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DES
(1)
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Etre
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DANS
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Organism
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activated sludge
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514747A1
Family ID 2591722
Probable Assignee Agrotechnika Np
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
EN Title A device for biological activated purification of effluent,
in which an activation chamber with aeration and a...
FR Title DISPOSITIF POUR L'EPURATION DE L'water PAR ACTIVATION
BIOLOGIQUE
Abstract
_________________________________________________________________
A device for biological activated purification of effluent, in which
an activation chamber with aeration and a separation chamber for fluid
filtration of the activated sludge are provided in a common container.
In order to decrease energy consumption and to simplify the design,
the activation chamber has an annular cross section and completely
encloses the separation chamber.
DISPOSITIF POUR L'EPURATION BIOLOGIQUE DE L'water.
UNE CHAMBRE D'ACTIVATION 8, AVEC AERATION, ET UNE CHAMBRE DE
SEPARATION 4 TRAVAILLANT PAR FILTRATION PAR FLUIDISATION, SONT
INSTALLEES DANS UN RECIPIENT COMMUN 1, LA SECTION TRANSVERSALE DE LA
CHAMBRE D'ACTIVATION 8 AYANT LA FORME D'UNE COURONNE CIRCULAIRE
ENTOURANT COMPLETEMENT LA CHAMBRE DE SEPARATION 4 ET ETANT RELIEE A
CETTE DERNIERE PAR UN PASSAGE 7.
L'INVENTION TROUVE SON APPLICATION PRINCIPALE DANS L'EPURATION DES
water DOMESTIQUES RESIDUAIRES.
Description
_________________________________________________________________
DISPOSITIF POUR L'EPURATION DE L'water PAR ACTIVATION
BIOLOGIQUE.
L'invention concerne un dispositif pour l'epuration biologique de
l'water, possedant une chambre d'activation avec amenee de l'water
brute avec un systeme d'aeration du melange d'activation et le
maintenant sous forme de suspension, ainsi qu'une chambre de
separation destinee a separer les boues activees par filtration par
fluidisation, laquelle est raccordee a la sortie de l'water epuree et
possede un systeme de retour automatique des boues separees dans la
chambre d'activation, a travers un passage.
Ce dispositif convient aux tres petites et petites installations
d'epuration, en particulier pour l'epuration des water residuaires
d'ouvrages independants, comme des hotels, des campings, des pompes a
essence, des pavillons individuels, des baraques, etc.
On utilise habituellement, pour l'epuration biologique des water
residuaires avec systeme d'activation, des dispositifs contenant deux
chambres principales: une chambre d'activation et une chambre de
separation. Dans la chambre d'activation, l'water brute amenee est
melangee aux boues activees, et le melange d'activation ainsi forme
subit une aeration, ce qui declenche une epuration biologique de
l'water.
Il faut alors prevoir un ecoulement du melange d'activation tel que
les boues activees restent en suspension en tous les points de la
chambre d'activation, et qu'il ne se cree aucune sedimentation. Dans
la chambre de separation, le melange d'activation provenant de la
chambre d'activation est separe des boues activees et renvoye dans la
chambre d'activation.
Dans les dispositifs plus petits, ces deux chambres fonctionnelles
sont disposees dans un recipient commun. Pour faciliter la mise en
place du recipient rempli de liquide en-dessous de la surface du sol,
pour lui permettre d'etre ferme completement et lui assurer son
caractere auto-porteur, il est avantageux que le recipient se presente
sous la forme d'un cylindre horizontal. Dans les dispositifs de ce
genre, la subdivision du volume interieur du recipient en une cham bre
d'activation et une chambre de separation est obtenue par differents
elements interieurs. L'ecoulement du melange d'activation dans la
chambre d'activation, lequel est necessaire pour maintenir les boues
d'activation en suspension, presente toujours, dans les dispositifs de
ce genre, la forme d'un ou deux tourbillons a axe horizontal.
Un inconvenient important des elements interieurs de l'etat actuel de
la technique reside en ce que les formes que prend la chambre
d'activation qui en resulte sont tres defavorables a un ecoulement de
ce genre, du fait que ces elements interieurs creent des chambres
d'activation dont la section transversale presente une forme allongee
a extremites pointues. Il faut donc, dans les chambres d'activation de
cette forme, et pour assurer un ecoulement maintenant en suspension
les boues activees, une quantite d'energie plus grande que celle
necessaire a un apport suffisant d'oxygen dans le melange
d'activation.
Ces solutions de l'etat actuel de la technique presentent un autre
inconvenient, qui reside en ce qu'il est necessaire, pour assurer le
redressement, necessaire, de l'ecoulement, de mettre en place d'autres
elements interieurs, pour eviter la formation d'angles morts et
permettre, en outre, d'utiliser differents systemes d'aeration.
Compte tenu de la forme de la chambre d'aeration, ainsi que du risque
d'un colmatage, les dispositifs de l'etat actuel de la technique
n'envisagent pratiquement qu'un systeme pneumatique avec des elements
d'aeration disposes au voisinage du fond de la chambre d'activation,
ce qui, pour pouvoir etre utilise, exige de faire appel a des
ventilateurs, lesquels ne sont rentables que pour des puissances
elevees et donc ne conviennent pas a des installations d'epuration de
faibles dimensions.
L'invention a pour but de creer un dispositif supprimant les
inconvenients mentionnes ci-dessus, ou, du moins, les reduisant
considerablement.
L'invention concerne a cet effet un dispositif dans lequel la chambre
d'activation est disposee entre une enveloppe exterieure du recipient
et une enveloppe interieure, dans laquelle est disposee la chambre de
separation, laquelle est entouree par la chambre d'activation et est
en liaison avec cette derniere par un passage.
Il est une forme de realisation avantageuse, en ce sens qu'elle permet
d'obtenir des proprietes interessantes en cours d'exploitation et
presente une construction simple, solution dans laquelle la chambre
d'activation et la chambre de separation sont prevues dans un
recipient cylindrique horizontal, les distances horizontales entre les
parois en regard de l'enveloppe interieure commencant par augmenter a
partir du passage vers le haut, pour ensuite diminuer, la section
transversale de la chambre d'activation ayant essentiellement la forme
d'une couronne circulaire definie par l'enveloppe cylindrique et la
paroi de l'enveloppe interieure.
Selon une autre disposition de l'invention, il est prevu, dans la
chambre d'activation, dans la zone dans laquelle descend l'ecoulement
du melange d'activation, c une paroi appropriee, place/ ia partie
longitudinale de la paroi de l'enveloppe interieure et qui, avec cette
partie de paroi de l'enveloppe interieure, forme un canal dont
l'embouchure inferieure se trouve au voisinage du passage.
Le systeme d'aeration du melange d'activation, et son maintien en
suspension, peut etre realise au moyen de ce que l'on appelle une
brosse tournante de Kessener, qui s'etend jusqu'en-dessous du niveau
du melange d'activation, ou bien au moyen de systemes d'aeration
disposes dans la partie superieure de la chambre d'activation et
raccordes a une source d'air comprime, par exemple une soufflante, en
tout cas au moyen d'elements d'aeration disposes dans la partie
inferieure de la chambre d'activation et raccordes a une source d'air
comprime, par exemple un ventilateur.
Pour obtenir un ecoulement giratoire, souhaite, du melange
d'activation en meme temps qu'un ecoulement dans le sens horizontal,
il est prevu dans la chambre d'activation des parois de redressement
inclinees.
L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-apres
et des dessins annexes, qui representent des exemples de realisation
de l'invention, dessins dans lesquels:
La Figure 1 presente une coupe d'un dispositif selon l'invention, avec
un systeme d'aeration pneumatique
La Figure 2 presente une coupe d'un dispositif selon l'invention, avec
aeration mecanique
La Figure 3 est une coupe longitudinale du dispositif selon la Figure
1.
Le dispositif presente sur la Figure 1 convient a des capacites
elevees, de l'ordre de 102 a 103 habitants equivalents. Le dispositif
possede un recipient cylindrique a axe horizontal, avec une enveloppe
exterieur 1 et des parois frontales 2 et 3.
La chambre de separation 4, definie par l'enveloppe interieure 5 et
les parois frontales 6 et 6', est prevue dans le recipient
cylindrique, essentiellement en son milieu. La section transversale de
la chambre de separation 4 a une forme telle que la distance
horizontale entre les parois en regard de l'enveloppe 5 augmente tout
d'abord a partir de la traversee 7, pour diminuer ensuite, la partie
superieure presentant une section circulaire.La chambre de separation
4 est, par l'intermediaire de la traversee 7 se trouvant dans la
partie inferieure de la chambre de separation 4, en liaison avec la
chambre d'activation 8, laquelle est elle-meme definie par l'enveloppe
exterieure 1 du recipient cylindrique, les parois frontales 2 et 3,
ainsi que l'enveloppe interieure formee par la paroi 5 et les parois
frontales 6 et 6', enveloppe interieure formant la chambre de
separation.
La section transversale de la chambre d'activation 8 a essentiellement
la forme d'une couronne circulaire entre les deux enveloppes
mentionnees ci-dessus. A l'interieur de la chambre de separation 4,
au-dessus de la traversee 7, on trouve un collecteur d'air 9, en forme
de toit, forme comme une toiture a deux versants 10, sur le faite
duquel est prevu un tuyau collecteur il possedant des ouvertures 12
pour l'evacuation des boues flottees. Dans la partie superieure de la
chambre de separation 8 se trouve un tuyau collecteur 13 pour l'water
epuree, lequel possede des orifices de sortie 14. Les deux tuyaux
collecteurs 11 et 13 servent aussi d'elements de soutenement a une
construction servant a soutenir l'enveloppe interieure et le
collecteur d'air 9.
La chambre d'activation 8 selon la Figure 1 possede un systeme destine
a aerer le melange d'activation et a le maintenir sous la forme d'une
suspension. Ce systeme est compose d'elements d'aeration 15, lesquels
sont raccordes par l'intermediaire d'un diffuseur d'air 16, a une
source d'air comprime non-representee, de preference a un ventilateur,
les elements d'aeration 15 etant disposes dans la partie superieure de
la chambre d'activation 8 a une profondeur correspondant a la pression
d'air que l'on peut habituellement obtenir grace aux ventilateurs
courants. L'air, apres avoir traverse la chambre d'evacuation 8, est
evacue a l'atmosphere par l'intermediaire de la conduite d'evacuation
d'air 17.La chambre de separation 4 se trouve entierement noyee a
l'interieur de la chambre d'activation 8, dans laquelle elle est
enfermee; la chambre de separation est entouree par l'ecoulement du
melange d'activation se trouvant dans la chambre d'activation 8, cet
ecoulement presentant de preference la forme d'un tourbillon a axe
horizontal avec lignes de courant fermees.
Dans la chambre d'activation 8, dans la zone de l'ecoulement
descendant, il est prevu au niveau d'une partie de la paroi une paroi
inclinee 18 qui, avec cette partie de la paroi 5, forme un canal 19,
lequel est en liaison, a sa partie superieure et inferieure, avec la
chambre d'activation, dont la partie inferieure debouche au voisinage
de la traversee 7.
Il est dispose a l'interieur de la chambre d'activation 8 des parois
de redressement 21, inclinees, qui redressent l'ecoulement giratoire
produit par l'aeration de telle sorte qu'il se cree aussi, dans la
chambre d'activation 8, un ecoulement dans le sens de l'axe
horizontal. C'est dans la partie superieurE de la chambre d'activation
8 que debouche le tuyau d'amenee 22 de l'water brut, et, dans sa
partie inferieure, le tuyau d'evacuation 23 des boues en exces.
Le tuyau collecteur 13 de l'water epuree conduit a l'exterieur du
recipient et possede un deversoir 24 (cf. Figure 3), destine a
maintenir a l'interieur du recipient le niveau libre du liquide.
L'water epuree est evacuee par l'evacuation 25.
Le dispositif decrit ci-dessus fonctionne comme suit l'water a epurer
penetre, par l'orifice d'amenee 22 de l'water brute, dans la chambre
d'activation 8, dans laquelle un aerateur non represente envoie de
l'air par l'intermediaire d'elements d'aeration 15, qui se trouvent
dans la partie superieure de la chambre d'activation 8. L'utilisation
d'un systeme d'aeration non-immerge, raccorde a un aerateur, est
rendue possible grace a la forme avantageuse de la chambre
d'activation 8, dont la section transversale a essentiellement la
forme d'une couronne circulaire entre l'enveloppe interieure deja
mentionnee et l'enveloppe exterieure.
L'ecoulement du melange d'activation dans la chambre d'activation 8,
provoque par l'aeration, presente la forme d'un tourbillon cylindrique
a axe horizontal, ce qui est tres avantageux du point de vue de la
reduction au maximum de la consommation d'energie. L'on est ainsi
assure que l'on obtiendra, meme pour une charge tres faible des water
residuaires, l'oxygen necessaire au declenchement de l'operation de
biodegradation, oxygen amene par le systeme d'aeration, et donc que
l'on obtient les boues activees en suspension.
Apres avoir traverse le melange d'activation se trouvant dans la
partie superieure du recipient, l'air est evacue a l'atmosphere par
l'intermediaire de l'orifice de sortie d'air 17. Quand le recipient
presente une longueur plus grande, il est prevu avantageusement, dans
la chambre d'activation, des parois de redressement 21, a l'aide
desquelles on redresse le mouvement giratoire du melange d'activation
pour le transformer en un mouvement helicoidal horizontal.
L'on obtient ainsi pour l'ecoulement a l'interieur du recipient des
composantes longitudinales, la composante longitudinale au niveau de
l'enveloppe cylindrique etant dirigee dans le sens contraire de la
composante de l'ecoulement au niveau de la paroi 5. L'on obtient ainsi
un melangeage intense du contenu du recipient, ce qui permet d'amener
l'water brute en un point de la paroi frontale du recipient, meme si
ce dernier presente une longueur tres superieure a son diametre.
Dans la chambre d'activation 8 decrite ci-dessus, les processus
classiques d'activation avec biodegradation se deroulent avec
formation de boues activees, lesquelles sont separees de l'water
epuree dans la chambre de separation 4. La chambre de separation 4 est
disposee d'une maniere essentiellement centrale et est entierement
entouree par un courant de rincage du melange d'activation.
Le melange d'activation penetre dans la chambre de separation par
l'intermediaire du passage 7 se trouvant dans la partie inferieure de
la chambre d'activation 8. Le melange d'activation est amene au
passage 7 par le canal 19, lequel est forme par une partie de la paroi
5 et la paroi inclinee 18 qui lui est opposee. Le melange d'activation
penetre dans le canal 19 par sa partie superieure et en sort dans la
zone du passage 7, par lequel il penetre dans la chambre de separation
4; ce canal empeche que l'ecoulement giratoire se trouvant dans la
chambre d'activation 8 ne passe dans le passage 7 et dans la chambre
de separation 4.
C'est dans la chambre de separation 4, qui s'elargit vers le haut,
qu'il se forme le filtre par fluidisation, connu, dans lequel sont
arretees les particules de boues activees. Apres passage a travers le
filtre a fluidisation, l'water epuree se trouvant dans la partie
superieure de la chambre de separation 4 est reprise, par les orifices
d'entree 14, par le tuyau collecteur 13 et evacuee par l'orifice
d'evacuation 25.
Le niveau libre 20 dans la chambre d'activation 8 est defini par le
deversoir 24 se trouvant sur la tuyauterie. Les bulles d'air qui se
separent au niveau du bord inferieur de l'enveloppe sont captees par
le collecteur d'air 9. L'air capte est envoye a l'air libre par
l'intermediaire de l'event 26. Les eventuelles boues flottees sont
evacuees periodiquement par les ouvertures 12, par l'intermediaire du
tuyau collecteur 11 des boues flottees. Les boues activees en exces
sont evacuees de la chambre d'activation 8, apres interruption de
l'aeration, par l'orifice d'evacuation 23 des boues.
Le dispositif selon la Figure 2 convient tout particulierement aux
debits faibles et tres faibles, par exemple pour les pavillons
individuels. Il se distingue du dispositif decrit sur la Figure 1,
essentiellement au niveau du systeme d'aeration. Le systeme destine a
l'aeration du melange d'activation et a son maintien en suspension,
est entraine par une brosse rotative d'aeration, qui forme ce qu'on
appelle la brosse de Kessener, laquelle est disposee sur le niveau
libre 20 de la chambre d'activation 8, et par une source, non
representee, de force d'entrainement.Une autre modification de la
construction du dispositif selon la Figure 2, destinee aux petites
installations, concerne une chambre 28 destinee a collecter le papier,
et se presentant sous la forme d'une grille 30, laquelle est inseree,
en position inclinee, dans la partie superieure de la chambre
d'activation 8, endessous de l'orifice d'entree 22 de l'water brute et
de la partie opposee de l'enveloppe cylindrique. Pour des
installations plus petites, presentant un rapport comparable entre la
longueur et le diametre du recipient, il n'est pas necessaire d'avoir
des parois de redressement 21. Pour le reste, le dispositif represente
sur la Figure 2 est identique a celui selon la Figure 1.
De meme, le mode d'action dutdispositif selon la Figure 2 est
identique a celui de la Figure 1, jusqu'au systeme d'aeration.
L'aeration du melange d'activation, et le mouvement necessaire pour
obtenir une mise en suspension complete, sont realises par la brosse
rotative d'aeration 27, laquelle plonge en-dessous du niveau libre 20
du liquide. Ce dispositif convient surtout aux tres petites
installations d'epuration de ce genre, de l'ordre de quelques
habitants-equivalents, dans lesquelles cet arrangement presente, par
rapport aux systemes pneumatiques, une consommation d'energie
considerablement plus faible. On peut facilement obtenir le debit
voulu de l'aeration en reglant la hauteur du niveau libre 20 dans la
chambre de separation 8.
Le courant de circulation, se presentant sous la forme d'un tourbillon
cylindrique a axe horizontal, contribue essen tiellement a une
diminution de l'energie necessaire. Le capteur de papier sert a
arreter les dechets grossiers, par exemple les dechets de cuisine et
les papiers. Le courant de circulation dans la chambre d'activation 8
presente ainsi un effet auto-epurateur des grilles 30. Le courant
d'water sortant de la chambre d'activation 8 recoit ainsi les papiers
arretes, qui sont en mouvement, ce qui accelere leur destruction.
Selon une autre forme de realisation de l'invention, non representee.
le systeme destine a l'aeration du melange d'activation et a son
maintien en suspension est forme d'elements d'aeration 15, eux aussi
connus; cependant, ces derniers, au contraire du mode de realisation
represente sur la
Figure 1, sont prevus un peu plus bas (par rapport au mode de
realisation comparable de la Figure 1) dans la partie inferieure
gauche de la chambre d'activation 8, quand on la regarde dans le sens
axial; dans ce cas, le diffuseur d'air est raccorde a un ventilateur
approprie.
Le dispositif selon l'invention presente toute une serie d'avantages.
La chambre d'activation, avec une section transversale ayant
pratiquement la forme d'une couronne circulaire avec pertes minimales
d'energie, permet de former l'ecoulement necessaire (un tourbillon
cylindrique), lequel maintient les boues activees en suspension, ce
qui exclut absolument la formation de coins morts. La forme de la
chambre d'activation 8 permet en outre d'utiliser differents systemes
d'aeration, et donc de choisir le plus avantageux pour chaque cas
particulier, ce qui elargit le domaine d'application de ces
dispositifs et contribue a economiser l'energie et a diminuer les
frais d'acquisition. La forme cylindrique avantageuse du dispositif
dans son ensemble est maintenue, ce qui permet sa mise en place
en-dessous du niveau du sol, sans qu'il soit necessaire d'effectuer
des travaux couteux de construction. Un autre avantage reside dans
l'independance relative de l'enveloppe du recipient et des elements
interieurs, ce qui simplifie la construction du dispositif selon
l'invention.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitee aux exemples de
realisation ci-dessus decrits et representes, a partir desquels on
pourra prevoir d'autres modes et d'autres formes de realisation, sans
pour cela sortir du cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
Revendications
1. Dispositif pour l'epuration de l'water par activation biologique,
possedant une chambre d'activation avec un orifice d'amenee pour
l'water brute et un systeme destine a l'aeration du melange
d'activation et a son maintien en suspension, et possedant aussi une
chambre de separation destinee a separer les boues activees par
filtration par fluidisation, chambre de separation raccordee a un
orifice de sortie de l'water epuree, avec un retour automatique des
boues separees dans la chambre d'activation par l'intermediaire d'un
passage, dispositif caracterise en ce que la chambre d'activation (8)
est realisee entre une enveloppe exterieure (1, 2, 3) du recipient et
une enveloppe interieure (5, 6, 6'), la chambre de separation (4)
etant disp#osee de telle sorte qu'elle soit entouree par la chambre
d'activation (8), a laquelle elle soit reliee par un passage (7).
2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que la
chambre d'activation (8) et la chambre de separation (4) sont
installees dans un recipient cylindrique horizontal, l'eloignement
horizontal des parois (5) de l'enveloppe interieure commencant par
augmenter a partir du passage (7), vers le haut, pour diminuer
ensuite, la section transversale de la chambre d'activation (8) ayant
essentiellement la forme d'une couronne circulaire, laquelle est
definie par l'enveloppe cylindrique (1) et la paroi (5).
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,
caracterise en ce qu'une paroi inclinee (18) est, dans la chambre
d'activation (8), dans une zone dans laquelle le melange d'activation
s'ecoule vers le bas, placee contre les parties allongees de la paroi
(5) de l'enveloppe interieure, paroi (18) qui, avec cette partie de la
paroi (5) de l'enveloppe interieure, forme un canal dont l'embouchure
inferieure se trouve au voisinage du passage (7).
4. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le
systeme d'aeration du melange d'activation et destine a son maintien
en suspension est execute sous la forme d'une brosse rotative
d'aeration (27), appelee une brosse de Kessener, laquelle s'etend
jusqu'en-dessous du niveau de la surface libre (20) du melange
d'activation.
5. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le
systeme d'aeration du melange d'activation et destine a son maintien
en suspension est realise sous la forme d'elements d'aeration (15),
disposes dans la partie superieure de la chambre d'activation (8) et
raccordes a une source d'air comprime, par exemple a un ventilateur.
6. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le
systeme d'aeration du melange d'activation et destine a son maintien
en suspension est realise sous la forme d'elements d'aeration (15)
disposes dans la partie inferieure de la chambre d'activation (8) et
raccordes a une source d'air comprime, par exemple a une soufflante.
7. Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce qu'il est
prevu dans la chambre d'activation (8) des parois inclinees (21)
destinees a redresser l'ecoulement circulaire produit par le systeme
d'aeration du melange d'activation, de telle sorte qu'il se forme dans
la chambre d'activation (8) un ecoulement dans b sens de l'axe
horizontal du recipient cylindrique.
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