à celle de la courbe 32. On applique ensuite en plus d u premier échelon 33, un second échelon 34. Ce dernier a une durée D2 environ égale à 12 mn et une hauteur H2 d'environ 2,35 l/h, et les deux échelons 33 et 34 sont séparés par une durée D3 légèrement supérieure à 3 h. Après le second échelon 34, on revient au débit d'alimentation régulière.
Le débit d'alimentation schématisé par la courbe 38 conduit à une évolution du débit du flux gazeux 24 représentée sur la courbe 39 (Figure 5). La courbe 39 est identique à la courbe 36 du premier exemple de mise en oeuvre pendant les douze premières heures. Elle montre ensuite une augmentation sensible du débit gazeux pendant une durée D5 environ égale à 2 h. En intégrant pendant la durée D5 l'augmentation du débit gazeux, on obtient un second volume V2 de gaz dû au supplément de charge traité en réponse au second échelon 34.
Les volumes V1 et V2 sont ensuite comparés conjointement aux volumes théoriques qu'on obtiendrait sous l'effet de la courbe 38 du débit d'alimentation dans des conditions nominales de culture anaérobie. L'unité de traitement électronique 10 calcule une augmentation du débit d'alimentation régulière en prenant en compte les deux volumes V1 et V2 à la fois, par exemple par une méthode de moyenne. Le choix de deux impulsions très différentes en durée et en hauteur permet de valider plus sûrement les résultats obtenus. Puis, l'unité de traitement électronique 10 impose l'augmentation calculée du flux d'alimentation 22, au moyen du premier système de commande 15. Dans l'exemple de mise en oeuvre présenté, la prise de décision est ainsi effectuée par l'unité de traitement électronique 10 après analyse de la réponse aux deux échelons 33 et 34. Le choix du nombre d'échelons traités conjointement résulte d'un compromis entre la rapidité d'exécution et la fiabilité du système. En général, l'analyse d'un unique échelon suffit.
Bien que les impuisions appliquées soient avantageusement constituées par des échelons, elles peuvent également adopter d'autres formes, telles que parabolique, ou triangulaire par exemple.
Par ailleurs, la mesure du pH du liquide épuré 23 peut être supprimée, la seule connaissance du débit du gaz de décomposition 24 suffisant à contrôler et à réguler automatiquement le dispositif de dépollution. Cette mesure du pH offre cependant une fiabilité accrue. Il est envisageable d'utiliser tout autre paramètre que le débit gazeux pour analyser la réponse du système biologique à une impulsion d'alimentation. Le pH et la DCO mesurés, ou la concentration résiduelle en pollution, dans le liquide épuré peuvent par exemple jouer ce rôle, mais leurs mesures traduisent des faits accomplis et sont souvent effectuées trop tard pour réagir correctement à des situations critiques. Dans le cas particulier de la fermentation méthanique, le rapport des pourcentages de méthane et de gaz carbonique ou la teneur en hydrogène gazeux dans le gaz de décomposition peuvent être utilisés.
Qui plus est, l'analyse de la réponse à des impulsions peut être menée avec plusieurs paramètres au lieu d'un seul. La qualité des résultats obtenus avec le procédé selon l'invention ne semble cependant pas nécessiter cette augmentation de complexité.
Il est clair que la pompe principale 5 et la pompe secondaire 6 peuvent être regroupées en une seule et même pompe commandée par l'unité de traitement électronique 10 au moins d'un unique système de commande. La dissociation des pompes 5 et 6 permet cependant plus de souplesse.
Au lieu de servir à une régulation et à une conduite automatique, le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour un simple contrôle. Dans ce cas, l'unité de traitement électronique 10 est reliée à un moyen d'alarme, qui se déclenche lorsque le digesteur 1 est surchargé et n'est plus à même de filtrer convenablement les eaux résiduaires. Un second signal peut être prévu pour indiquer que le digesteur 1 fonctionne en deçà de ses capacités. Il est cependant judicieux d'automatiser la régulation, afin d'éviter les taches fastidieuses risquant d'être réalisées de façon imprécise, et de réduire ainsi les risques d'erreur. Bien que la régulation de type PID soit totalement maîtrisée et très largement utilisée sur site industriel, toute autre méthode de régulation peut être employée.
Les deux exemples suivants réalisés sur des eaux résiduelles d'une distillerie vinicole illustrent encore l'invention en détail:
Dans le premier, le réacteur à lit fluidisé a un volume de travail de 15 litres, comprend une colonne surmontée d'une zone d'apaisement (calming zone) et un séparateur gaz-liquide. Le réacteur est équipé d'une chemise d'eau (water jacket) maintenant la température à environ 35°C , et comporte un dispositif de clarification (settling device) séparant les bioparticules de la phase liquide et permettant un recyclage de cette phase liquide au moyen d'une pompe péristaltique. Le réacteur utilise des particules support provenant d'un matériau granulaire fin ayant une gravité spécifique de 2, et l'expansion est produite par un flux de recyclage.
On introduit un effluent de DCO égale à 18 g/l pendant 60 premières heures et 35 g/l pendant 60 heures suivantes. L'alimentation régulière initiale valant 30 kg DCO/m3j (par m3 et par jour), on lui superpose des impulsions positives d'environ 15 kg DCO/m3j approximativement toutes les 9 heures. La commande automatique du débit d'alimentation fait alors passer ce dernier de 30 kg DCO/m3j à 40 kg DCO/m3j pendant les 60 premières heures, le débit se stabilisant à cette dernière valeur. Puis, la commande automatique fait passer le débit de 40 kg DCO/m3j à plus de 90 kg DCO/m3j durant les 60 heures suivantes, après l'augmentation de DCO dans l'effluent d'entrée.
Dans le second, le réacteur a un volume de travail de 120 I, et sa température est maintenue voisine de 35°C au moyen d'un échangeur de chaleur à puissance variable. La phase liquide est recyclée dans le réacteur au moyen d'une pompe du type vortex. Les autres spécificités sont les mêmes que pour le réacteur de la première série d'applications.
On remplit les 120 I du réacteur et on le laisse stabiliser pendant un mois. Puis, on applique la stratégie de commande avec un débit d'alimentation initial presque nul, la DCO étant voisine de 30 g/l. On obtient alors une croissance du débit d'alimentation qui, après des oscillations, se stabilise à environ 40 kg DCO/m3j au bout d'une trentaine de jours. Les signes de référence insérés après les caractéris¬ tiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de contrôle d'un dispositif de dépollution d'eaux résiduaires par culture anaérobie, dans lequel on alimente au moins un réacteur (1 ) en lesdites eaux résiduaires (22) à un débit d'alimentation (32) , on décompose lesdites eaux résiduaires en un liquide épuré (23) et en un gaz de décomposition (24), et on extrait dudit réacteur (1 ) le liquide épuré (23) et le gaz de décomposition (24), caractérisé en ce qu'on superpose à une alimentation régulière (37) dudit réacteur (1 ) des impulsions d'alimentation (33, 34), et on mesure au moins un paramètre de réponse (36) auxdites impulsions (33, 34).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on ajuste automatiquement le débit d'alimentation régulière (37) en fonction du résultat desdites analyses.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les impulsions d'alimentation (33, 34) consistent en des échelons positifs d'alimentation.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits paramètres de réponse appartiennent à un ensemble comprenant le débit (36) du gaz de décomposition (24) et le pH du liquide épuré (23).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les impulsions d'alimentation (33, 34) sont appliquées périodiquement.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les impulsions d'alimentation (33, 34) ont des hauteurs (H 1 , H2) comprises entre 1 /2 fois et 10 fois la hauteur (H0) du débit d'alimentation régulière (37).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les impulsions d'alimentation (33,34) ont des durées comprises entre 5 mn et 2 h .
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les paramètres de réponse étant le débit (36) du gaz de décomposition (24) et le pH du liquide épuré (23), lesdites analyses comprennent les étapes suivantes:
- on pratique un lissage en fonction du temps dudit débit (36) gazeux,
- on calcule par intégration temporelle dudit débit (36) gazeux lissé, un volume mesuré du gaz de décomposition (24) produit en réponse à moins une impulsion positive (33,
34).
- lorsque le volume mesuré est négatif ou nul, on compare le pH à une valeur de seuil d'intervention , de sorte que lorsque le pH est supérieur à ladite valeur de seuil, on laisse le débit d'alimentation régulière (37) inchangé, et lorsque le pH est inférieur ou égal à ladite valeur de seuil, on diminue le débit d'alimentation régulière (37),
- lorsque le volume mesuré est positif, on le compare à un volume théorique obtenu sous l'effet desdites impulsions (33, 34) dans des conditions nominales de culture anaérobie, et on augmente le débit d'alimentation régulière (37) en fonction du résultat de la comparaison.
9. Dispositif de dépollution d'eaux résiduaires par culture anaérobie capable de décomposer des eaux résiduaires (22) en un liquide épuré (23) et en un gaz de décomposition (24), comprenant:
- au moins un réacteur (1 ),
- au moins un conduit d'alimentation (2) en eaux résiduaires (22) débouchant dans ledit réacteur (1 ), - au moins un premier conduit d'extraction (3) du liquide épuré (23) et au moins un second conduit d'extraction (4) du gaz de décomposition (24),
- au moins un capteur (13, 14) disposé sur l'un au moins des premier (3) et second (4) conduits d'extraction, - au moins une pompe principale (5) équipant le conduit d'alimentation (2),
- au moins une unité de traitement électronique (10) reliée auxdits capteurs ( 13, 14) et à la pompe principale (5), pouvant agir sur la pompe principale (5), caractérisé en ce que l'unité de traitement électronique (10) est capable de produire dans le conduit d'alimentation (2) des impulsions d'alimentation (33, 34) superposées à une alimentation régulière (37), d'analyser des paramètres mesurés (36) par les capteurs (13, 14), de déterminer un débit d'alimentation régulière ajusté auxdites analyses et de produire ledit débit d'alimentation régulière ajusté.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une pompe secondaire (6) équipant le conduit d'alimentation (2) et reliée à l'unité de traitement électronique ( 10), ladite unité ( 10) produisant des impulsions d'alimentation (33, 34) au moyen de la pompe secondaire (6).
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