[go: up one dir, main page]

WO2006008347A1 - Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne potentialise par adjonction de micromycetes mesophiles ou thermophiles - Google Patents

Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne potentialise par adjonction de micromycetes mesophiles ou thermophiles Download PDF

Info

Publication number
WO2006008347A1
WO2006008347A1 PCT/FR2004/001543 FR2004001543W WO2006008347A1 WO 2006008347 A1 WO2006008347 A1 WO 2006008347A1 FR 2004001543 W FR2004001543 W FR 2004001543W WO 2006008347 A1 WO2006008347 A1 WO 2006008347A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
treatment
sludge
micromycetes
reactor
mesophilic
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/FR2004/001543
Other languages
English (en)
Inventor
Sylvie Fleury
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.)
Societe dAmenagement Urbain et Rural SAUR SAS
Original Assignee
Societe dAmenagement Urbain et Rural SAUR SAS
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 Societe dAmenagement Urbain et Rural SAUR SAS filed Critical Societe dAmenagement Urbain et Rural SAUR SAS
Priority to EP04767399A priority Critical patent/EP1773724A1/fr
Priority to PCT/FR2004/001543 priority patent/WO2006008347A1/fr
Publication of WO2006008347A1 publication Critical patent/WO2006008347A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20—Sludge processing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/33—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Definitions

  • the invention relates to a biological treatment method for reducing the volume of sewage sludge and an installation suitable for implementing such a method. More specifically, the field considered is the treatment of urban wastewater.
  • This process is particularly adapted to the treatment of sludge resulting from the treatment of effluents predominantly "urban”, and whose regulated spreading requires solutions of treatment without transfer of the problem of pollution and within the framework of the respect of the ecosystems.
  • Pseudomonas whose life cycle leads to the transformation of a fraction of the organic carbon of the sludge into gas (CO 2 or methane).
  • the process is controlled by a minimal sludge residence time, but sufficiently long.
  • thermophilic anaerobic treatments give better results than aerobic treatments, but require complex installations.
  • a method of biological degradation of the organic material by the mycelial route has already been described in the patent application WO 03/076351 of the Applicant. This process makes it possible to degrade a large fraction of the organic matter of the sludge in a range ranging from 20 to 40% on average of the amount of dry matter (organic matter and mineral matter) of the sludge, in order to decrease the volume accordingly. .
  • the object of the present invention is to improve the biological degradation of organic matter by the mycelial route as described in WO 03/076351, and to reduce the volume of the sludge by the same amount.
  • the method which is the subject of the present invention thus makes it possible to degrade a large fraction of the organic matter of the sludge in a range of from 20 to 75%, advantageously from 30 to 70%, on average of the amount of dry matter (organic matter and Mineral matter) sludge, and thus generate a high reduction in the volume of sewage sludge.
  • the process according to the present invention also makes it possible to eliminate both pollutants of carbon origin and those of nitrogenous origin by an oxidation and nitrification or even denitrification process, said process depending on the aeration conditions.
  • the subject of the invention is, according to a first aspect, a method of reducing the volume of sludge from an urban treatment plant comprising a stage of basic sludge treatment with micromycetes, preferably continuously grown in parallel.
  • said micromycete treatment being potentiated by the addition of mesophilic or thermophilic micromycetes placed under appropriate temperature conditions to generate enzymatic degradation, preferably between 15 and 75 ° C.
  • micromycetes reference is made to microorganisms, as opposed to higher fungi.
  • mycelium which is the vegetative apparatus, and the spores.
  • any lower mushroom used in sufficient quantity to contribute to the degradation of the sludge, is understood to mean this degradation being evaluated by techniques that are appropriate to the man's reach. job.
  • the species mentioned below are to be considered as non-limiting examples, the invention covering the use of species whose sludge degradation activity is demonstrated.
  • micromycete or mycelium will be used indifferently for the sake of simplicity.
  • Micromycetes are essentially psychrophilic micromycetes.
  • psychrophilic in the sense of the present invention any microorganism that can live and generate enzymatic degradation at temperatures not exceeding 15 0 C.
  • meophilic in the sense of the present invention any microorganism that can live and generate enzymatic degradation at temperatures ranging from about 15 ° C to 40 ° C.
  • the limit of 15 ° C between micromycriess psychrophilic and mesophilic may vary, and can be up to 2O 0 C or slightly more.
  • the term "thermophilic” means any microorganism that can live and generate enzymatic degradation at temperatures ranging from about 40 to 75 ° C.
  • micromycetes and mesophilic or thermophilic micromycetes, particularly suitable are species that can be selected by appropriate selection protocols.
  • This selection of strains then cultured facilitates the large production of an active mycelial preparation against sludge. Once the selection of strains has been made, a preparation of at least one of these strains will be administered to the sludge to be treated.
  • micromycetes that are effective in degrading sludge, some species can be found in sewage sludge. We speak of endogenous micromycetes. But, these micromycetes are present in insufficient quantity in these sludge to degrade them sufficiently. And, they are not implanted under conditions favoring the mode of metabolism sought for optimal degradation of the material. Some species can also be obtained from other biological sources.
  • the process comprises, in parallel with the basic sludge treatment with micromycetes, the continuous cultivation of micromycetes in a bioreactor.
  • the micromycetes are injected periodically to the sludge to be treated in the sludge treatment reactor, from said bioreactor.
  • the injection frequency is one to two times a month.
  • the basic sludge treatment with micromycetes is potentiated by the addition in the medium of mesophilic or thermophilic micromycetes placed under appropriate temperature conditions to generate enzymatic degradation, and thus makes it possible to generate further reduction of the sludge volume by 5 to 40% compared to the basic treatment.
  • Enzymes are proteins with specific catalytic activity. They allow the chemical reactions necessary for life and cell multiplication to be carried out at a high speed and with a certain specificity. Specificity is one of the main characteristics of enzymatic action. It avoids the formation of by-products that takes place with chemical catalysts. The specificity is manifested on the one hand vis-à-vis the type of reaction catalyzed by the enzyme, on the other hand vis-à-vis the substrate of the reaction constituted by the sludge.
  • the complementary treatment of the present invention makes it possible to activate the process of degradation of the organic matter by the mycelial route, by means of mycelial stress generated by maintaining or raising the temperature, and by means of a selection of specific biomass enabling activate the kinetics of sludge degradation.
  • Mesophilic or thermophilic micromycetes produce, under aerobic conditions, specific enzymes, such as proteases, amylases, peptinases, hemicellulases, cellulases, lignases and chitinases, which act on the walls of the organisms contained in the sludge. treat. This results in enzymatic degradation of the sludge.
  • the medium in which the mesophilic or thermophilic micromycetes are added must be at a temperature suitable for generating such enzymatic degradation.
  • the treatment reactor must be maintained at a temperature of the order of 15 or 20 ° C. to 40 ° C., so as to allow optimal development of the mycelial population specific to degradation. of the material.
  • the treatment reactor must be maintained at a temperature of the order of 40 to 75 ° C, so as to allow optimal development of the mycelial population specific to the degradation of the material.
  • the temperature regulation in the treatment reactor can be provided by various means for maintaining and / or raising the temperature, such as a supply of hot steam, a heat-transfer fluid heat exchanger of the hot water or oil type, a resistance heating, a thermostat, or a system of energy recovery type wind, solar or hydro-electric.
  • the mesophilic or thermophilic micromycetes are periodically injected into the sludge to be treated. Typically, the injection frequency is one to two times a month.
  • the mesophilic or thermophilic micromycetes are bioadditives which are seeded regularly in the treatment reactor.
  • the mycelial species are preferably injected either in liquid form (concentrated media, malt type substrate or molasses) or in freeze-dried form.
  • the mesophilic or thermophilic micromycetes are grown in parallel continuously in a separate bioreactor, advantageously thermostatically controlled, in which the temperature of the air and the fluid is regulated.
  • the mesophilic or thermophilic micromycetes are injected into the treatment reactor from said bioreactor.
  • Sludge treatment is advantageously carried out in the reactor with slow stirring, aerobically or anaerobically.
  • sludge treatment is carried out aerobically, preferably with oxygenation of the order of 0.2 to 4 mg / 1 of dissolved oxygen, even more preferably between 0.5 and 2 mg / l, for example of the order of 1 mg / l.
  • the sludge treatment in the reactor can be carried out at neutral pH, advantageously at a pH of about 6 to 8. It can also be carried out at acidic pH, for example at a pH of about 4 to 6, to increase the purifying performance of micromycetes.
  • the pH of the treatment reactor can then be regulated using a mineral or organic acid of the sulfuric acid, acetic acid or phosphoric acid type.
  • the base sludge treatment by micromycetes and the complementary treatment of sludge by mesophilic or thermophilic micromycetes are carried out within a single treatment reactor.
  • the sludge treatment time with micromycetes is then typically between 1 and 25 days, advantageously between 5 and 25 days, even more advantageously between 5 and 20 days, even more advantageously between 7 and 15 days, even more advantageously between 10 and 25 days. 15 days.
  • the flows of mycelium and sludge to be treated are regulated in the installation accordingly.
  • the base treatment of the sludge by the micromycetes and the complementary treatment of the sludge by the mesophilic or thermophilic micromycetes are carried out in two treatment reactors coupled together so as to allow a circulation between the first reactor of the basic treatment and the second reactor of the complementary treatment, of size less than the first.
  • the first reactor of the sludge base treatment is then fed with micromycetes, which are injected periodically, either by regular seeding in said reactor, or by transfer of the micromycetes grown in parallel in a bioreactor to said reactor.
  • the second reactor of the complementary treatment of sludge is then fed with mesophilic or thermophilic micromycetes, which are injected periodically, either by regular seeding in said reactor, or by transfer of micromycetes grown in parallel in a separate bioreactor to said reactor.
  • the circulation can be continuous or discontinuous (batch operation) between the two treatment reactors.
  • the sludge treatment time is then between 5 and 25 days, advantageously between 5 and 20 days, typically between 10 and 15 days in the first reactor, and the sludge treatment time is between a few hours and 5 days, advantageously between 15 hours and 3 days, typically between 20 hours and 30 hours, in the second reactor.
  • an ecosystem is set up in the second reactor for the complementary treatment of sludge, by setting a residence time of the order of a few hours to a few days and a determined rate of sludge circulation. between the two reactors, thus allowing the mesoporbic or thermophilic species to develop and secrete specific enzymes to the degradation of the material, according to the stress conditions to which they are subjected.
  • this embodiment makes it possible to take a fraction of the order of 5 to 40% of the volume of sludge treated with micromycetes in the first reactor of the base treatment, and to transfer said fraction to the second reactor of the complementary treatment where the mesophilic or thermophilic micromycetes are injected and then the sludges from the second reactor are returned to the first reactor by means of a recirculation loop.
  • This embodiment also makes it possible to take a fraction of the order of 5 to 600%, advantageously 70 to 150%, of the feed rate of the first reactor of the base treatment.
  • This embodiment is particularly advantageous according to the present invention, since it makes it possible to obtain a stability of the mesophilic or thermophilic population by using a small complementary processing reactor, requiring only a short residence time of the sludge for effectively degrade sludge.
  • the sizing of the two reactors is determined as a function of the volume of the sludge to be treated, the feed rate of these sludges and the residence time of the sludge in the respective reactors.
  • the volume of the second treatment reactor can be about 3 to 20 times, advantageously 4 to 10 times, smaller than the volume of the first base treatment reactor, when the second reactor is maintained at temperatures of the order of 15 to 40 0 C.
  • the volume of second treatment reactor can be about 20 to 200 times smaller than the volume of the first basic processing reactor, where the second reactor is maintained at temperatures of the order of 40 to 75 ° C .
  • the residence time of the sludge in the second reactor can be much lower than the residence time of the sludge in the first reactor to obtain an effective degradation of the organic matter sludge.
  • the volume of the first reactor of the basic treatment can be of the order of 1000 liters, with a residence time of the order of 15 days
  • the volume of the second reactor of additional treatment may be of the order of 300 liters, with a residence time of the order of 3 days, for a recirculation flow between the two reactors of 100 liters per day.
  • the second treatment reactor is. maintained at a temperature higher than that of the first reactor, the first reactor being advantageously at ambient temperature of the order of 10 to 20 ° C., and the second reactor being advantageously maintained at a temperature of between 20 and 75 ° C.
  • the treatment is carried out at a pH of about 5.5 to 8, advantageously aerobically and with slow stirring, in the first reactor, and the treatment is carried out at a pH of the order of 4 to 6.5, advantageously aerobic and with slow stirring, in the second reactor.
  • the pH can be adjusted according to the selection of the mycelial cocktail. It can in particular be lowered with the aid of an inorganic or organic acid, such as sulfuric acid, acetic acid, or phosphoric acid.
  • the treatment of acid pH sludge in the second reactor makes it possible to increase the purification performance of the mesophilic or thermophilic micromycetes.
  • the treatment of sludge is carried out aerobically in the two reactors, preferably with an oxygenation of the order of 0.2 to 4 mg / l of dissolved oxygen, more advantageously between 0.5 and 2 mg / l, for example of the order of 1 mg / l.
  • the sludge treatment can also be carried out aerobically in one of the two treatment reactors, and anaerobically in the other treatment reactor.
  • a single strain of micromycetes is used.
  • several different strains are combined, forming a mycelial mixture, possibly with a synergistic effect.
  • the micromycetes are selected from the genera Penicillium, Trichoderma, Mucor, Galactomyces, Aspergillus, Fusarium, Geotricum, Phoma, Botrytis, Geomyces, and mixtures thereof.
  • Penicillium roqueforti Penicillium chysogenum, Penicillium atramentosum
  • Trichoderma viride Trichoderma reesei, Mucor hiemalis, Mucor racemosus, Mucor fusais, Mucor plumbeus, Galactomyces geotricum, Aspergillus phoenicis, Aspergillus niger, Fusarium equisetii, Geotricum candidum, Phoma glomerata, Botrytis Cinerea, Geomyces pannorum, and mixtures thereof.
  • a single strain of mesophilic or thermophilic micromycetes is used.
  • several different strains are combined, forming a mycelial mixture, possibly with a synergistic effect.
  • the mesophilic or thermophilic micromycetes are selected from the genera Humicola, Mucor, Chaetomium, Thermoascus, Torula, and mixtures thereof.
  • the mesophilic or thermophilic micromycetes are chosen from: Humicola stellata, Humicola insolens, Humicola grisea, Humicola lanuginosa, Mucor pusillus, Mucor miehel, Chaetomium thermophila, Chaetomium globosom, Chaetomium virescens, Thermoascus aurantiacus, Torula thermophila, and mixtures thereof.
  • other selected non-mycelial microorganisms may be optionally associated with the mycelial component to live in synergy and develop the same functions.
  • the treatment method further comprises a membrane filtration step of the sludge or effluent.
  • the membrane filtration of the sludge is carried out simultaneously with the degradation of the sludge by the micromycetes, using at least one membrane, of the plate membrane type, immersed in the treatment reactor.
  • Membrane aeration allows to ensure on the one hand the supply of oxygen necessary for the proper development of the biomass, and on the other hand the passage of the mixed liquor through the membrane tissue, without clogging of this filtering surface.
  • a suitable backpressure system can be used to allow for spot clearing of the membranes.
  • a backwashing system can also allow this declogging.
  • the permeability of the membranes ensures the retention of suspended matter, as well as the majority of bacteria to be removed.
  • the membrane surface is calculated with respect to the specific suction flow rate of the effluents or sludge through the membrane, and is typically between 10 and 25 l / m 2 / h, preferably order of 15 Vm 2 Ih.
  • the volume of air required for unclogging is between 0.5 and 1.5 Nm 3 (Normals m 3 ) / h / m 2 , typically of the order of 1 Nm 3 Mu 2 .
  • the treatment of the sludge is carried out in two treatment reactors coupled together so as to allow a circulation between the first reactor of the base treatment and the second reactor of the complementary treatment, of size less than the first membrane filtration module (s) is (are) advantageously immersed either in the first base treatment reactor, or in the second additional treatment reactor, or in both reactors.
  • Coupling a biological treatment of sludge with micromycetes with membrane filtration has several advantages: the filtration membranes allow first to thicken and concentrate the sludge, the sludge can then reach levels of order of 25 to 30 g / 1 starting from sludge with initial contents of the order of 5 to 10 g / 1.
  • the membranes make it possible to increase the sludge age of the mycelial population for a given volume of sludge, the membranes also make it possible to obtain an optimized quality of the water by producing filtered, valorizable, quality water Finally, the fact of placing filtration membranes in the sludge treatment reactor where the micromycetes are injected makes it possible to increase the reduction of the sludge volume, and thus extract from the treatment reactor sludge flow less important and more concentrated in MES and MVS.
  • the use of filtration membranes in a sludge treatment reactor, which must be heated in order to stress the mesophilic or thermophilic mycelial species and to generate the specific enzymes for sludge degradation, is thus particularly advantageous. in the context of the present invention, since it allows to heat a smaller volume of sludge for the same age of sludge of the mycelial population.
  • the method further comprises a preliminary step of pre-thickening the sludge to be treated.
  • Pre-thickening can be advantageously used when the treatment reactor does not contain a membrane filtration module.
  • the thickening stage makes it possible to concentrate the sludge, the sludge then being able to reach contents of the order of 30 to 50 g / l, starting from sludge with initial contents of the order of 5 to 10 g / l. .
  • the culture of micromycetes and / or the culture of mesophilic or thermophilic micromycetes is (are) aerobic. This (these) culture (s) is done continuously in a bioreactor.
  • the sludge can be treated continuously or batchwise.
  • the micromycetes are injected monthly at a flow rate of the order of 0.01 to 10%, advantageously at a flow rate of the order of 0.01 to 5%, advantageously at a flow rate of from 0.05 to 5%, still more preferably from 0.1 to 1%, of the volume of the treatment reactor.
  • Micromycetes are preferably administered as a culture in a liquid medium.
  • the mesophilic or thermophilic micromycetes are injected monthly at a flow rate of the order of 0.01 to 5%, typically of the order of 0.1%, of the volume of the treatment reactor.
  • the mesophilic or thermophilic micromycetes are preferably administered in the form of a culture in a liquid medium.
  • the micromycetes are at least partly endogenous, extracted from sludge not yet treated with micromycetes.
  • the mesophilic or thermophilic micromycetes may also be at least partly endogenous, typically when the treatment reactor is placed in a sector where thermophilic or mesophilic processes already exist upstream, such as thermophilic digestion.
  • the amount of dry matter treated sludge by the treatment process is reduced from about 20 to 75%, typically of the order of 45 to 55%, compared to that of untreated sludge. . Depending on the setting parameters this degradation may be greater.
  • the present invention also relates to an urban waste treatment plant effluent treatment plant comprising at least one sludge treatment reactor 8 containing: sludge feed and extraction means, feed injection means, micromycetes and / or mesophilic or thermophilic micromycetes, means for regulating and / or raising the temperature, advantageously stirring means and aeration means, advantageously means for regulating the flow rates of feed and extracting the sludge, advantageously means for regulating the injection rates of micromycetes and / or mesophilic or thermophilic micromycetes, and advantageously means for regulating the pH and / or oxygenation.
  • the treatment reactor 8 has a capacity adapted to the installation.
  • the capacity is in particular a function of the residence time of the sludge to be treated.
  • the volume of the treatment reactor is of the order of 50 m 3 per 1000 eq. .hab (equivalent inhabitants).
  • the volume of the treatment reactor is typically of the order of 4000 m 3 .
  • the installation further comprises, in parallel with the treatment reactor 8, a bioreactor 9 for continuous culture of micromycetes.
  • the plant further comprises, in parallel with the treatment reactor 8, a continuous culture bioreactor 9a of mesophilic or thermophilic micromycetes, advantageously thermostatically controlled.
  • the plant contains a micromycete continuous culture bioreactor 9, as well as a continuous culture bioreactor 9 of mesophilic or thermophilic micromycetes, the two bioreactors are distinct.
  • the continuous micromycete culture bioreactor 9 and / or the continuous culture bioreactor 9a of mesophilic or thermophilic micromycetes comprises (include): nutrient injection means, micronutrients ( microelements), diluted substrate and an inoculum to be cultivated, means for homogeneous distribution of micromycetes in the bioreactor, means for transferring micromycetes grown to the treatment reactor 8, - - air filtration circulating in the bioreactor.
  • the treatment reactor 8 further contains membrane filtration means 19, 31.
  • the installation furthermore contains pre-thickening means for the sludges, such as a drip table, a drum filter and / or a float.
  • pre-thickening means for the sludges such as a drip table, a drum filter and / or a float.
  • the plant contains two treatment reactors 8, 8a sludge, the two reactors being coupled together so as to form a circulation loop, the first treatment reactor 8, for the basic treatment of sludge , being fed with micromycetes, and being advantageously at a temperature of between 10 and 20 ° C., and the second treatment reactor 8 a, of a size smaller than the first, intended for complementary treatment of the sludges, being fed by mesophilic or thermophilic micromycetes. and being advantageously maintained at a temperature of between 20 and 75 ° C.
  • the second sludge treatment reactor 8a contains in particular: sludge feed and extraction means, mesophilic or thermophilic micromycete injection means, - regulation means and / or raising the temperature, advantageously stirring means and aeration means, advantageously means for regulating the flow rates of supply and extraction of the sludge, advantageously means for regulating the injection flow rates mesophilic or thermophilic micromycetes, and advantageously means for regulating the pH and / or oxygenation.
  • the first treatment reactor 8 and / or the second treatment reactor 8a also contains membrane filtration means.
  • the treatment reactor 8 is placed on the sludge treatment die.
  • the treatment reactor 8 is placed on the water treatment die.
  • the purification of an effluent such as an urban effluent can involve separately or jointly: physical purification works (pretreatment, settling), physicochemical structures, biological purification works ensuring more or less complete elimination of carbon, nitrogen and phosphate pollution, - tertiary treatment works.
  • a wastewater treatment plant can only function effectively if it includes a well-adapted sludge treatment chain, allowing regular treatment and evacuation of sludge.
  • the water treatment and sludge chains are interdependent.
  • the choice of a sludge treatment system is fundamental because it involves continuity and quality of water treatment.
  • the raw water is treated with a purifying biomass, and the extracted water is then the treated water.
  • the purifying biomass which degrades the pollution of the raw water generates an organic sludge.
  • This mud contains a mineral fraction.
  • the sludge treatment reactor 8 is inserted into a sewage treatment plant treatment plant according to the present invention, the installation also containing from upstream to downstream: a storage pond and / or primary pretreatment 2 of the effluents to be treated, in which mechanical and / or chemical pretreatments may have occurred, downstream of this pond 2, at least one pool of activated sludge 3, the sludge not yet being exposed to the mycelia,
  • the sludge fraction exiting the basin 4 in the backwater is conveyed by means of transfer 6 to the basin 3 of activated sludge.
  • the sludge treatment reactor 8 can be placed on the sludge treatment die.
  • the sludges feeding the treatment reactor 8 are taken from the sludge recirculating towards the activated sludge basin 3, and are transferred to the treatment reactor 8 by means of pipe 7.
  • the treatment reactor 8 according to the present invention can be placed on the water treatment die, namely directly on the recirculation loop 6 of the sludge towards the activated sludge basin 3.
  • the sludge can also be sampled directly from the pool 3 of activated sludge to be transferred to the treatment reactor 8 by means of conduit 7a.
  • the treatment with micromycetes is carried out with recirculation on the water system: sludge treated with micromycetes is removed from the reactor 8, take the pipe 17, then a pipe 17a, to return to the pipe 6.
  • the plant according to the present invention advantageously contains a micromycete culture bioreactor 9, transferred via a line 10 to the treatment reactor 8.
  • the plant according to the present invention advantageously contains a second treatment reactor 8a fed by mesophilic or thermophilic micromycetes, which then constitutes the reactor for the complementary sludge treatment.
  • the ducts 32 allow circulation between the two reactors 8 and 8a.
  • the plant according to the present invention furthermore advantageously contains a bioreactor 9a, distinct from the bioreactor 9, said bioreactor 9a being a mesophilic or thermophilic micromycete culture bioreactor, which are transferred to the treatment reactor 8a via a conduit 10a.
  • a bioreactor 9a distinct from the bioreactor 9, said bioreactor 9a being a mesophilic or thermophilic micromycete culture bioreactor, which are transferred to the treatment reactor 8a via a conduit 10a.
  • the sludge thus treated with micromycetes and mesophilic or thermophilic micromycetes are discharged from reactor 8 through line 17 to zone 11 for sludge treatment and storage.
  • the sludge undergoes, if necessary, an ultimate treatment or a combination of treatments (dehydration, centrifugation, drying, thermolysis, incineration) of the sludge in a downstream zone 15.
  • the treatment reactor 8 comprises an air inlet 12.
  • the treatment reactor 8a also advantageously comprises an air inlet 12a.
  • the installation advantageously comprises a pre-thickening means 16 for the sludge, such as a drip table or a float, upstream of the treatment reactor 8, which can be positioned either on the sludge feed line 7 or still on the sampling line 7a.
  • a pre-thickening means 16 for the sludge such as a drip table or a float, upstream of the treatment reactor 8, which can be positioned either on the sludge feed line 7 or still on the sampling line 7a.
  • each step a single element of the installation. It is understood that the number of each element is likely to be adapted according to the sizing and the type of installation.
  • the bioreactor 9 or 9a operates according to the principle similar to the "trickle bed", using a preferably lamellar lined support, or a plastic support strip form, allowing the development of a mycelial biology.
  • This bioreactor 9 or 9a which could be named "mycelial bed” of small volume in a proportion ranging from 1/100 to 1/1000 , preferably from 1/500 to 1/1000 , of the treatment reactor 8 or 8a, is used to grow aerated mycelium cocktail after being selected for each type of sludge.
  • the size of the bioreactor 9 or 9a is dependent on the flow to be treated, but also on the quality and / or the composition of the effluents to be treated.
  • mycelial preparation is transferred via line 10 to the treatment reactor 8.
  • An appropriate amount of mesophilic or thermophilic mycelial preparation is transferred via line 10a into the second treatment reactor 8a.
  • the mycelial preparation produced in bioreactor 9 or 9a comprises spores and mycelia.
  • the volume of sludge treated in the treatment reactors 8 and 8 corresponds to a determined residence time, is aerated and inoculated with spores and mycelium produced in situ, and is advantageously stirred continuously with the aid of a stirrer. 14.
  • the operation of the system can take both forms, continuous or by sheeting.
  • the method comprises a sludge pumping phase extracted from the activated sludge die in the pond 3, or on the recirculation 6, for feeding the aerobic treatment phase in the treatment reactor 8.
  • This treatment reactor 8 is in the form of a structure equipped with ventilation ramps 13 and, depending on the design, an agitation system 14.
  • the sludge can circulate between the two reactors 8 and 8a thanks to the loop
  • the treatment reactor 8a advantageously contains ventilation ramps 13a, and may further contain membrane filtration modules 19 (FIG. 1).
  • FIG. 1 FIG.
  • FIG. 2 is almost identical to FIG. 1, except that in FIG. 2, the second treatment reactor 8a does not contain membrane filtration means or ventilation ramps.
  • the aerobic biodigestion is fed continuously on the one hand by the sludge to be degraded from the sludge basin 3, and on the other hand by the mycelial mixture which develops independently in the bioreactor 9 or 9a.
  • the sludge also called effluent to be treated feeds this treatment reactor 8 by pumping with a moderate flow, for example using a main pump and a backup pump in parallel.
  • the filling of the treatment reactor 8 can thus be progressive, continuous and regulated while respecting a time of. stay in this basin 8 at most 30 days of the effluent to be treated and at least a few hours.
  • this duration can be increased, the efficiency of the process will be only slightly favored and the complementary time will not correspond to an economic optimum.
  • the treatment reactors 8 and 8a are sized taking into account the residence time and sludge concentration expressed in MS (g / 1: this imposes a global volume conventionally equipped with the equipment necessary for its proper operation). These structures are preferably ventilated at the bottom of the pond. Medium bubble type airlift can be selected or any similar system.
  • a syncopated homogenization is possibly required according to the periods and the type of effluents to be treated.
  • Treatment reactors 8 and 8a contain a substantially constant mycelial population because the connected system of bioreactor type 9 or 9a makes it possible to generate continuous populations with a limited growth rate.
  • a simple automation control known to those skilled in the art can act on both aeration and brewing.
  • Regulating probes and / or indicating temperature, oxygenation and pH are desirable to verify the good stability of these parameters: pH ranging from 4 to 8, temperature from 15 to 75 0 C, slow stirring, oxygenation from 0.2 to 4 mg / l of dissolved oxygen (in some cases this parameter may be increased), residence time.
  • the bioreactor 9 or 9a of continuous mycelium production is now more precisely described. It must be able to provide the microbial biomass that it contains and that develops there, the quantity of oxygen which it needs. It involves mixing three phases: an aqueous phase (the culture medium), a gaseous phase (the gas of oxygenation of the mycelia, typically of air), a biotic phase constituted by the microbial biomass with mycelial majority.
  • the smooth progress of the process is related to the transfer phenomena between the cells (mycelia and spores) and the culture medium. It is first of all matter transfer, from the external environment towards the cell as for the substrate and the compounds of the culture medium necessary for cell growth, in the opposite direction for the metabolism products of cells in culture.
  • the distribution of the cells in the culture medium must be the best possible.
  • aerobic mycelium culture it is the oxygenation gas that creates turbulence and allows the maintenance of cells in homogeneous suspension.
  • the geometry of the bioreactor is designed so that oxygen transfer is as efficient as possible.
  • the supply of nutrients makes it possible to promote the development of micromycetes microorganisms and thus has an influence on the kinetic behavior of the microbial population present.
  • the bioreactor 9 typically comprises, at the air inlet, an air filtration system designed to prevent contamination by undesired microorganisms, especially yeasts.
  • Treatment reactors 8 and 8a are designed according to the type of process that must take place there. Regardless of the microorganism, bioreactor 9 or 9a is designed to allow as good contact as possible between the two biotic and abiotic phases of the system. The bioreactor establishes the established regime of the process described.
  • the regular supply of a sufficient quantity of sludge keeps the microbial population at a constant level of performance.
  • the effective treatment of the sludge in the treatment reactor 8 is obtained by using a supply of micromycetes, produced in situ in the bioreactor 9, in the reactor 8, and / or a recirculation of sludge having already remained in the treatment reactor 8. The choice depends in particular on the type of effluent to be treated.
  • a culture and / or injection system will preferably be used in order to permanently provide a high load of microorganisms.
  • This culture is carried out in the bioreactor 9 from selected microbial products (inoculum of strains and its culture medium based on malt extract, starch, etc.) and specific nutrients (source of carbon, nitrogen , etc.) for the amplification of the inoculum.
  • repetitive inputs of biocatalysts may be automatically performed during the process.
  • sludge loaded with micromycetes application of inoculation on the first day
  • micromycete cultures may not be sufficiently specific (uncontrolled development in the presence of nutrients from non-specific and non-repetitive flora) .
  • a mixture of a selected "exogenous" fungi and other "endogenous” amplified and nutrient regulated flora will preferably be used. The process then makes it possible to constantly overdose the "active ingredient” and maintain the technical performance despite variations in the flow or composition of the sludge.
  • the bioreactor 9 or 9a allowing on-site production and / or continuous injection of microorganisms in the contact basin 8 or 8a, allows permanent and optimal colonization of the sludge. Compared to the definition of the chemostat mode which involves a single inoculation on the first day and then self-sufficiency, this is an additional security.
  • the system is inoculated with a cocktail selected and adapted to the type of effluent to be degraded. This step allows the start of the installation because it generates the autonomous operation of the whole.
  • the bioreactor 9 or 9a can be in a variety of forms, such as a cylindrical column, of variable height depending on the sizing flows: air, surface of the contact lining. It comprises, for example, three parts: a lower part making it possible to collect a liquid loaded with mycelium, pumped and then poured into the upper part of the column which forms a spraying system (spray boom designed in such a way that the mycelia are not fragmented).
  • the central portion contains a structured type of packing or other, to optimize the implantation of the cultivated population, its fixation and development in favorable conditions. This packing can be of different types and different materials, the main thing being to allow the attachment of the mycelia.
  • This spraying generated by a recirculation of the liquid allows its runoff on the lining of the tower and thus moistens the mycelia that adsorb the components of the liquid.
  • This bioreactor 9 or 9a with a capacity of the order of a few liters or tens of liters depending on the size of the installation, is surmounted by a cover-type roof allowing free passage of airflow but preventing falls storm.
  • the exchanges are favored by a countercurrent between the air and the concentrated liquid percolating on the. packing.
  • Injection of the flow via the degradation tank of the material is preferably carried out in a gravitational manner or, failing this, the pumping technology makes it possible to keep the injected microorganisms in a favorable metabolism.
  • a thermoregulation may be necessary in the case where the bioreactor 9 or 9a would not be protected from freezing.
  • the bioreactor 9a is heated and insulated.
  • the bioreactor 9 or 9a is designed to obtain a very limited consumption of inoculum to implement, because of the autonomy of the system which operates in permanent recirculation, this recirculation ensuring optimal contact for the mycelial population with the constituents promoting its development.
  • a biological punctual analytical follow-up makes it possible to check the growth of the different species of mycelium constitutive of the selected cocktail.
  • An analytical chemical monitoring, existing on the treatment stations makes it possible to be located on the performances of the system.
  • the degradation time is predefined according to the initial characteristics but may vary according to the variations of flow treated upstream.
  • Another embodiment of the invention is described, involving a membrane filtration process of sludge treated with micromycetes.
  • the installation 1 does not comprise a clean treatment reactor or a mycelial digestion tank 8: the digestion of the sludges by micromycetes takes place directly in a pre-treatment reactor 18 in which are immersed means
  • This reactor 18 is similar to the tank 3 described above, but additionally contains the filtration means 19.
  • this reactor 18 designated a mixed treatment reactor, combining a treatment with micromycetes and a membrane filtration, the sludge is the where appropriate activated; the reactor 18 is aerobic.
  • the treated water from the filtration means 19 is discharged through a pipe 20 to an outlet 21; the submergence water pressure of the module, supported by a suction pump downstream, allows the passage of treated water through the membranes. Water is directly rejected or even potentially usable for recycling. Indeed, the membrane walls make it possible to overcome a clarification step and the quality of the water is optimized. It is also possible to provide a backwashing system 21a.
  • the sludge from the tank 18 is discharged through a pipe 22 to a sludge die 23, for example dehydration.
  • the installation may comprise separation means 24, extracted sludge.
  • the sludge may be discharged through an outlet 25 or recirculated by circulation means 26 from the inlet filtrate 27 of the treatment reactor 18.
  • the plant according to the present invention advantageously contains a second treatment reactor 18a fed by mesophilic micromycetes. or thermophilic, preferably positioned on the conduit 26. This second reactor 18a then constitutes the reactor for the complementary treatment of sludge.
  • the reactor 18a is similar to the reactor 8a described above.
  • the conduits 30 allow circulation between the two reactors 18 and 18a.
  • the installation comprises a micromycete culture bioreactor 28, similar to the bioreactor 9 described above.
  • the plant according to the present invention furthermore advantageously contains a bioreactor 28a, not shown in FIG. 2, distinct from the bioreactor 28, said bioreactor 28a being a mesophilic or thermophilic micromycete culture bioreactor, which are transferred to the treatment reactor. 18a by a conduit.
  • the bioreactor 28a is similar to the bioreactor 9a described above.
  • micromycetes produced in the bioreactor 28 are fed to the mixed treatment reactor 18 via a line 29, or are transferred to line 26 via line 29a.
  • the membrane filtration means 19 are typically in the form of one or more modules 31 immersed in the mixed treatment treatment reactor 18.
  • the process combines a biological treatment of wastewater with activated sludge with a high concentration of MES to a separation of the biomass from the water treated by the membranes.
  • the membrane modules 31 may comprise an aeration at their base intended to ensure, on the one hand, the supply of oxygen necessary for the proper development of the biomass (air necessary for aeration of the sludge: required time of contact with the oxygen for the oxygenation of the mixed bacterial and mycelial culture), and on the other hand the passage of the mixed liquor through the membrane tissue.
  • a coarse bubble aeration system can sometimes be associated with an additional fine bubble system to meet needs.
  • a suitable backpressure system can be used to allow for spot clearing of the membranes.
  • a backwashing system can also allow this declogging.
  • the permeability of the membranes ensures the retention of suspended solids as well as the majority of bacteria and germs. It is possible to use, for example, hydrophilic hollow fiber membranes having a permeability of the order of 0.1 to 0.4 ⁇ m.
  • the total energy requirement of the process is the order of 2 to 3 kWh / m 3 of permeate.
  • the specific yield is of the order of 0.4 to 0.5 m 3 per m 2 / day.
  • the combination of a micromycete treatment method and a membrane process makes the treatment conditions optimal.
  • the sludge volume reduction process is compact and optimized.
  • the membrane process, per se, is described for example in documents such as Membrane Bioreactors for Municipal Wastewater Treatment - Husain et al - WQI March / April 1999.
  • the coupling treatment with micromycetes, membrane process optimizes and further improves the treatment.
  • the membranes constituting a carrier of microorganisms during air cleaning the film formed is not completely detached from the membrane tissue, this is an advantage.
  • the selected mycelial cocktail develops and degrades the organic matter independently of this "intimate contact" created by the membrane between the sludge and the constituent mycelial strains themselves of the sludge. Nevertheless, this contact film accelerates the degradation reaction.
  • some species of fungi with specific characters can purify any parasites. This process also advantageously allows the recirculation of the filtrate either in the reactor 18 or in the bioreactor 28 according to the application: in this filtrate, species are still preserved and recycled.
  • the mycelial cocktail can be selected according to the texture of the membrane. We will select a suitable cocktail that will promote the development of species, always in a catabolic mode, that will not damage the tissues membrane. The working criteria remain the same on the membranes, the working flow is very different according to the installations on average 20 to 30 l / m 2 / h for membranes realized in plate form for example.
  • Sludge degradation is here carried out in two treatment reactors coupled together so as to allow circulation between the first reactor of the base treatment and the second reactor of the complementary treatment, of size less than the first.
  • Circulation valves regulate the rate of circulation between the two reactors.
  • the first reactor is fed periodically with micromycetes and the second reactor is fed periodically with thermophilic micromycetes.
  • the first reactor is maintained using a thermostat at a temperature of the order of
  • the volume of the first reactor is of the order of 1000 liters, and the volume of the second reactor is of the order of 300 liters.
  • the first reactor is fed with sludge, with a feed and extraction rate of 50 to 100 liters / day. 100 liters of sludge from this first reactor are transferred to the second reactor with a recirculation flow of the order of 100 liters / day.
  • the sludge has a residence time of about 3 days in the second reactor.
  • the sludge has a residence time of about 20 days in the first reactor, when the feed rate is 50 liters / day.
  • the sludge has a residence time of the order of 10 days in the first reactor, when the feed rate is 100 liters / day.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de réduction du volume de boues de station d'épuration à dominante urbaine comprenant une étape de traitement de base des boues par des micromycètes, de préférence cultivés en parallèle de façon continue, ledit traitement par micromycètes étant potentialisé par adjonction de micromycètes mésophiles ou thermophiles placés dans des conditions de température appropriée pour générer une dégradation enzymatique, avantageusement comprise entre 15 et 75°C. L'invention a également pour objet une installation de traitement de boues de station d'épuration à dominante urbaine convenant à la mise en oeuvre du procédé.

Description

Procédé de dégradation de la matière organique par voie mycélienne potentialisé par adjonction de micromycètes mésophiles ou thermophiles
L'invention concerne un procédé de traitement biologique pour la réduction du volume de boues de stations d'épuration et une installation convenant à la mise en œuvre d'un tel procédé. Plus spécialement, le domaine considéré est celui du traitement des eaux résiduaires à dominante urbaine.
Ce procédé est particulièrement adapté au traitement de boues issues du traitement d'effluents à dominante « urbaine », et dont l'épandage réglementé nécessite des solutions de traitement sans transfert du problème de pollution et dans le cadre du respect des écosystèmes.
On connaît déjà différents traitements d'épuration des eaux usées. Typiquement, les eaux usées subissent un traitement physique et/ou chimique (éventuellement en plusieurs étapes) conduisant à la production de boues. Ces boues subissent alors une activation par voie chimique et/ou enzymatique, ou tout mécanisme analogue, puis éventuellement une déshydratation, une centrifugation, un séchage (ou analogue), avant d'être évacuées de la station d'épuration.
En particulier, afin de réduire le volume de boues généré dans les procédés de traitement des eaux usées de type « boues activées » ou similaire, on cherche à favoriser le catabolisme des microorganismes endogènes. Ceci peut être réalisé en jouant sur l'âge des boues, ou encore en couplant des procédés associant la lyse cellulaire avec un traitement biologique aérobie (CO2) ou anaérobie (CH4).
Différents procédés de digestion anaérobie ou aérobie sont connus. Ils utilisent des biomasses transformantes constituées en grande partie de bactéries, telles que
Pseudomonas, dont le cycle de vie conduit à la transformation d'une fraction du carbone organique de la boue en gaz (CO2 ou méthane). Le processus est contrôlé par un temps de séjour des boues minimal, mais suffisamment long.
Malgré les différents procédés connus, la quantité de boues est souvent trop élevée et le besoin demeure de la réduire encore très fortement. Les traitements anaérobies thermophiles connus donnent des résultats meilleurs que les traitements aérobies, mais nécessitent des installations complexes. Afin de pallier les inconvénients des procédés de l'art antérieur, un procédé de dégradation biologique de la matière organique par voie mycélienne a déjà été décrit dans la demande de brevet WO 03/076351 de la Demanderesse. Ce procédé permet de dégrader une fraction importante de la matière organique de la boue dans une gamme allant de 20 à 40 % en moyenne de la quantité de Matière Sèche (Matière Organique et Matière Minérale) des boues, afin de diminuer d'autant le volume. Un tel procédé permet en outre de pouvoir contrôler le rythme de cette dégradation, pour optimiser le rythme de traitement des effluents en fonction des contraintes amont et aval de l'installation. L'objet de la présente invention vise à améliorer la dégradation biologique de la matière organique par voie mycélienne telle que décrite dans WO 03/076351, et à réduire d'autant le volume des boues. Le procédé objet de la présente invention permet ainsi de dégrader une fraction importante de la matière organique de la boue dans une gamme allant de 20 à 75 %, avantageusement de 30 à 70 %, en moyenne de la quantité de Matière Sèche (Matière Organique et Matière Minérale) des boues, et d'engendrer ainsi une réduction élevée du volume de boues de stations d'épuration. Le procédé selon la présente invention permet également d'éliminer à la fois les pollutions d'origine carbonée et celles d'origine azotée selon un processus d'oxydation et de nitrification, voire de dénitrification, ledit processus dépendant des conditions d'aération.
A cet effet l'invention a pour objet selon un premier aspect un procédé de réduction du volume de boues de station d'épuration à dominante urbaine comprenant une étape de traitement de base des boues par des micromycètes, de préférence cultivés en parallèle de façon continue, ledit traitement par micromycètes étant potentialisé par adjonction de micromycètes mésophiles ou thermophiles placés dans des conditions de température appropriée pour générer une dégradation enzymatique, avantageusement comprise entre 15 et 75°C.
Par le terme de « micromycètes », on fait référence à des microorganismes, par opposition aux champignons supérieurs. On entend à la fois la notion de mycélium qui est l'appareil végétatif, et les spores. On entend de plus tout champignon inférieur, utilisé en quantité suffisante pour contribuer à la dégradation des boues, cette dégradation étant évaluée par des techniques appropriées à la portée de l'homme du métier. Ainsi, les espèces citées plus loin sont à considérer comme des exemples non limitatifs, l'invention couvrant l'utilisation d'espèces dont l'activité de dégradation des boues est démontrée. Dans la description qui suit, on utilisera indifféremment le terme micromycète ou mycélium par souci de simplicité. Les micromycètes constituent essentiellement des micromycètes psychrophiles.
Par le terme de « psychrophile », on entend au sens de la présente invention tout microorganisme pouvant vivre et générer une dégradation enzymatique à des températures n'excédant pas 150C.
Par le terme de « mésophile », on entend au sens de la présente invention tout microorganisme pouvant vivre et générer une dégradation enzymatique à des températures variant de l'ordre de 15°C à 400C.
Dans le cadre de la présente invention, la limite de 15°C entre micromycètes psychrophiles et mésophiles peut varier, et peut ainsi aller jusqu'à 2O0C, voire légèrement plus. Par le terme de « thermophile », on entend au sens de la présente invention tout microorganisme pouvant vivre et générer une dégradation enzymatique à des températures variant de l'ordre de 40 à 75 0C.
De manière préférée, en ce qui concerne les micromycètes, et les micromycètes mésophiles ou thermophiles, on inclut tout particulièrement des espèces qui peuvent être sélectionnées par des protocoles de sélection appropriés. Cette sélection de souches ensuite mises en culture facilite la production en grande quantité d'une préparation mycélienne active contre les boues. Une fois la sélection de souches effectuée, une préparation d'au moins une de ces souches sera administrée aux boues à traiter.
Parmi les micromycètes efficaces pour dégrader les boues, certaines espèces peuvent être retrouvées dans des boues de station d'épuration. On parle de micromycètes endogènes. Mais, ces micromycètes sont présents en quantité insuffisante dans ces boues pour les dégrader de manière suffisante. Et, ils ne sont pas implantés dans des conditions favorisant le mode de métabolisme recherché pour une dégradation optimale de la matière. Certaines espèces peuvent être également obtenues à partir d'autres sources biologiques.
Avantageusement selon la présente invention, le procédé comprend, en parallèle du traitement de base des boues par les micromycètes, la culture en continu des micromycètes dans un bioréacteur. De manière encore plus avantageuse selon la présente invention, les micromycètes sont injectés périodiquement aux boues à traiter dans le réacteur de traitement des boues, depuis ledit bioréacteur. Typiquement, la fréquence d'injection est d'une à deux fois par mois. Dans le cadre de la présente invention, le traitement de base des boues par des micromycètes est potentialisé par adjonction dans le milieu de micromycètes mésophiles ou thermophiles placés dans des conditions de température appropriée pour générer une dégradation enzymatique, et permet d'engendrer par conséquent une réduction supplémentaire du volume de boues de 5 à 40 % par rapport au traitement de base.
Les enzymes sont des protéines douées d'activité catalytique spécifique. Elles permettent aux réactions chimiques nécessaires à la vie et à la multiplication cellulaire de s'effectuer à vitesse élevée et avec une certaine spécificité. La spécificité est l'une des caractéristiques principales de l'action enzymatique. Elle permet d'éviter la formation de sous-produits qui a lieu avec les catalyseurs chimiques. La spécificité se manifeste d'une part vis-à-vis du type de réaction catalysée par l'enzyme, d'autre part vis-à-vis du substrat de la réaction constitué ici par les boues.
Le traitement complémentaire de la présente invention permet d'activer, le processus de dégradation de la matière organique par voie mycélienne, au moyen de stress mycélien généré par maintien ou élévation de température, et au moyen d'une sélection de biomasse spécifique permettant d'activer les cinétiques de dégradation des boues. Les micromycètes mésophiles ou thermophiles produisent en condition d'aérobiose des enzymes spécifiques, tels que des protéases, des amylases, des peptinases, des hemicellulases, des cellulases, des lignases et des chitinases, qui agissent sur les parois des organismes contenus dans les boues à traiter. Il en résulte une dégradation enzymatique des boues. Le milieu dans lequel sont ajoutés les micromycètes mésophiles ou thermophiles doit se trouver à une température appropriée pour générer une telle dégradation enzymatique.
Ainsi, en ce qui concerne les micromycètes mésophiles, le réacteur de traitement doit être maintenu à une température de l'ordre de 15 ou 20°C à 40 0C, de façon à permettre un développement optimal de la population mycélienne spécifique à la dégradation de la matière. En ce qui concerne les micromycètes thermophiles, le réacteur de traitement doit être maintenu à une température de l'ordre de 40 à 75 °C, de façon à permettre un développement optimal de la population mycélienne spécifique à la dégradation de la matière. La régulation de température dans le réacteur de traitement peut être assurée par divers moyens de maintien et/ou élévation de la température, tels qu'un apport de vapeur chaude, un échangeur de chaleur à fluide caloporteur du type eau chaude ou huile, une résistance chauffante, un thermostat, ou encore un système de récupération d'énergie du type énergie éolienne, solaire ou hydro-électrique. Avantageusement selon la présente invention, les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont injectés périodiquement aux boues à traiter. Typiquement, la fréquence d'injection est d'une à deux fois par mois.
Dans un mode de réalisation particulier selon la présente invention, les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont des bioadditifs qui sont ensemencés régulièrement dans le réacteur de traitement. Les espèces mycéliennes sont dans ce cas injectées de préférence soit sous forme liquide (milieux concentrés, substrat de type malt ou mélasses), soit sous forme lyophilisée.
Selon une caractéristique particulière de la présente invention, les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont cultivés en parallèle de façon continue dans un bioréacteur séparé, avantageusement thermostaté, dans lequel est régulé la température de l'air et du fluide. Dans ce cas, les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont injectées dans le réacteur de traitement à partir dudit bioréacteur.
Le traitement des boues est avantageusement réalisé dans le réacteur sous agitation lente, en aérobie ou en anaérobie. De manière particulièrement préférée selon " la présente invention, le traitement des boues est réalisé en aérobie, avantageusement avec une oxygénation de l'ordre de 0,2 à 4 mg/1 d'oxygène dissous, encore plus avantageusement entre 0,5 et 2 mg/1, par exemple de l'ordre de 1 mg/1.
Le traitement des boues dans le réacteur peut être réalisé à pH neutre, avantageusement à un pH de l'ordre de 6 à 8. Il peut être également réalisé à pH acide, par exemple à un pH de l'ordre de 4 à 6, afin d'augmenter les performances épuratoires des micromycètes. Le pH du réacteur de traitement peut alors être régulé à l'aide d'un acide minéral ou organique du type acide sulfurique, acide acétique, ou acide phosphorique.
Dans un exemple de réalisation particulier selon la présente invention, le traitement de base des boues par les micromycètes et le traitement complémentaire des boues par les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont réalisés au sein d'un seul réacteur de traitement.
Le temps de traitement des boues par les micromycètes est alors typiquement compris entre 1 et 25 jours, avantageusement entre 5 et 25 jours, encore plus avantageusement entre 5 et 20 jours, encore plus avantageusement entre 7 et 15 jours, encore plus avantageusement entre 10 et 15 jours. Les flux de mycélium et de boues à traiter sont régulés dans l'installation en conséquence.
Dans un autre exemple de réalisation particulier selon la présente invention, le traitement de base des boues par les micromycètes et le traitement complémentaire des boues par les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont réalisés au sein de deux réacteurs de traitement couplés entre eux de manière à autoriser une circulation entre le premier réacteur du traitement de base et le second réacteur du traitement complémentaire, de taille inférieure au premier.
Le premier réacteur du traitement de base des boues est alors alimenté avec des micromycètes, qui sont injectés périodiquement, soit par ensemencement régulier dans ledit réacteur, soit par transfert des micromycètes cultivés en parallèle dans un bioréacteur vers ledit réacteur. Le second réacteur du traitement complémentaire des boues est alors alimenté avec des micromycètes mésophiles ou thermophiles, qui sont injectés périodiquement, soit par ensemencement régulier dans ledit réacteur, soit par transfert des micromycètes cultivés en parallèle dans un bioréacteur séparé vers ledit réacteur. La circulation peut être continue ou discontinue (fonctionnement en batch) entre les deux réacteurs de traitement.
Le temps de traitement des boues est alors compris entre 5 et 25 jours, avantageusement entre 5 et 20 jours, typiquement entre 10 et 15 jours dans le premier réacteur, et le temps de traitement des boues est compris entre quelques heures et 5 jours, avantageusement entre 15 heures et 3 jours, typiquement entre 20 heures et 30 heures, dans le second réacteur. Dans ce mode de réalisation selon la présente invention, on met en place un écosystème dans le second réacteur du traitement complémentaire des boues, en fixant un temps de séjour de l'ordre de quelques heures à quelques jours et un taux déterminé de circulation des boues entre les deux réacteurs, permettant ainsi aux espèces mésopbiles ou thermophiles de se développer et de sécréter des enzymes spécifiques à la dégradation de la matière, selon les conditions de stress auxquelles elles sont soumises.
Typiquement, ce mode de réalisation permet de prélever une fraction de l'ordre de 5 à 40 % du volume des boues traitées par micromycètes au sein du premier réacteur du traitement de base, et de transférer ladite fraction dans le second réacteur du traitement complémentaire où sont injectés les micromycètes mésophiles ou thermophiles, puis de renvoyer les boues issues du second réacteur vers le premier réacteur grâce à une boucle de recirculation. Ce mode de réalisation permet par ailleurs de prélever une fraction de l'ordre de 5 à 600 %, avantageusement de 70 à 150 %, du débit d'alimentation du premier réacteur du traitement de base. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux selon la présente invention, puisqu'il permet d'obtenir une stabilité de la population mésophile ou thermophile en utilisant un réacteur de traitement complémentaire de petite taille, ne nécessitant qu'un court temps de séjour des boues pour dégrader efficacement les boues. Le dimensionnement des deux réacteurs est déterminé en fonction du volume des boues à traiter, du débit d'alimentation de ces boues et du temps de séjour des boues dans les réacteurs respectifs. Le volume du second réacteur de traitement peut être environ 3 à 20 fois, avantageusement 4 à 10 fois, plus petit que le volume du premier réacteur du traitement de base, lorsque le second réacteur est maintenu à des températures de l'ordre de 15 à 40 0C. Le volume du second réacteur de traitement peut être environ 20 à 200 fois plus petit que le volume du premier réacteur du traitement de base, lorsque le second réacteur est maintenu à des températures de l'ordre de 40 à 75 °C. En outre, le temps de séjour des boues au sein du second réacteur peut être beaucoup moins élevé que le temps de séjour des boues dans le premier réacteur pour obtenir une dégradation efficace de la matière organique des boues. Par exemple, le volume du premier réacteur du traitement de base peut être de l'ordre de 1000 litres, avec un temps de séjour de l'ordre de 15 jours, et le volume du second réacteur du traitement complémentaire peut être de l'ordre de 300 litres, avec un temps de séjour de l'ordre de 3 jours, pour un débit de recirculation entre les deux réacteurs de 100 litres par jour.
Par ailleurs, avantageusement dans ce mode de réalisation, seul le second réacteur de traitement peut être chauffé, afin que la population mésophile ou thermophile soit en mesure de générer une dégradation enzymatique des boues, le premier réacteur de traitement pouvant alors rester à température ambiante. Ainsi, avantageusement selon la présente invention, le second réacteur est. maintenu à une température supérieure à celle du premier réacteur, le premier réacteur étant avantageusement à température ambiante de l'ordre de 10 à 20 0C, et le second réacteur étant avantageusement maintenu à une température comprise entre 20 et 75 0C. Le fait de ne chauffer que le second réacteur de traitement, de petite taille, permet ainsi d'obtenir une dépense énergétique moindre, et donc un très bon bilan d'exploitation du procédé selon la présente invention. Avantageusement selon la présente invention, le traitement est réalisé à un pH de l'ordre de 5,5 à 8, avantageusement en aérobie et sous agitation lente, dans le premier réacteur, et le traitement est réalisé à un pH de l'ordre de 4 à 6,5, avantageusement en aérobie et sous agitation lente, dans le second réacteur. Le pH peut être ajusté selon la sélection du cocktail mycélien. Il peut notamment être abaissé à l'aide d'un acide minéral ou organique, tel que l'acide sulfurique, l'acide acétique, ou l'acide phosphorique. Le traitement des boues à pH acide dans le second réacteur permet d'augmenter les performances épuratoires des micromycètes mésophiles ou thermophiles.
Avantageusement selon la présente invention, le traitement des boues est réalisé en aérobie au sein des deux réacteurs, de préférence avec une oxygénation de l'ordre de 0,2 à 4 mg/1 d'oxygène dissous, encore plus avantageusement entre 0,5 et 2 mg/1, par exemple de l'ordre de 1 mg/1. Le traitement des boues peut également être réalisé en aérobie dans l'un deux réacteurs de traitement, et en anaérobie dans l'autre réacteur de traitement. Selon une réalisation, on utilise une seule souche de micromycètes. Selon une autre réalisation on associe plusieurs souches différentes, formant un mélange mycélien, éventuellement à effet synergique. Selon des réalisations préférées, les micromycètes sont choisis parmi les genres Pénicillium, Trichoderma, Mucor, Galactomyces, Aspergillus, Fusarium, Geotricum, Phoma, Botrytis, Geomyces, et leurs mélanges.
En particulier, on pourra utiliser les moisissures Pénicillium roqueforti, Pénicillium chtysogenum, Pénicillium atramentosum, Trichoderma viride, Trichoderma reesei, Mucor hiemalis, Mucor racemosus, Mucor fusais, Mucor plumbeus, Galactomyces geotricum, Aspergillus phoenicis, Aspergillus niger, Fusarium equisetii, Geotricum candidum, Phoma glomerata, Botrytis Cinerea, Geomyces pannorum, et leurs mélanges. Selon une réalisation, on utilise une seule souche de micromycètes mésophiles ou thermophiles. Selon une autre réalisation, on associe plusieurs souches différentes, formant un mélange mycélien, éventuellement à effet synergique.
Selon des réalisations préférées, les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont choisis parmi les genres Humicola, Mucor, Chaetomium, Thermoascus, Torula, et leurs mélanges.
En particulier, les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont choisis parmi : Humicola stellata, Humicola insolens, Humicola grisea, Humicola lanuginosa, Mucor pusillus, Mucor miehel, Chaetomium thermophila, Chaetomium globosom, Chaetomium virescens, Thermoascus aurantiacus, Torula thermophila, et leurs mélanges. Selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, d'autres microorganismes sélectionnés, non mycéliens, peuvent être associés éventuellement à la composante mycélienne pour vivre en synergie et développer les mêmes fonctions. Ces microorganismes sont notamment des bactéries, des levures, des protozoaires, des amibes. Selon un autre mode de réalisation avantageux selon la présente invention, le procédé de traitement comprend en outre une étape de filtration membranaire des boues ou des effluents. Avantageusement selon la présente invention, la filtration membranaire des boues est réalisée simultanément à la dégradation des boues par les micromycètes, à l'aide d'au moins une membrane, du type membrane plaque, immergée dans le réacteur de traitement.
Avantageusement, on dispose un dispositif d'aération sous la ou les membrane(s), de préférence à la base du ou des module(s) de membrane. L'aération des membranes permet d'assurer d'une part l'apport d'oxygène nécessaire au bon développement de la biomasse, et d'autre part le passage de la liqueur mixte à travers le tissu membranaire, sans colmatage de cette surface filtrante.
Un système adapté de contre pression peut être utilisé pour permettre le décolmatage ponctuel des membranes. Un système de contre lavage peut aussi permettre ce décolmatage. La perméabilité des membranes assure la rétention des matières en suspension, aussi bien que de la majorité des bactéries à éliminer.
Avantageusement selon la présente invention, la surface membranaire est ' calculée par rapport au débit spécifique d'aspiration des effluents ou des boues au travers de la membrane, et est typiquement comprise entre 10 et 25 l/m2/h, de préférence de l'ordre de 15 Vm2Ih.
Avantageusement selon la présente invention, le volume d'air nécessaire pour le décolmatage est compris entre 0,5 et 1,5 Nm3 (Normaux m3)/h/m2, typiquement de l'ordre de 1 Nm3Mu2. Avantageusement selon la présente invention, lorsque le traitement des boues est réalisé au sein de deux réacteurs de traitement couplés entre eux de manière à autoriser une circulation entre le premier réacteur du traitement de base et le second réacteur du traitement complémentaire, de taille inférieure au premier, un (des) module(s) de filtration membranaire est (sont) avantageusement immergés soit dans le premier réacteur de traitement de base, soit dans le second réacteur de traitement complémentaire, soit dans les deux réacteurs.
Le fait de coupler un traitement biologique des boues à l'aide de micromycètes avec une filtration membranaire présente plusieurs avantages : les membranes de filtration permettent tout d'abord d'épaissir et de concentrer les boues, les boues pouvant alors atteindre des teneurs de l'ordre de 25 à 30 g/1 en partant de boues avec des teneurs initiales de l'ordre de 5 à 10 g/1. Les membranes permettent en effet d'augmenter l'âge de boues de la population mycélienne pour un volume de boues donné, les membranes permettent également d'obtenir une qualité optimisée de l'eau en produisant de l'eau filtrée, valorisable, de qualité industrielle, enfin, le fait de placer des membranes de filtration dans le réacteur de traitement des boues où sont injectées les micromycètes permet d'augmenter la réduction du volume de boues, et d'extraire ainsi du réacteur de traitement un débit de boues moins important et plus concentré en MES et MVS. L'utilisation de membranes de filtration au sein d'un réacteur de traitement des boues, que l'on doit chauffer afin de stresser les espèces mycéliennes mésophiles ou thermophiles et d'engendrer les enzymes spécifiques à la dégradation des boues, est ainsi particulièrement avantageuse dans le cadre de la présente invention, puisqu'elle permet de chauffer un volume moins important de boues, pour un même âge de boues de la population mycélienne.
Selon une réalisation de l'invention, le procédé comprend en outre une étape préalable de pré-épaississement des boues à traiter. Un pré-épaississement peut être avantageusement utilisé lorsque le réacteur de traitement ne contient pas de module de filtration membranaire. L'étape d'épaississement permet de concentrer les boues, les boues pouvant alors atteindre des teneurs de l'ordre de 30 à 50 g/1 en partant de boues avec des teneurs initiales de l'ordre de 5 à 10 g/1. . Selon un exemple de réalisation de la présente invention, la culture des micromycètes et/ou la culture des micromycètes mésophiles ou thermophiles est (sont) aérobie. Cette (ces) culture(s) se fait (font) en continu, en bioréacteur. Les boues peuvent être traitées en continu ou en discontinu. Selon un mode de mise en œuvre, les micromycètes sont injectés mensuellement à un débit de l'ordre de 0,01 à 10%, avantageusement à un débit de l'ordre de 0,01 à 5%, avantageusement à un débit de l'ordre de 0,05 à 5%, encore plus avantageusement de l'ordre de 0,1 à 1%, du volume du réacteur de traitement. Les micromycètes sont administrés de préférence sous forme d'une culture en milieu liquide.
Les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont injectés mensuellement à un débit de l'ordre de 0,01 à 5%, typiquement de l'ordre de 0,1%, du volume du réacteur de traitement. Les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont administrés de préférence sous forme d'une culture en milieu liquide.
Selon un exemple de réalisation de la présente invention, les micromycètes sont au moins en partie endogènes, extraits des boues non encore traitées par les micromycètes. Les micromycètes mésophiles ou thermophiles peuvent être également au moins en partie endogènes, typiquement lorsque le réacteur de traitement est placé sur une filière où subsiste déjà en amont des procédés thermophiles ou mésophiles, tels que la digestion thermophile.
Grâce à l'invention, la quantité de matière sèche des boues traitées par le procédé de traitement est réduite de l'ordre de 20 à 75%, typiquement de l'ordre de 45 à 55%, par rapport à celle des boues non traitées. Selon les paramètres de réglage cette dégradation peut être supérieure.
La présente invention concerne également une installation de traitement d'effluents de station d'épuration à dominante urbaine comprenant au moins un réacteur de traitement 8 de boues contenant : des moyens d'alimentation et d'extraction des boues, des moyens d'injection des micromycètes et/ou des micromycètes mésophiles ou thermophiles, des moyens de régulation et/ou d'élévation de la température, - avantageusement des moyens d'agitation et des moyens d'aération, avantageusement des moyens de régulation des débits d'alimentation et d'extraction des boues, avantageusement des moyens de régulation des débits d'injection des micromycètes et/ou des micromycètes mésophiles ou thermophiles, et - avantageusement des moyens de régulation du pH et/ou d'oxygénation.
Le réacteur de traitement 8 a une capacité adaptée à l'installation. La capacité est notamment fonction du temps de séjour des boues à traiter. A titre d'exemple, pour un temps de séjour des boues traitées de 20 jours et une concentration de 20 g/1 en MS en alimentation, le volume du réacteur de traitement est de l'ordre de 50 m3 par tranche de 1000 eq.hab (équivalents habitants). Pour une boue de 7 g/1 en MS et un volume d'alimentation de 1000 m3 par jour, avec un âge de boue de 20 jours, et un réacteur de traitement contenant des modules de filtration membranaire d'environ 2800 m2, le volume du réacteur de traitement est typiquement de l'ordre de 4000 m3.
Selon un exemple de réalisation de la présente invention, l'installation comprend en outre, en parallèle du réacteur de traitement 8, un bioréacteur 9 de culture en continu des micromycètes. Selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, l'installation comprend en outre, en parallèle du réacteur de traitement 8, un bioréacteur 9a de culture en continu des micromycètes mésophiles ou thermophiles, avantageusement thermostaté. Lorsque l'installation contient un bioréacteur 9 de culture en continu des micromycètes, ainsi qu'un bioréacteur 9a de culture en continu des micromycètes mésophiles ou thermophiles, les deux bioréacteurs sont distincts.
Avantageusement selon la présente invention, le bioréacteur 9 de culture en continu des micromycètes et/ou le bioréacteur 9a de culture en continu des micromycètes mésophiles ou thermophiles comprend (comprennent) : - des moyens d'injection de nutriments, d'oligo-éléments (micro-éléments), de substrat dilué et d'un inoculum à cultiver, des moyens de répartition homogène des micromycètes dans le bioréacteur, des moyens de transfert 10 des micromycètes cultivés vers le réacteur de traitement 8, - - une filtration de l'air circulant dans le bioréacteur.
Selon un exemple de réalisation de la présente invention, le réacteur de traitement 8 contient en outre des moyens de filtration membranaire 19, 31.
Selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, l'installation contient en outre des moyens de pré-épaississement des boues, tels qu'une table d'égouttage, un filtre tambour et/ou un flottateur. Typiquement, on ne traite sur les tables d'égouttage que la moitié du débit d'alimentation des boues, puis on mélange en ligne les boues pré-épaissies avec les boues non traitées en amont du réacteur de traitement par micromycètes.
Avantageusement selon la présente invention, l'installation contient deux réacteurs de traitement 8, 8a des boues, les deux réacteurs étant couplés entre eux de sorte à former une boucle de circulation, le premier réacteur de traitement 8, destiné au traitement de base des boues, étant alimenté par des micromycètes, et étant avantageusement à une température comprise entre 10 à 20 0C, et le second réacteur de traitement 8a, de taille inférieure au premier, destiné au traitement complémentaire des boues, étant alimenté par des micromycètes mésophiles ou thermophiles, et étant avantageusement maintenu à une température comprise entre 20 et 75 °C. Dans ce mode de réalisation avantageux selon la présente invention, le second réacteur de traitement 8a des boues contient notamment : des moyens d'alimentation et d'extraction des boues, des moyens d'injection des micromycètes mésophiles ou thermophiles, - des moyens de régulation et/ou d'élévation de la température, avantageusement des moyens d'agitation et des moyens d'aération, avantageusement des moyens de régulation des débits d'alimentation et d'extraction des boues, avantageusement des moyens de régulation des débits d'injection des micromycètes mésophiles ou thermophiles, et avantageusement des moyens de régulation du pH et/ou d'oxygénation.
De manière encore plus avantageuse selon la présente invention, le premier réacteur de traitement 8 et/ou le second réacteur de traitement 8a contien(nen)t en outre des moyens de filtration membranaire. Selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, le réacteur de traitement 8 est placé sur la filière de traitement des boues.
Selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, le réacteur de traitement 8 est placé sur la filière de traitement des eaux.
De manière générale, l'épuration d'un effluent tel qu'un effluent urbain peut mettre enjeu séparément ou conjointement : des ouvrages d'épuration physique (prétraitement, décantation), des ouvrages physico-chimiques, des ouvrages d'épuration biologique assurant une élimination plus ou moins complète des pollutions carbonées, azotées et phosphatées, - des ouvrages de traitement tertiaire.
Une station d'épuration ne peut fonctionner efficacement que si elle comprend une chaîne de traitement des boues bien adaptée, permettant un traitement et une évacuation régulière de celles-ci. Les chaînes de traitement d'eau et des boues sont interdépendantes. Le choix d'une filière de traitement des boues est fondamental, car il engage la continuité et la qualité du traitement des eaux.
Dans les filières de traitement des eaux, les eaux brutes sont traitées par une biomasse épuratrice, et l'eau extraite est alors l'eau traitée. Dans les filières de traitement des boues, la biomasse épuratrice qui dégrade la pollution de l'eau brute génère une boue à dominante organique. Cette boue contient une fraction minérale.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, illustrée par les figures 1, 2 et 3.
Typiquement, le réacteur de traitement 8 de boues est inséré dans une installation de traitement d'efïïuents de station d'épuration selon la présente invention, l'installation contenant par ailleurs d'amont en aval : -un bassin de stockage et/ou de prétraitement primaire 2 des effluents à traiter, dans lequel peuvent avoir eu lieu des prétraitements mécaniques et/ou chimiques, -en aval de ce bassin 2, au moins un bassin de boues activées 3, les boues n'étant pas encore exposées aux mycéliums,
-en aval de ce bassin de boues activées 3, un bassin de clarification ou similaire 4, l'eau clarifiée sortant de ce bassin 4 étant évacuée en surverse vers la sortie 5 de la station d'épuration.
La fraction de boues sortant du bassin 4 en souverse est reconduite, par des moyens de transfert 6, vers le bassin 3 de boues activées.
Le réacteur de traitement 8 de boues selon la présente invention peut être placé sur la filière de traitement des boues. Dans ce cas, les boues alimentant le réacteur de traitement 8 sont prélevées des boues recirculant vers le bassin de boues activées 3, et sont transférées vers le réacteur de traitement 8 par des moyens de conduite 7.
Selon une variante, le réacteur de traitement 8 selon la présente invention peut être placé sur la filière de traitement des eaux, à savoir directement sur la boucle de recirculation 6 de la boue vers le bassin de boues activées 3. Les boues peuvent également être prélevées directement du bassin 3 de boues activées pour être transférées vers le réacteur de traitement 8 par des moyens de conduite 7a.
Selon une réalisation, le traitement par les micromycètes s'effectue avec une recirculation sur la filière eau : des boues traitées par les micromycètes sont évacuées du réacteur 8, empruntent la conduite 17, puis une conduite 17a, pour revenir vers la conduite 6. L'installation selon la présente invention contient avantageusement un bioréacteur 9 de culture des micromycètes, transférés par un conduit 10 jusqu'au réacteur de traitement 8.
L'installation selon la présente invention contient avantageusement un second réacteur de traitement 8a, alimenté par des micromycètes mésophiles ou thermophiles, qui constitue alors le réacteur du traitement complémentaire des boues. Les conduits 32 permettent une circulation entre les deux réacteurs 8 et 8a.
L'installation selon la présente invention contient en outre avantageusement un bioréacteur 9a, distinct du bioréacteur 9, ledit bioréacteur 9a étant un bioréacteur de culture des micromycètes mésophiles ou thermophiles, qui sont transférés jusqu'au réacteur de traitement 8a par un conduit 10a.
Les boues ainsi traitées par les micromycètes et les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont évacuées du réacteur 8 par une conduite 17 vers une zone 11 de traitement des boues et de stockage. Les boues subissent le cas échéant un traitement ultime ou encore une association de traitements (déshydratation, centrifugation, séchage, thermolyse, incinération) des boues dans une zone avale 15.
Le réacteur de traitement 8 comprend une arrivée d'air 12. Le réacteur de traitement 8a comprend également avantageusement une arrivée d'air 12a.
L'installation comprend avantageusement un moyen de pré-épaississement 16 des boues, tel qu'une table d'égouttage ou un flottateur, en amont du réacteur de traitement 8, pouvant être positionné soit sur la ligne 7 d'alimentation des boues, soit encore sur la ligne de prélèvement 7a.
Par souci de clarté, on a représenté à chaque étape un seul élément de l'installation. Il est entendu que le nombre de chaque élément est susceptible d'être adapté en fonction du dimensionnement et du type d'installation.
Le bioréacteur 9 ou 9a fonctionne suivant le principe analogue au "lit à ruissellement", en utilisant un support à garnissage avantageusement lamellaire, ou encore un support plastique sous forme de bande, permettant le développement d'une biologie mycélienne. Ce bioréacteur 9 ou 9a, qui pourrait être nommé "lit mycélien" de faible volume dans une proportion allant de l/100ème à l/1000ème, de préférence de l/500ème à l/1000ème, du réacteur de traitement 8 ou 8a, est utilisé pour cultiver le cocktail mycélien sur support aéré après avoir été sélectionné pour chaque type de boue. La taille du bioréacteur 9 ou 9a est dépendante du flux à traiter, mais aussi de la qualité et/ou de la composition des effluents à traiter. Une quantité appropriée de préparation mycélienne est transférée à l'aide de la conduite 10 dans le réacteur de traitement 8. Une quantité appropriée de préparation mycélienne mésophile ou thermophile est transférée à l'aide de la conduite 10a dans le second réacteur de traitement 8a. La préparation mycélienne produite dans le bioréacteur 9 ou 9a comprend des spores et des mycéliums. Le volume de boue traitées dans les réacteurs de traitement 8 et 8 a correspond à un temps de séjour déterminé, il est aéré et ensemencé par les spores et le mycélium produits in situ, et brassé avantageusement en continu à l'aide d'un agitateur 14. L'exploitation du système peut prendre les deux formes, continue ou par bâchée.
En site industriel, le fonctionnement continu sera privilégié afin d'obtenir un lissage des valeurs de dégradation de la matière et de favoriser les conditions de développement de la population mycélienne. Le fonctionnement par bâchée peut aussi trouver des applications lors de fonctionnements saisonniers. Dans un fonctionnement en continu, le procédé comprend une phase de pompage des boues extraites de la filière boues activées dans le bassin 3, ou sur la recirculation 6, permettant d'alimenter la phase de traitement aérobie dans le réacteur de traitement 8 . Ce réacteur de traitement 8 est sous la forme d'un ouvrage équipé de rampes d'aération 13 et, selon les conceptions, d'un système d'agitation 14. Les boues peuvent circuler entre les deux réacteurs 8 et 8a grâce à la boucle de recirculation 32. Le réacteur de traitement 8a contient avantageusement des rampes d'aération 13a, et peut contenir en outre des modules de filtration membranaire 19 (figure 1). La figure 2 est quasi-identique à la figure 1, sauf que dans la figure 2, le second réacteur de traitement 8a ne contient pas de moyens de filtration membranaires, ni de rampes d'aération. La biodigestion aérobie est alimentée en continu d'une part par les boues à dégrader venant du bassin de boues 3, et d'autre part par le mélange mycélien qui se développe de manière indépendante dans le bioréacteur 9 ou 9a.
La boue (également désignée effluent à traiter) alimente ce réacteur de traitement 8 par pompage avec un débit modéré, par exemple à l'aide d'une pompe principale et d'une pompe de secours en parallèle. Le remplissage du réacteur de traitement 8 peut ainsi être progressif, continu et régulé tout en respectant un temps de. séjour dans ce bassin 8 d'au maximum 30 jours de l'effluent à traiter et d'au minimum quelques heures.
Selon les flux à traiter avec prise en compte de la gestion des volumes de stockage, cette durée peut être augmentée, l'efficacité du procédé n'en sera que très légèrement favorisée et le temps complémentaire ne correspondra pas à un optimum économique.
Les réacteurs de traitement 8 et 8 a sont dimensionnés en prenant en compte le temps de séjour et la concentration des boues exprimée en MS (g/1 : ceci impose un volume global classiquement doté des équipements nécessaires à son bon fonctionnement). Ces ouvrages sont de préférence aérés en fond de bassin. Des rampes d'aération type moyenne bulle peuvent être sélectionnées ou tout système similaire.
Une homogénéisation syncopée est éventuellement requise selon les périodes et le type d'effluents à traiter.
Les réacteurs de traitement 8 et 8a contiennent une population mycélienne sensiblement constante, car le système connecté de type bioréacteur 9 ou 9a permet de générer des populations continues à taux de croissance limité.
Une régulation automatisation simple connue de l'homme du métier permet d'agir à la fois sur l'aération et le brassage.
Des sondes de régulation et ou d'indication de température, d'oxygénation et de pH sont souhaitables afin de vérifier la bonne stabilité de ces paramètres : pH pouvant varier de 4 à 8, température de 15 à 75 0C, agitation lente, oxygénation de de 0,2 à 4 mg/1 d'oxygène dissous (dans certain cas ce paramètre peut être majoré), temps de séjour.
On décrit maintenant plus précisément le bioréacteur 9 ou 9a de production de mycéliums en continu. Celui-ci doit être capable de fournir à la biomasse microbienne qu'il contient et qui s'y développe, la quantité d'oxygène dont elle a besoin. Il s'agit de mélanger trois phases : une phase aqueuse (le milieu de culture), une phase gazeuse (le gaz d'oxygénation des mycéliums, typiquement de l'air), une phase biotique constituée par la biomasse microbienne à majorité mycélienne. Le bon déroulement du procédé est lié aux phénomènes de transferts entre les cellules (mycéliums et spores) et le milieu de culture. Il s'agit tout d'abord de transfert de matière, du milieu extérieur vers la cellule pour ce qui est du substrat et des composés du milieu de culture nécessaires à la croissance cellulaire, en sens inverse pour les produits du métabolisme des cellules en culture. Pour que les transferts puissent s'effectuer correctement, la répartition des cellules dans le milieu de culture doit être la meilleure possible. En culture aérobie des mycéliums, c'est le gaz d'oxygénation qui crée la turbulence et permet le maintien des cellules en suspension homogène. La géométrie du bioréacteur est conçue pour que le transfert d'oxygène soit le plus efficace possible.
L'apport de nutriments permet de favoriser le développement des microorganismes micromycètes et exerce donc une influence sur le comportement cinétique de la population microbienne présente.
Pour que les microorganismes soient répartis de façon homogène, que l'oxygène nécessaire soit apporté et la température maintenue, on utilise des moyens de transfert appropriés. Au fur et à mesure que le développement microbien se poursuit, la concentration cellulaire augmente, la concentration en produits synthétisés par les microorganismes aussi, tandis que le milieu s'appauvrit en substrat. Le bioréacteur 9 comprend typiquement, à l'entrée d'air, un système de filtration de l'air, destiné à éviter une contamination par des microorganismes non souhaitée, levures notamment.
Durant le traitement des boues dans les réacteurs de traitement 8 et 8a, les caractéristiques rhéologiques et chimiques du milieu changent, ce qui entraîne des modifications de fonctionnement, les transferts ne s' effectuant plus de la même façon. Il est donc recommandé d'agir sur les modalités de fonctionnement pour faire en sorte que la population microbienne soit à tout moment dans les meilleures conditions et que son comportement cinétique soit optimal au sein des réacteurs de traitement 8 et 8a : puissance d'agitation, et/ou débit d'air, et/ou ajout de substrats, voire ajout de réactifs, et/ou la régulation de la température et du pH (toutes ces opérations étant facilement automatisables).
Les réacteurs de traitement 8 et 8a sont conçus en fonction du type de processus qui doit s'y dérouler. Quel que soit le microorganisme, le bioréacteur 9 ou 9a est conçu pour permettre un contact aussi bon que possible entre les deux phases biotique et abiotique du système. Le bioréacteur instaure le régime établi du procédé décrit.
Lorsque le régime établi est atteint (niveau de performance de réduction des boues maximum), l'apport régulier d'une quantité suffisante de boues (substrat pour la flore) permet de maintenir la population microbienne à un degré de performance constant. L'obtention d'une station de traitement fonctionnant comme un fermenteur industriel (production de biomasse) c'est à dire le plus souvent en mode chemostat (une culture en milieu renouvelé) garantie la rusticité, simplicité et l'autonomie du système. Le traitement efficace des boues dans le réacteur de traitement 8 est obtenu en utilisant un apport de micromycètes, produits in situ dans le bioréacteur 9, dans le réacteur 8, et/ou une recirculation de boues ayant déjà séjourné dans le réacteur de traitement 8. Le choix dépend notamment du type d'effluents à traiter.
Afin de pallier les « accidents aléatoires » (variations non contrôlables ou prévisibles des boues), le concept de la bio-augmentation est intégré dans le procédé. On utilisera de préférence un système de culture et/ou d'injection afin d'apporter en permanence une forte charge de microorganismes. Cette culture est effectuée dans le bioréacteur 9 à partir de produits microbiens sélectionnés (inoculum de souches et son milieu de culture à base d'extrait de malte, d'amidon ...) et de nutriments spécifiques (source de carbone, d'azote, etc. ...) pour l'amplification de l'inoculum.
Selon une réalisation, des apports répétitifs de biocatalyseurs pourront être automatiquement réalisés au cours du process. Dans ce cas des boues chargées en micromycètes (application de l'inoculation au premier jour) servent elles-mêmes d'inoculum. Toutefois, dans certains cas, compte tenu de la richesse et de la complexité naturelle des boues en microorganismes, les cultures de micromycètes peuvent ne pas être suffisamment spécifiques (développement anarchique en présence des nutriments d'une flore non-spécifique et non-répétitive). On utilisera alors de préférence un mélange entre une flore de champignons « exogènes » sélectionnés et d'une autre flore « endogène » amplifiée et régulée par les nutriments. Le procédé permet alors de surdoser en permanence le « principe actif » et de maintenir la performance technique malgré des variations dans les flux ou la composition des boues. Le bioréacteur 9 ou 9a, permettant la production sur site et/ou l'injection en continu de microorganismes dans le bassin de contact 8 ou 8a, permet une colonisation permanente et optimale des boues. Par rapport à la définition du mode chemostat qui implique une seule inoculation au premier jour et ensuite une autosuffisance, il s'agit d'une sécurité supplémentaire. Au démarrage de l'installation, le système est ensemencé par un cocktail sélectionné et adapté au type d'effluent à dégrader. Cette étape permet la mise en route de l'installation car elle génère le fonctionnement autonome de l'ensemble.
Le bioréacteur 9 ou 9a peut se présenter sous des formes très variées, telle qu'une colonne cylindrique, de hauteur variable selon les flux dimensionnants : air, surface du garnissage de contact. Il comprend par exemple trois parties : une partie basse permettant de collecter un liquide chargé de mycélium, pompé puis reversé dans la partie haute de la colonne qui forme un système de pulvérisation (rampe d'aspersion conçue de telle manière que les mycéliums ne soient pas morcelés). La partie centrale contient un garnissage de type structuré ou autre, permettant d'optimiser l'implantation de la population cultivée, sa fixation et son développement dans des conditions favorables. Ce garnissage peut être de différents types et de différents matériaux, l'essentiel étant de permettre la fixation des mycéliums.
Cette aspersion générée par une recirculation du liquide (via une pompe) permet son ruissellement sur le garnissage de la tour et humidifie ainsi les mycéliums qui adsorbent les composants du liquide.
Ce bioréacteur 9 ou 9a, d'une capacité de l'ordre de quelques litres ou dizaines de litres selon la taille de l'installation, est surmonté d'un couvercle de type toit laissant passer librement le flux d'air mais prévenant des chutes pluviales. Les échanges sont favorisés par un contre-courant entre l'air et le liquide concentré percolant sur le. garnissage. L'injection du flux via le bassin de dégradation de la matière est réalisée de préférence de manière gravitaire ou, à défaut, la technologie de pompage permet de conserver les microorganismes injectés dans un métabolisme favorable. Une thermorégulation peut-être nécessaire dans le cas où le bioréacteur 9 ou 9a ne serait pas protégé du gel. Avantageusement selon la présente invention, le bioréacteur 9a est chauffé et calorifuge.
Le bioréacteur 9 ou 9a est conçu de manière à obtenir une consommation très limitée d'inoculum à implanter, du fait de l'autonomie du système qui fonctionne en recirculation permanente, cette recirculation assurant un contact optimal pour la population mycélienne avec les constituants favorisant son développement.
Un suivi analytique biologique ponctuel permet de vérifier la croissance des différentes espèces de mycéliums constitutives du cocktail sélectionné. Un suivi analytique chimique, existant sur les stations de traitement permet de se situer sur les performances du système. Le temps de dégradation est prédéfini selon les caractéristiques initiales mais peut varier selon les variations de flux traité en amont.
C'est un système qui s'adapte parfaitement à ce genre de fluctuation : les suivis analytiques permettent de s'assurer du bon rendement de dégradation.
On décrit maintenant un autre mode de réalisation de l'invention faisant intervenir un procédé de filtration membranaire des boues traitées par les micromycètes.
Dans ce procédé membranaire illustré par la figure 3, l'installation 1 ne comprend pas de réacteur de traitement propre ou cuve de digestion mycélienne 8 : la digestion des boues par micromycètes a lieu directement dans un réacteur de prétraitement 18 dans lequel sont plongés des moyens de filtration 19. Ce réacteur 18 est analogue au bassin 3 décrit précédemment, mais contient en plus les moyens de filtration 19. Dans ce réacteur 18 désigné réacteur de traitement mixte, combinant un traitement par les micromycètes et une filtration membranaire, les boues sont le cas échéant activées; le réacteur 18 est aérobie.
L'eau traitée issue des moyens de filtration 19 est évacuée par une conduite 20 vers une sortie 21; la pression d'eau de submersion du module, soutenue par une pompe d'aspiration en aval, permet le passage de l'eau traitée à travers les membranes. L'eau est directement rejetée ou même potentiellement utilisable pour un recyclage. En effet, les parois membranaires permettent de s'affranchir d'une étape de clarification et la qualité de l'eau est optimisée. On peut également prévoir un système de contrelavage 21a.
Les boues issues de la cuve 18 sont évacuées par une conduite 22 vers une filière boue 23, par exemple de déshydration.
En sortie de la filière 23, l'installation peut comprendre des moyens de séparation 24, des boues extraites. Les boues peuvent être évacuées par une sortie 25 ou recirculer par des moyens de circulation 26 du filtrat en entrée 27 du réacteur de traitement 18. L'installation selon la présente invention contient avantageusement un second réacteur de traitement 18 a, alimenté par des micromycètes mésophiles ou thermophiles, de préférence positionnée sur le conduit 26. Ce second réacteur 18a constitue alors le réacteur du traitement complémentaire des boues. Le réacteur 18a est analogue au réacteur 8a décrit précédemment. Les conduits 30 permettent une circulation entre les deux réacteurs 18 et 18a.
Tout comme dans le mode de réalisation décrit précédemment, l'installation comprend un bioréacteur 28 de culture des micromycètes, analogue au bioréacteur 9 décrit précédemment. L'installation selon la présente invention contient en outre avantageusement un bioréacteur 28a, non représenté sur la figure 2, distinct du bioréacteur 28, ledit bioréacteur 28a étant un bioréacteur de culture des micromycètes mésophiles ou thermophiles, qui sont transférés jusqu'au réacteur de traitement 18a par un conduit. Le bioréacteur 28a est analogue au bioréacteur 9a décrit précédemment.
Les micromycètes produits dans le bioréacteur 28 sont conduits vers le réacteur de traitement mixte 18 par une conduite 29, ou sont transférés vers le conduit 26 par une conduite 29a.
Les moyens de filtration à membranes 19 se présentent typiquement sous la forme d'un ou plusieurs modules 31 immergés dans le réacteur de traitement mixte de traitement 18.
Le procédé associe un traitement biologique des eaux résiduaires par boues activées à forte concentration en MES à une séparation de la biomasse de l'eau traitée par les membranes. Les modules de membranes 31 peuvent comprendre une aération à leur base destinée à assurer, d'une part l'apport d'oxygène nécessaire au bon développement de la biomasse (air nécessaire à l'aération des boues : temps requis de contact avec l'oxygène pour l'oxygénation de la culture mixte bactérienne et mycélienne), et d'autre part le passage de la liqueur mixte à travers le tissu membranaire. Un système d'aération à grosses bulles peut parfois être associé à un système fines bulles additionnel afin de satisfaire les besoins.
Un système adapté de contre pression peut être utilisé pour permettre le décolmatage ponctuel des membranes. Un système de contre lavage peut aussi permettre ce décolmatage. La perméabilité des membranes assure la rétention des matières en suspension aussi bien que de la majorité des bactéries et des germes. On pourra utiliser par exemple des membranes fibres creuses hydrophiles ayant une perméabilité de l'ordre de 0,1 à 0,4 μm. Le besoin énergétique total du procédé est de l'ordre de 2 à 3 kWh/m3 de perméat. Le rendement spécifique est de l'ordre de 0,4 à 0,5 m3 par m2/jour.
Grâce à une telle installation permettant aux espèces mycéliennes de travailler in situ dans la filière eau, l'association d'un procédé de traitement par micromycètes et d'un procédé membranaire rend optimales les conditions de traitement.
Plusieurs avantages sont constatés : ceux du procédé membranaire (qualité de l'eau optimisée ; absence de clarification (ouvrages importants)); dans ce procédé, la concentration en boue (en MES, MVS ....) est supérieure à celle classiquement rencontrée dans la filière boue activée seule. Cette concentration est favorable pour le procédé mycélien. grâce au couplage du procédé, il n'y a plus de "cuve mycélienne" puisque la digestion mycélienne se fait directement dans la boue activée.
Le procédé de réduction du volume de boue est compact et optimisé. Le procédé membranaire, en soi, est décrit par exemple dans des documents tels que Membrane bioreactors for municipal wastewater treatment -Husain et al — WQI March/April 1999.
Mais le couplage traitement aux micromycètes, procédé membranaire, optimise et améliore encore davantage le traitement. Par ailleurs, les membranes constituant un support des microorganismes lors du décolmatage à l'air, le film formé n'est pas totalement détaché du tissu membranaire, ceci est un avantage. En effet, le cocktail mycélien sélectionné se développe et dégrade la matière organique indépendamment de ce "contact intime" créé par la membrane entre la boue et les souches mycéliennes constitutives elles-mêmes de la boue. Néanmoins, ce film de contact accélère la réaction de dégradation. En outre, certaines espèces de mycètes à caractères spécifiques permettent de purifier les parasites éventuels. Ce procédé permet également avantageusement la recirculation du filtrat soit dans le réacteur 18 soit dans le bioréacteur 28 selon l'application : dans ce filtrat, des espèces sont encore préservées et recyclées. Par ailleurs, on peut sélectionner le cocktail mycélien en fonction de la texture de la membrane. On sélectionnera un cocktail adapté et qui favorisera le développement d'espèces, toujours selon un mode catabolique, qui n'endommagera pas les tissus membranaires. Les critères de travail restent les mêmes sur les membranes, le débit de travail est très différent selon les installations en moyenne 20 à 30 l/m2/h pour des membranes réalisées sous forme de plaque par exemple.
On présente maintenant un exemple de réalisation de la présente invention.
La dégradation des boues est ici réalisée au sein de deux réacteurs de traitement couplés entre eux de manière à autoriser une circulation entre le premier réacteur du traitement de base et le second réacteur du traitement complémentaire, de taille inférieure au premier. Des vannes de circulation permettent de réguler le taux de circulation entre les deux réacteurs.
Le premier réacteur est alimenté périodiquement par des micromycètes et le second réacteur est alimenté périodiquement par des micromycètes thermophiles. Le premier réacteur est maintenu à l'aide d'un thermostat à une température de l'ordre de
20 °C et le second réacteur est maintenu à l'aide d'un thermostat à une température de l'ordre de 60 0C.
Le volume du premier réacteur est de l'ordre de 1000 litres, et le volume du second réacteur est de l'ordre de 300 litres.
Le premier réacteur est alimenté à l'aide de boues, avec un débit d'alimentation et d'extraction de 50 à 100 litres/jour. 100 litres de boues provenant de ce premier réacteur sont transférés dans le second réacteur avec un débit de recirculation de l'ordre de 100 litres/jour.
Les boues ont un temps de séjour de l'ordre de 3 jours au sein du second réacteur. Les boues ont un temps de séjour de l'ordre de 20 jours au sein du premier réacteur, lorsque le débit d'alimentation est de 50 litres/jour. Les boues ont un temps de séjour de l'ordre de 10 jours au sein du premier réacteur, lorsque le débit d'alimentation est de 100 litres/jour.
On constate alors des dégradations de la matière organique de l'ordre de 40 à 50 % en moyenne, qui correspondent à une différence de quantité entrante dans le système et d'une quantité sortante du système. ' Lorsque les vannes de la boucle de recirculation entre les deux réacteurs sont fermées, les performances de dégradation sont de l'ordre de 30% de réduction de la matière organique sous forme d'éléments gazeux (CO2 et H2O). Lorsque les vannes de la boucle de recirculation entre les deux réacteurs sont ouvertes, la recirculation opère et les performances du procédé sont potentialisées de 10 à 20% de majoration de rendement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réduction du volume de boues de station d'épuration à dominante urbaine comprenant une étape de traitement de base des boues par des micromycètes, de préférence cultivés en parallèle de façon continue, ledit traitement par micromycètes étant potentialisé par adjonction de micromycètes mésophiles ou thermophiles placés dans des conditions de température appropriée pour générer une dégradation enzymatique, avantageusement comprise entre 15 et 75°C.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont injectés périodiquement aux boues à traiter, avantageusement à une fréquence d'une à deux fois par mois.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont cultivés en parallèle de façon continue dans un bioréacteur séparé, avantageusement thermostaté.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le traitement de base des boues par les micromycètes et le traitement complémentaire des boues par les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont réalisés au sein d'un seul réacteur de traitement.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le temps de traitement des boues est compris entre 1 et 25 jours, typiquement entre 7 et 15 jours.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le traitement de base des boues par les micromycètes et le traitement complémentaire des boues par les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont réalisés au sein de deux réacteurs de traitement couplés entre eux de manière à autoriser une circulation entre le premier réacteur du traitement de base et le second réacteur du traitement complémentaire, de taille inférieure au premier.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le temps de traitement des boues est compris entre 5 et 25 jours, typiquement entre 10 et 15 jours dans le premier réacteur, et le temps de traitement des boues est compris entre quelques heures et 5 jours, typiquement entre 15 heures et 3 jours, dans le second réacteur.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le second réacteur est maintenu à une température supérieure à celle du premier réacteur, le premier réacteur étant avantageusement à température ambiante, et le second réacteur étant avantageusement maintenu à une température comprise entre 20 et 75 0C.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le traitement est réalisé à un pH de l'ordre de 5,5 à 8, avantageusement en aérobie et sous agitation lente, dans le premier réacteur, et le traitement est réalisé à un pH de l'ordre de 4 à 6,5, avantageusement en aérobie et sous agitation lente, dans le second réacteur.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les micromycètes sont choisis parmi les genres Pénicillium, Trichoderma, Mucor, Galactomyces, Aspergillus, Fusarium, Geotricum, Phoma, Botrytis, Geomyces, et leurs mélanges.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les micromycètes sont choisis parmi : Pénicillium roqueforti, Pénicillium chrysogenum, Pénicillium atramentosum, Trichoderma viride, Trichoderma reesei, Mucor hiemalis, Mucor racemosus, Mucor fuscus, Mucor plumbeus, Galactomyces geotricum, Aspergillus phoenicis, Aspergillus niger, Fusarium equisetii, Geotricum candidum, Phoma glomerata, Botiγtis Cinerea, Geomyces pannorum, et leurs mélanges.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont choisis parmi les genres Humicola, Mucor, Chaetomium, Thermoascus, Torula, et leurs mélanges.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont choisis parmi : Humicola stellata, Humicola insolens, Humicola grisea, Humicola lanuginosa, Mucor pusillus, Mucor miehel, Chaetomium thermophila, Chaetomium globosom, Chaetomium virescens, Thermoascus aurantiacus, Torula thermophila, et leurs mélanges.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de fîltration membranaire des boues.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape préalable de pré-épaississement des boues à traiter.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la culture des micromycètes et/ou la culture des micromycètes mésophiles ou thermophiles est (sont) aérobie.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les micromycètes sont injectés mensuellement à un débit de l'ordre de 0,01 à
5%, typiquement de l'ordre de 0,1 à 1%, du volume du réacteur de traitement.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les micromycètes mésophiles ou thermophiles sont injectés mensuellement à un débit de l'ordre de 0,01 à 5%, typiquement de l'ordre de 0,1%, du volume du réacteur de traitement.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité de matière sèche des boues traitées est réduite de l'ordre de 20 à 75%, typiquement de l'ordre de 45 à 55%, par rapport à celle des boues non traitées.
20. Installation de traitement d'effluents de station d'épuration à dominante urbaine comprenant au moins un réacteur de traitement (8) de boues contenant : des moyens d'alimentation et d'extraction des boues, des moyens d'injection des micromycètes et/ou des micromycètes mésophiles ou thermophiles, des moyens de régulation et/ou d'élévation de la température, - avantageusement des moyens d'agitation et des moyens d'aération, avantageusement des moyens de régulation des débits d'alimentation et d'extraction des boues, avantageusement des moyens de régulation des débits d'injection des micromycètes et/ou des micromycètes mésophiles ou thermophiles, et - avantageusement des moyens de régulation du pH et/ou d'oxygénation.
21. Installation selon la revendication 20, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, en parallèle du réacteur de traitement (8), un bioréacteur (9) de culture en continu des micromycètes.
22. Installation selon la revendication 20 ou 21, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, en parallèle du réacteur de traitement (8), un bioréacteur (9a) de culture en continu des micromycètes mésophiles ou thermophiles, avantageusement thermostaté.
23. Installation selon la revendication 21 ou 22, caractérisée en ce que le bioréacteur (9) de culture en continu des micromycètes et/ou le bioréacteur (9a) de culture en continu des micromycètes mésophiles ou thermophiles comprend (comprennent) : - des moyens d'injection de nutriments, d'oligo-éléments, de substrat dilué et d'un inoculum à cultiver, des moyens de répartition homogène des micromycètes dans le bioréacteur, des moyens de transfert (10) des micromycètes cultivés vers le réacteur de traitement (8), - une filtration de l'air circulant dans le bioréacteur.
24. Installation selon l'une quelconque des revendications 20 à 23, caractérisée en ce que le réacteur de traitement (8) contient en outre des moyens de filtration membranaire (19, 31).
25. Installation selon l'une quelconque des revendications 20 à 24, caractérisée en ce qu'elle contient en outre des moyens de pré-épaississement des boues.
26. Installation selon l'une. quelconque des revendications 20 à 25, caractérisée en ce qu'elle contient deux réacteurs de traitement (8, 8a) des boues, les deux réacteurs étant couplés entre eux de sorte à former une boucle de circulation, le premier réacteur de traitement (8), destiné au traitement de base des boues, étant alimenté par des micromycètes, et étant avantageusement à une température comprise entre 10 à 20 0C, et le second réacteur de traitement (8a), de taille inférieure au premier, destiné au traitement complémentaire des boues, étant alimenté par des micromycètes mésophiles ou thermophiles, et étant avantageusement maintenu à une température comprise entre 20 et 75 °C.
27. Installation selon la revendication 26, caractérisée en ce que le premier réacteur de traitement (8) et/ou le second réacteur de traitement (8a) contien(nen)t en outre des moyens de filtration membranaire.
28. Installation selon l'une quelconque des revendications 20 à 27, caractérisée en ce que le réacteur de traitement (8) est placé sur la filière de traitement des boues.
29. Installation selon l'une quelconque des revendications 20 à 27, caractérisée en ce que le réacteur de traitement (8) est placé sur la filière de traitement des eaux.
PCT/FR2004/001543 2004-06-21 2004-06-21 Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne potentialise par adjonction de micromycetes mesophiles ou thermophiles Ceased WO2006008347A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04767399A EP1773724A1 (fr) 2004-06-21 2004-06-21 Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne potentialise par adjonction de micromycetes mesophiles ou thermophiles
PCT/FR2004/001543 WO2006008347A1 (fr) 2004-06-21 2004-06-21 Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne potentialise par adjonction de micromycetes mesophiles ou thermophiles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR2004/001543 WO2006008347A1 (fr) 2004-06-21 2004-06-21 Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne potentialise par adjonction de micromycetes mesophiles ou thermophiles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006008347A1 true WO2006008347A1 (fr) 2006-01-26

Family

ID=34958555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2004/001543 Ceased WO2006008347A1 (fr) 2004-06-21 2004-06-21 Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne potentialise par adjonction de micromycetes mesophiles ou thermophiles

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1773724A1 (fr)
WO (1) WO2006008347A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3145160A1 (fr) * 2023-01-25 2024-07-26 Suez International Procédé de valorisation d’un effluent liquide contenant de la matière organique

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB335682A (en) * 1929-08-12 1930-10-02 Chester Greenbalgh Wigley Improvements in process of disposal of sewage and other waste organic matter
US5698028A (en) * 1993-06-25 1997-12-16 Higa; Teruo Composition and process for improving soil
FR2836910A1 (fr) * 2002-03-08 2003-09-12 Amenagement Urbain & Rural Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne
FR2836909A1 (fr) * 2002-03-08 2003-09-12 Amenagement Urbain & Rural Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB335682A (en) * 1929-08-12 1930-10-02 Chester Greenbalgh Wigley Improvements in process of disposal of sewage and other waste organic matter
US5698028A (en) * 1993-06-25 1997-12-16 Higa; Teruo Composition and process for improving soil
FR2836910A1 (fr) * 2002-03-08 2003-09-12 Amenagement Urbain & Rural Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne
FR2836909A1 (fr) * 2002-03-08 2003-09-12 Amenagement Urbain & Rural Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ABUL HOSSAIN MOLLA ET AL: "IN-VITRO COMPATIBILITY EVALUATION OF FUNGAL MIXED CULTURE FOR BIOCONVERSION OF DOMESTIC WASTEWATER SLUDGE", WORLD JOURNAL OF MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, RAPID COMMUNICATIONS OF OXFORD, OXFORD, GB, vol. 17, no. 9, December 2001 (2001-12-01), pages 849 - 856, XP008011622, ISSN: 0959-3993 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3145160A1 (fr) * 2023-01-25 2024-07-26 Suez International Procédé de valorisation d’un effluent liquide contenant de la matière organique
WO2024156755A1 (fr) * 2023-01-25 2024-08-02 Suez International Procédé de valorisation d'un effluent liquide contenant de la matière organique

Also Published As

Publication number Publication date
EP1773724A1 (fr) 2007-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9120686B2 (en) Wastewater treatment methods
EP1483215A1 (fr) Procede de traitement des boues de stations d'epuration par voie mycelienne
US7258790B2 (en) Controlled eutrophication system and process
EP2528869B1 (fr) Procédé de réduction des boues produites par des installations de traitement des eaux usées
WO2009047406A2 (fr) Procede et installation d'epuration d'eaux residuaires par un traitement biologique.
Maleki Psychrophilic anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) for treating malting plant wastewater and energy recovery
CN113501620A (zh) 一种基于厌氧和电解脱氮的市政污水净化再生系统及其方法
CN101781056A (zh) 造纸废水的处理方法
CN110066831B (zh) 餐厨垃圾快速制沼方法
CN117105462A (zh) 一种食品加工废水处理系统及方法
CN107760582B (zh) 高浓度有机废水及固体废弃物的一体化处理系统及处理方法
CN204417278U (zh) 养殖废水处理系统
CN111252994A (zh) 一种食用菌废水处理方法
CN219752089U (zh) 一种基于能源小球藻净化沼液的资源化连续处理系统
CN107720957B (zh) 序批式中恒温厌氧处理高浓度有机废水和固体废弃物的反应装置及处理方法
EP1773724A1 (fr) Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne potentialise par adjonction de micromycetes mesophiles ou thermophiles
Dzihora et al. Granular and moving bed biofilm reactor-based wastewater treatment plant: an industrial perspective
CN204369720U (zh) 养殖废水处理系统
CN202430086U (zh) 一种垃圾渗滤液合成处理的装置
FR2880552A1 (fr) Procede de detoxification de fluide charge en metaux dans un reacteur de traitement
CN107089768A (zh) 一种污水处理及回收水体资源的方法及系统
CN114057348A (zh) 垃圾焚烧厂渗滤液的资源化回收利用处理系统及处理方法
CN111252998A (zh) 食用菌废水处理方法
FR2836909A1 (fr) Procede de degradation de la matiere organique par voie mycelienne
KR100479411B1 (ko) 혐기성 회전식 반응조

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2004767399

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004767399

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004767399

Country of ref document: EP