ET PROCEDE DE TRAITEMENT

Domaine de l'invention

L'invention appartient au domaine des bioréacteurs pour le traitement des effluents liquides, et en particulier le traitement des effluents chimiques.

Plus particulièrement, la présente invention concerne des bioréacteurs pour le traitement des effluents chimiques, qui comprennent des lits fixes.

État de la technique

Le traitement biologique de l'eau et des effluents, en particulier les effluents industriels, existe depuis de très nombreuses années. Les bioréacteurs utilisés pour le traitement biologique des effluents chimiques comprennent en particulier les bioréacteurs à lit fixe encore appelés biofiltres ou lits bactériens.

Parmi eux, le brevet EP 0 004 528 concerne un dispositif et un procédé de purification des eaux usées ne produisant pas de boues en excès. Dans le procédé décrit dans ce document, des eaux usées contenant des matières biodégradables sont traitées dans un réacteur à lit fixe, et les boues aqueuses issues du réacteur sont digérées de manière aérobie après séparation avec l'eau. La boue digérée est renvoyée vers le réacteur ou en amont du réacteur. Dans un mode de réalisation, l'eau à traiter contenant des substances biodégradables est introduite dans un lit bactérien, dans lequel les substances biodégradables contenues dans l'eau à traiter sont oxydées biologiquement. L'eau purifiée contenant des boues est ensuite transférée dans un récipient de flottation. Dans le récipient de flottation, la boue contenue dans l'eau est mise en surface par action de l'air. La boue aqueuse ainsi séparée et concentrée est introduite dans un récipient de digestion, et est digérée de manière aérobie par aération par l'air introduit à travers un dispositif d'admission d'air provenant d'un compresseur. Le liquide digéré est renvoyé dans le circuit d'alimentation en eaux usées du lit bactérien au moyen d'une pompe. Il s'agit donc d'un procédé comprenant le passage dans deux réacteurs différents, l'un en lit fixe, le second permettant l'aération, et le procédé comporte en outre une recirculation d'un réacteur vers l'autre.

Le dispositif décrit dans le brevet US 5,518,620 permet un traitement de l'eau sur lit fixe, le matériau utilisé pour le lit fixe étant un feutre de fibres de carbone activé dans une cuve de traitement. Dans un mode de réalisation, une cuve de circulation est prévue sur le circuit d'eau. Une partie de l'eau traitée sortant de la cuve par le tuyau est introduite dans la cuve de circulation pour y être soumise à une aération grâce à un moyen d'aération (par exemple une pompe à air). L'eau aérée est envoyée par le tuyau pour être mélangée à l'eau non traitée et introduite dans la cuve de traitement. Cette configuration permet d'avoir une bonne aération dans les cas où la cuve est remplie de grandes quantités de matières, ce qui rend l'aération dans cette cuve difficile. Dans un autre mode de réalisation, l'eau traitée peut être stockée dans un réservoir puis envoyée sur un séparateur à membrane pour filtrer les microorganismes présents dans l'eau, et obtenir une eau davantage purifiée et une eau « concentrée ». L'eau concentrée 26 peut être renvoyée dans le réservoir d'eau non traitée. Cela permet de retenir les microorganismes dans le système de traitement. Les eaux usées traitées par le dispositif du présent document sont de préférence des eaux usées industrielles.

Le dispositif décrit dans le brevet européen EP 0 526 590 comporte trois bioréacteurs successifs fonctionnant de manière séquentielle. Il n'y a pas de recirculation du liquide à traiter du dernier bac vers le premier. Les bioréacteurs sont des réacteurs à lit fixe. Un panneau d'aération est prévu dans chaque bioréacteur. Ce dispositif est utilisé pour le traitement des effluents de teinture textile.

La demande de brevet US 2003/0226805 décrit un procédé de traitement des eaux usées comprenant les étapes consistant à introduire l'eau à traiter dans un réservoir d'oxygénation, dans lequel une aération par de l'air ou un gaz enrichi en oxygène est réalisé pour obtenir une eau enrichie en oxygène ; Introduire l'eau enrichie en oxygène dans le fond d'un réacteur contenant un lit de charbon actif biologique, de manière à ce que le lit de charbon actif soit expansé et une eau traitée se forme dans la partie haute du réacteur ; Filtrer et vider une partie de l'eau traitée, et recycler une autre partie de l'eau vers le réservoir d'oxygénation pour réaliser une aération avec l'eau à traiter. Le dispositif décrit dans ce document comporte une chambre d'oxygénation et une recirculation de l'eau.

Le brevet US 6,926,830 décrit un système de traitement de l'eau comprenant au moins un réacteur. Le réacteur comprend au moins une première cuve connectée à une seconde cuve. Dans les cuves, des matériaux de support pour la croissance de biomasse sont prévus. Chaque cuve comporte des microorganismes appropriés pour une étape de biodégradation. Dans un mode de réalisation, un système comportant trois cuves en connexion hydraulique les unes avec les autres grâce à des ouvertures dans les parois est décrit. De l'air est introduit sous forme de bulles par des diffuseurs afin de fournir un mélangeage et une aération aux cuves. Une première cuve contient une boue appropriée pour une étape de bioréaction, cultivée sur des supports. Les supports sont mobiles, mais peuvent être fixes si l'aération n'est pas activée. Une seconde cuve contient une seconde boue appropriée pour une autre étape de bioréaction, cultivée de manière sélective sur d'autres supports. La première cuve peut être considérée comme un bioréacteur en lit fixe et la seconde cuve est un bioréacteur avec aération avec boue en suspension. De plus une recirculation peut avoir lieu entre les cuves.

La demande de brevet WO 2009/101168 décrit un appareil de traitement de l'eau constitué d'un bioréacteur à lit fixe, et d'un bac d'oxygénation. Il existe une recirculation d'un réservoir vers l'autre. Le procédé associé est un procédé discontinu.

La demande de brevet US 2009/0272689 décrit un dispositif de traitement de l'eau comprenant un moyen d'aération et un bioréacteur à lit fixe. La cuve principale est divisée en deux sections par une paroi comprenant un orifice. La première section comprend un appareil d'aération de l'eau, la seconde section comprend un bioréacteur à lit fixe. La section d'aération ne contient pas de microorganismes

Les dispositifs décrits ci-dessus possèdent une cuve d'oxygénation et une cuve de digestion en lit fixe séparée. Cependant, ces dispositifs, et les procédés de traitement qui leur sont associés, présentent comme inconvénient le fait que la cuve à lit fixe va montrer après un certain temps de fonctionnement une diminution de son activité ou rendement, ainsi qu'une perte de charge. Cette diminution est liée au colmatage du support des microorganismes par les boues en suspension dans l'effluent à traiter. De ce fait, il est nécessaire de procéder périodiquement à un nettoyage du dispositif. Un autre inconvénient de ce type de dispositif est la création de passages préférentiels dans le lit fixe, ce qui diminue son rendement.

La présente invention se propose de pallier ces inconvénients grâce à un dispositif, et son procédé de fonctionnement associé, simple d'utilisation, évitant la création de passages préférentiels et permettant le « décolmatage » du lit fixe sans arrêt prolongé du dispositif.

Objet de l'invention

Un premier objet de l'invention est un système de traitement biologique d'effluents liquides, de préférence industriels, comprenant une première cuve dite « cuve d'oxygénation » dotée d'un système d'aération et alimentée en effluent par une conduite comportant une vanne, au moins deux autre cuves dites « à lit bactérien » comportant chacune un garnissage support de microorganismes, ladite première cuve d'oxygénation étant reliée à chacune desdites au moins deux cuves à lit bactérien par une conduite, divisée en une conduite d'alimentation de la première cuve à lit bactérien en effluent et en une conduite d'alimentation de la seconde cuve à lit bactérien en effluent, ledit système comportant en outre une conduite de sortie de l'effluent de la première cuve à lit bactérien, une conduite de sortie de l'effluent de la seconde cuve à lit bactérien, les dites conduites étant reliées à une conduite de sortie commune de l'effluent, une pompe de circulation de l'effluent étant placée sur ladite conduite commune, une conduite de recirculation de l'effluent traité sortant des cuves à lit bactérien vers la cuve d'oxygénation, une conduite d'évacuation de l'effluent traité vers le milieu naturel ou un bac de rétention ou un autre système de traitement, une vanne étant placée sur ladite conduite de recirculation de l'effluent et une vanne étant placée sur ladite conduite d'évacuation, lesdites vannes étant aptes à contrôler la quantité d'effluent à renvoyer vers la cuve d'oxygénation et/ou à évacuer vers le milieu naturel ou un bac de rétention,

ledit système comportant en outre les caractéristiques suivantes :

- lesdites cuves à lit bactérien comportent chacune une sonde de niveau, et lesdites cuves à lit bactérien sont reliées l'une à l'autre par une conduite située dans la partie basse desdites cuves et permettant le passage de l'effluent d'une cuve à lit bactérien dans l'autre,

ladite conduite d'alimentation de la première cuve à lit bactérien comporte une vanne permettant le passage de l'effluent de ladite cuve d'oxygénation à ladite première cuve à lit bactérien, et ladite conduite d'alimentation de la seconde cuve à lit bactérien comporte une vanne permettant le passage de l'effluent de ladite cuve d'oxygénation à ladite seconde cuve à lit bactérien,

ladite conduite de sortie de l'effluent de la première cuve à lit bactérien comporte une vanne permettant l'évacuation de l'effluent de ladite première cuve à lit bactérien, et ladite conduite de sortie de l'effluent de la seconde cuve à lit bactérien comporte une vanne permettant l'évacuation de l'effluent de ladite seconde cuve à lit bactérien,

- l'ouverture des vannes d'alimentation des cuves à lit bactérien et des vannes d'évacuation des cuves à lit bactérien est commandée par des moyens de commande, de façon à définir un trajet de circulation de l'effluent tel que ledit effluent soit passe d'abord dans la première cuve à bactérien puis par la conduite de liaison entre les cuves à lit bactérien, puis dans la seconde cuve à lit bactérien, soit passe d'abord dans la seconde cuve à bactérien puis par la conduite de liaison entre les cuves à lit bactérien puis dans la première cuve à lit bactérien.

Un autre objet de l'invention est un procédé de traitement d'effluents liquides utilisant le système selon l'invention.

Le procédé comprend les étapes consistant à :

a) amener l'effluent liquide à traiter dans la cuve d'oxygénation,

b) extraire une partie de l'effluent de la cuve d'oxygénation pour l'envoyer vers la première cuve à lit bactérien, la vanne placée sur la conduite d'alimentation par le haut de la première cuve à lit bactérien étant ouverte et la vanne placée sur la conduite d'alimentation par le haut de la première cuve à lit bactérien étant fermée,

c) faire passer l'effluent de la première cuve à lit bactérien vers la seconde cuve à lit bactérien par la conduite reliant les deux cuves à lit bactérien par le bas, d) évacuer l'effluent de la seconde cuve à lit bactérien par la conduite d'évacuation placée dans le haut de la cuve et la conduite d'évacuation commune, la vanne placée sur la conduite d'évacuation placée dans le haut de la seconde cuve à lit bactérien étant ouverte et la vanne placée dans le haut de la première cuve à lit bactérien étant fermée,

e) renvoyer une partie X% de l'effluent sortant de la seconde cuve à lit bactérien vers la cuve d'oxygénation par la conduite de recirculation, et simultanément envoyer la partie restante (100-X)% de l'effluent vers un bassin de rétention ou vers le milieu naturel ou vers un autre système de traitement par la conduite d'évacuation,

f) simultanément aux étapes précédentes, mesurer le niveau d'effluent dans la première cuve à lit bactérien grâce à la sonde de niveau dont il est doté, g) déclencher automatiquement le cycle de nettoyage et de décolmatage du système, soit lorsque un niveau prédéterminé mesuré par les sondes de niveau est atteint, soit lorsqu'une durée prédéterminée de fonctionnement sans interruption du système est atteinte.

Description des figures Les figures 1a à 1e représentent un mode de réalisation de l'invention dans lequel la première et la seconde cuve à lit bactérien sont reliées en série. La figure 1a est une représentation schématique du dispositif selon l'invention. Les figures 1b à 1e sont des représentations schématiques des étapes du procédé selon l'invention, dans lesquelles les flèches représentent le sens de circulation de l'effluent à traiter dans le dispositif. Les figures 1b et 1e représentent le procédé de traitement de l'effluent, les figures 1c et 1d représentent les étapes de nettoyage des cuves à lit bactérien.

La figure 2 représente un autre mode de réalisation du système selon l'invention dans lequel la première et la seconde cuves à lit bactérien, peuvent, en fonction des besoins, fonctionner en série ou en parallèle.

Les figures 3a à 3f sont des représentations schématiques du procédé selon l'invention en utilisant le dispositif représenté sur la figure 2, dans lesquelles les flèches représentent le sens de circulation de l'effluent à traiter dans le dispositif. Les figures 3a et 3f représentent le procédé de traitement de l'effluent, dans le cas où les cuves à lit bactérien fonctionnent en série, les figures 3b à 3e représentent des étapes du procédé de nettoyage des cuves à lit bactérien correspondant au traitement en série de l'effluent à traiter.

Les figures 4a à 4c sont des représentations schématiques du procédé selon l'invention en utilisant le dispositif représenté sur la figure 2, dans lesquelles les flèches représentent le sens de circulation de l'effluent à traiter dans le dispositif. La figure 4a représente le procédé de traitement de l'effluent dans le cas où les cuves à lit bactérien fonctionnent en parallèle, les figures 4b à 4c représentent les étapes de nettoyage des cuves à lit bactérien correspondant au traitement en parallèle de l'effluent à traiter.

La figure 5 représente un autre mode de réalisation du système selon l'invention dans lequel la première et la seconde cuves à lit bactérien fonctionnent en parallèle, et dans lequel une des cuves peut fonctionner en traitement de l'effluent, alors que l'autre cuve fonctionne en contre-lavage.

Les figures 6a à 6b sont des représentations schématiques du procédé selon l'invention en utilisant le dispositif représenté sur la figure 5, dans lesquelles les flèches représentent le sens de circulation de l'effluent à traiter dans le système. La figure 6a représente le procédé de traitement de l'effluent, la figure 6b représente le procédé de traitement de l'effluent dans le cas où une cuve à lit bactérien fonctionne en traitement de l'effluent et la seconde cuve à lit bactérien fonctionne en contre-lavage. Liste des repères

1 Système selon l'invention

2 Cuve d'oxygénation

2a Dispositif d'aération de la cuve d'oxygénation 2

2b, Vanne d'évacuation des boues de la cuve d'oxygénation 2

2d Pompe à boues

3,4 Cuves à lit bactérien

3a, 4a Garnissages/supports des cuves à lit bactérien 3,4

3b,4b Système de dé-colmatage, respectivement des cuves 3,4

2c,3c,4c Contrôles de niveau respectivement des cuves 2,3,4

5,6 Vannes d'alimentation de la cuve à lit bactérien 3

7,8 Vannes d'alimentation de la cuve à lit bactérien 4

9, 13,33 Vannes d'évacuation de la cuve à lit bactérien 3

10, 14,34 Vannes d'évacuation de la cuve à lit bactérien 4

15.31 Vanne de recirculation de l'effluent en sortie des cuves 3,4, vers la cuve 2

16.32 Vanne d'évacuation de l'effluent en sortie des cuves 3,4,

17 Pompe de circulation

18 Conduite de passage de l'effluent entre les cuves 3 et 4 par le bas des cuves

0 Conduite d'alimentation en effluent des cuves 3,4 depuis la cuve 2 1 ,21 b Conduites communes d'évacuation des cuves 3,4

2,22b Conduites de recirculation des cuves 3,4 vers la cuve 2

3 Conduite d'évacuation de l'effluent vers un bac de rétention ou le milieu naturel

0a, 20b Conduites d'alimentation par le haut des cuves à lit bactérien 3,4

4a, 24b Conduites d'alimentation par le bas des cuves à lit bactérien 3,4

5a, 25b Conduites d'évacuation par le haut des cuves à lit bactérien 3,4

6a, 26b Conduites d'évacuation par le bas des cuves à lit bactérien 3,4

7 Vanne de fermeture/ouverture de la conduite d'arrivée de l'effluent dans la cuve d'oxygénation 2

8 Vanne de fermeture/ouverture de la conduite 18

9 Conduite d'arrivée de l'effluent à traiter dans le système 1

0 Pompe de circulation

6a,36b Conduites d'évacuation par le bas des cuves à lit bactérien 3,4 Description de l'invention

Dans le cadre de l'invention, les termes « traitement biologique » et biotraitement sont utilisés indifféremment. On entend par traitement biologique la digestion des polluants nocifs pour l'environnement et/ou l'être humain par des microorganismes appropriés, généralement des bactéries, ou des levures ou moisissures,.

Un premier mode de réalisation d'un système de traitement biologique d'effluents selon la présente invention est décrit en référence à la figure 1. Le système 1 selon la présente invention comporte au moins trois cuves de traitement séparées et reliées entre elles par des conduites.

Une première cuve 2, appelée « cuve d'oxygénation », de volume relativement important, est utilisée pour l'oxygénation au moins partielle de l'effluent à traiter. L'objectif principal de l'oxygénation de l'effluent à traiter est de fournir l'oxygène nécessaire aux bactéries ou microorganismes aérobies utilisés pour le traitement biologique.

Typiquement, le volume de la cuve d'oxygénation 2 est compris entre 5 et 1000 m ³ , et de préférence 50 à 150 m ³ . Le volume de la cuve d'oxygénation est adapté en fonction du volume d'effluent à traiter.

Dans la présente invention, l'oxygénation est obtenue par aération de l'effluent. L'aération est le processus par lequel l'air circule à travers, est mélangé avec ou est dissous dans un liquide. L'aération des liquides est généralement réalisée soit en faisant passer le liquide à travers l'air au moyen de fontaines, des cascades, des roues à aubes ou cônes, soit en faisant passer l'air dans le liquide au moyen de turbines d'aération ou d'air comprimé qui peuvent être combinés ainsi que de diffuseurs à fines bulles, de diffuseurs à grosses bulles ou de conduits d'aération linéaires.

Dans le système de la présente invention, l'aération est réalisée en faisant passer de l'air dans l'effluent à traiter. L'aération ou oxygénation de l'effluent à traiter peut se faire par toute technique appropriée connue de l'homme du métier. L'équipement employé pour réaliser l'aération de l'effluent à traiter peut appartenir à trois types fondamentaux : les éléments de diffusion d'air comprennent, par exemple, un milieu poreux (tel qu'un tube fritte) à travers lequel l'air s'échappe pour pénétrer dans la masse de liquide pollué; des éléments d'aération de surface dans lesquels le transfert d'oxygène est réalisé par turbulence à surface élevée et pulvérisation de liquide et les systèmes d'aération submergés dans lesquels l'air s'échappe au-dessous des pales ou aubes en rotation d'un organe impulseur sensiblement submergé. Dans le système 1 selon la présente invention, le dispositif d'aération 2a de la cuve d'oxygénation 2 est de préférence un dispositif de micro-bullage. Les dispositifs d'aération par micro-bullage (aérateurs) comportent habituellement soit une rampe tubulaire micro-perforée, soit un disque micro-perforé, la rampe ou le disque servant à produire des bulles d'air de faible diamètre. L'objectif est de garantir une importante surface d'échange air-eau.

Au moins deux autres cuves 3,4, appelées « cuves à lit bactérien » ou « lits bactériens », de préférence de volume inférieur à celui de la cuve d'oxygénation 2, contiennent un lit bactérien fixe. Les termes « lit bactérien », « biofiltre », « lit fixe » et « lit bactérien fixe » sont employés indifféremment dans la présente description. On entend par « lit bactérien », « biofiltre », « lit fixe » ou « lit bactérien fixe » un garnissage ou substrat formé de supports poreux inertes ayant un taux de vide de l'ordre de 50% (minéraux, comme la pouzzolane, ou polymères organiques) sur lesquels se fixe la masse active des micro-organismes, et à travers lesquels on fait percoler l'effluent à traiter.

Le volume de chaque cuve à lit bactérien 3,4 est typiquement compris entre 2 et 100 m ³ , et de préférence compris entre 2 et 50 m ³ . Le volume des cuves à lits bactérien 3,4 est adapté en fonction du volume d'effluent à traiter.

Les au moins deux cuves à lit bactérien 3,4 sont en communication avec la cuve d'oxygénation 2 par une conduite 20 divisée en une conduite 20a d'alimentation de la cuve à lit bactérien 3 et en une conduite 20b d'alimentation de la cuve à lit bactérien 4. Une vanne 5 est placée sur la conduite 20a. Une vanne 7 est placée sur la conduite 20b. Les vannes d'alimentation 5,7 permettent d'alimenter simultanément ou alternativement les cuves à lit bactérien 3,4.

Les au moins deux cuves à lit bactérien 3,4 sont également en communication l'une avec l'autre par une conduite 18, placée près du fond desdites cuves à lit bactérien 3,4.

Chacune desdites cuves à lit bactérien 3,4 peut être munie en outre de sondes de niveau 3c,4c. Lesdites sondes de niveau 3c,4c ont pour fonction principale de détecter ou mesurer le niveau de l'effluent dans chaque cuve, afin en particulier de commander le sens de circulation de l'effluent dans les cuves 3,4 en fonction du niveau mesuré dans chaque cuve.

Des vannes 15,16 permettent d'autre part de diriger l'effluent sortant des cuves à lit bactérien 3,4 soit en retour par la conduite 22 vers la cuve d'oxygénation 2 pour qu'il y soit traité de nouveau, soit en rejet aval par la conduite 23 vers un bac de rétention (non représenté) ou vers le milieu naturel ou vers une unité de traitement supplémentaire (non représentée), soit, de préférence, pour une partie X% en retour vers la cuve d'oxygénation 2 et pour la partie restante (100-X)% vers le milieu naturel ou un bac de rétention ou une autre unité de traitement. Typiquement X est compris entre 20 et 100. La recirculation d'une partie de l'effluent est généralement nécessaire car la teneur en oxygène du milieu aqueux après passage dans la cuve d'oxygénation 2 est au maximum d'environ 10 mg/l, ce taux ne permet pas une dépollution suffisante par les micro-organismes pour un seul passage de l'effluent dans les cuves à lit bactérien 3,4. Le taux de recirculation en sortie des cuves à lit bactérien (X) dépend du taux de charge en polluants présents dans l'effluent à traiter, ainsi que de la destination (milieu naturel, bassin ou unité de traitement) de l'effluent issu du système 1 selon l'invention. D'autre part, le recyclage d'une partie de l'effluent sortant des cuves à lit bactérien permet l'entretien de la flore bactérienne.

Le système 1 selon l'invention comporte également des pompes 2d,17. La pompe 2d est placée en sortie de la cuve d'oxygénation 2 afin d'éliminer les boues qui décantent dans la cuve d'oxygénation 2. La pompe 17 permet de faire circuler l'effluent dans le système 1 selon l'invention ; elle est placée de préférence sur la conduite de sortie des cuves 3,4.

Les supports ou garnissages des lits bactériens 3a,4a sont de préférence des matières minérales poreuses telles que des diatomées, des zéolithes, de l'argile expansée ou non, de l'argile calcinée, des schistes, de la pouzzolane. Les supports peuvent également être des matériaux polymères, tel que le polystyrène, ou d'autres matériaux connus aptes à servir de support à la croissance des bactéries, tels que l'anthracite et le charbon actif. Les supports préférés sont la pouzzolane et les argiles calcinées, car ce sont les supports qui offrent la perte de charge la plus faible. Les zéolithes peuvent être utilisées mais présentent comme inconvénient d'être sujette à l'attrition.

Les microorganismes ou bactéries utilisés sont ceux connus de l'homme de métier, en particulier pour le traitement des effluents chimiques industriels, et plus particulièrement pour le traitement des effluents de teinture textile.

De manière avantageuse, ladite cuve d'oxygénation 2 contient également des microorganismes en suspension, de telle sorte qu'un premier biotraitement est réalisé dans la cuve d'oxygénation 2. Cela permet une meilleure efficacité globale du biotraitement. Ces microorganismes peuvent être identiques à ceux des lits bactériens des cuves 3,4, et sont dans ce cas généralement amenés dans la cuve d'oxygénation 2 par la circulation de l'effluent. Les microorganismes présents dans la cuve d'oxygénation 2 peuvent être différents de ceux des cuves à lit bactérien 3,4, et sont dans ce cas soit amenés de l'extérieur du système 1 avec l'effluent en provenance de l'installation industrielle émettant l'effluent, et se développent car le milieu présent dans la cuve d'oxygénation leur est favorable, soit amenés par ensemencement.

Avantageusement, le processus de contrôle/commande du système 1 selon l'invention se fait de manière classique par des moyens de commande (non représentés) tels qu'un automate programmable, et/ou un système informatique approprié. En particulier, les vannes 5,7,9,10,15,16 sont commandées de manière automatique par les moyens de commande.

Le traitement de l'effluent est représenté par les figures 1 b et 1e. De manière particulièrement avantageuse, lors du fonctionnement du système 1 pour le traitement de l'effluent, la vanne 5 d'alimentation de la cuve 3 est ouverte lorsque la vanne 7 d'alimentation de la cuve 4 est fermée, et réciproquement, et la vanne de sortie 9 de la cuve 3 est ouverte lorsque la vanne de sortie 10 de la cuve 4 est fermée et réciproquement, et la vanne de sortie 9 de la cuve 3 est fermée lorsque la vanne d'alimentation 5 de la cuve 3 est ouverte et la vanne de sortie 10 est fermée lorsque la vanne d'alimentation 7 de la cuve 4 est ouverte. De cette façon, les cuves à lit bactérien 3,4 sont alimentées en série, avec passage de l'effluent soit d'abord par la cuve 3, tel que représenté par la figure 1b, soit d'abord par la cuve 4, tel que représenté par la figure 1e.

Dans le mode de réalisation de la figure 1 b, l'effluent arrive par la vanne 27 dans la cuve d'oxygénation 2, sort de la cuve 2 par la conduite 20, passe dans la cuve à lit bactérien 3, la vanne 5 étant ouverte et la vanne 7 étant fermée, passe par la conduite 18 de la cuve à lit bactérien 3 vers la cuve à lit bactérien 4, sort de la cuve à lit bactérien 4 par la conduite 25b, la vanne 10 étant ouverte et la vanne 9 étant fermée, passe par la conduite 21 , puis pour un partie X% retourne vers la cuve d'oxygénation 2 par la conduite 22, et pour une partie (100-X)% quitte le système 1 par la conduite 23.

Dans le mode de réalisation de la figure 1e, l'effluent arrive par la vanne 27 dans la cuve d'oxygénation 2, sort de la cuve 2 par la conduite 20, passe dans la cuve à lit bactérien 4, la vanne 7 étant ouverte et la vanne 5 étant fermée, passe par la conduite 18 de la cuve à lit bactérien 4 vers la cuve à lit bactérien 3, sort de la cuve à lit bactérien 3 par la conduite 25a, la vanne 9 étant ouverte et la vanne 10 étant fermée, passe par la conduite 21 , puis pour un partie X% retourne vers la cuve d'oxygénation 2 par la conduite 22, et pour une partie (100-X)% quitte le système 1 par la conduite 23. Dans d'autres modes de réalisation (non représentés) dans lesquels le système 1 selon l'invention comporte plus de deux cuves à lit bactérien, l'effluent à traiter passe d'abord dans la cuve d'oxygénation 2, puis successivement dans chacune des cuves à lit bactérien, puis après le passage dans la dernière cuve, X% de l'effluent est recyclé vers la cuve d'oxygénation 2 (X est compris entre 20 et 100), le reste (0 à 80%) est rejeté vers un bac de rétention, vers un autre système de traitement des effluents, ou vers le milieu naturel.

Les sondes de niveau 3c,4c vérifient le niveau de l'effluent dans les cuves à lit bactérien respectives 3,4 et envoient des informations aux moyens de commande des vannes pour déclencher si besoin le cycle de nettoyage et le décolmatage des garnissages 3a, 4a des cuves à lit bactérien 3,4.

Le nettoyage et le décolmatage périodiques des lits bactériens sont indispensables au bon fonctionnement du système. Dans le présent document, cette étape de nettoyage et décolmatage est également nommée « contre-lavage ». On entend plus précisément par contre-lavage la circulation de l'effluent à contre-courant par rapport au sens dans lequel il circule pendant son traitement biologique. De préférence, ce nettoyage et décolmatage est réalisé en trois phases. La première phase est une phase d'aération seule, dans la seconde phase il y a simultanément aération et inversion du sens de passage de l'effluent, la troisième phase est une phase de circulation de l'effluent dans le même sens que celui de la deuxième phase, l'aération étant coupée.

Les étapes de nettoyage et décolmatage détaillées ci-après concernent le cas où déclenchement du nettoyage a lieu alors que le traitement de l'effluent se fait en passant d'abord par la cuve à lit bactérien 3 puis vers la cuve à lit bactérien 4.

Une étape optionnelle de « prélavage » peut être envisagée. Les vannes 27,16 sont fermées de façon à ce que la circulation de l'effluent se fasse en circuit fermé dans le système 1. Cette étape a pour objectif de diminuer la DCO (demande chimique en oxygène) de la cuve d'oxygénation 2. Cette étape est représentée par la figure 1c.

Dans la première phase (non représentée), qui est une phase d'aération seule, la pompe 17 est coupée, les vannes 5,7 sont fermées, le dispositif d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3 est en marche. Les vannes 27,16 sont fermées, la vanne 15 est ouverte. Cette première phase d'aération seule est oprionnelle.

La seconde phase est représentée par la figure 1d. Dans la seconde phase, le dispositif d'aération 3b, de la cuve à lit bactérien 3 est en fonctionnement, la vanne 16 est fermée, la vanne 15 est ouverte, la vanne 27 d'arrivée de l'effluent dans le système 1 est fermée, de façon à ce que la totalité de l'effluent circule en circuit fermé dans le système 1. La vanne 5 d'alimentation de la cuve 3 est fermée et la vanne 7 d'alimentation de la cuve 4 est ouverte, et la vanne de sortie 9 de la cuve 3 est ouverte et la vanne de sortie 10 de la cuve 4 est fermée.

Dans la troisième phase, la vanne 16 est fermée, la vanne 15 est ouverte, la vanne 27 d'arrivé de l'effluent dans le système 1 est fermée, de façon à ce que la totalité de l'effluent circule en circuit fermé dans le système 1. La vanne 5 d'alimentation de la cuve 3 est fermée et la vanne 7 d'alimentation de la cuve 4 est ouverte, et la vanne de sortie 9 de la cuve 3 est ouverte et la vanne de sortie 10 de la cuve 4 est fermée. Cette phase est identique à la phase précédente, hormis que l'aération du lit bactérien 3 est coupée. Elle ne fait pas l'objet d'une figure spécifique. On peut se reporter à la figure 1d.

L'inversion du sens de circulation de l'effluent lors du contre-lavage permet le décolmatage et la suppression d'éventuels passages préférentiels dans les lits bactériens 3a,4a.

Le cycle de nettoyage et de décolmatage est suivi de préférence d'une phase de réouverture progressive des vannes 15,16 pour permettre la reprise du fonctionnement normal du système 1 (fonctionnement en mode traitement de l'effluent).

Lors de la reprise du traitement de l'effluent à l'issue du contre-lavage, l'effluent passe d'abord par la cuve à lit bactérien 4 pus dans la cuve à lit bactérien 3, tel que représenté par la figure 1e. Le sens de circulation de l'effluent est ainsi inversé à chaque contre-lavage.

Dans un autre mode de réalisation du système 1 selon l'invention, représenté en référence à la figure 2, le système 1 comporte en outre une conduite 26a d'évacuation de l'effluent de la cuve à lit bactérien 3 et une conduite 26b d'évacuation de l'effluent de la cuve à lit bactérien 4, lesdites conduites 26a, 26b étant raccordées sur la conduite d'évacuation commune 21. Lesdites conduites 26a, 26b sont en outre placées dans la partie basse de chaque cuve à lit bactérien 3,4. Une vanne 13 est placée sur la conduite 26a et une vanne 14 est placée sur la conduite 26b. De plus, une vanne 28 est placée sur la conduite 18 reliant les deux cuves à lit bactérien 3,4.

Dans ce mode de réalisation, le système 1 selon l'invention comporte également de préférence une conduite 24a d'arrivée de l'effluent par le fond de la cuve à lit bactérien 3 et une conduite 24b d'arrivée de l'effluent par le fond de la cuve à lit bactérien 4. Une vanne 6 est placée sur la conduite 24a et une vanne 8 est placée sur la conduite 24b. Dans un mode de réalisation représenté par la figure 3a, lors du fonctionnement du système en mode traitement de l'effluent, les vannes 6,8,13,14 sont fermées, et la vanne 28 est ouverte. Le fonctionnement du système 1 pour le traitement de l'effluent est alors identique à celui du système décrit ci-dessus en référence à la figure 1.

Le nettoyage et le décolmatage peuvent également être réalisés tel que décrit précédemment, les vannes 6,8,13,14 étant fermées, et la vanne 28 ouverte. L'étape de prélavage optionnel est représentée par la figure 3b. Le contre-lavage est représenté par la figure 3c.

Les étapes de nettoyage et décolmatage détaillées ci-après concernent le cas où déclenchement du nettoyage a lieu alors que le traitement de l'effluent se fait en passant d'abord par la cuve à lit bactérien 3 puis vers la cuve à lit bactérien 4.

Une étape optionnelle de « prélavage » représentée par la figure 3b peut être envisagée. Les vannes 27,16 sont fermées de façon à ce que la circulation de l'effluent se fasse en circuit fermé dans le système 1 , les vannes 6,8,13,14 sont fermées, et la vanne 28 est ouverte. Cette étape a pour objectif de diminuer la DCO (demande chimique en oxygène) de la cuve d'oxygénation 2. cette étape est représenté par la figure 3b.

Dans la première phase optionnelle (non représentée), qui est une phase d'aération seule, la pompe 17 est coupée, les vannes 5,7 sont fermées, le dispositif d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3 est en marche. Les vannes 27,16 sont fermées, la vanne 15 est ouverte.

Dans le mode de réalisation de la figure 3c représentant la seconde phase du processus de contre-lavage, le dispositif d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3 est en fonctionnement, la vanne 16 est fermée, la vanne 15 est ouverte, la vanne 27 d'arrivée de l'effluent dans le système 1 est fermée, de façon à ce que la totalité de l'effluent circule en circuit fermé dans le système 1 , les vannes 6,8,13,14 sont fermées, et la vanne 28 est ouverte. La vanne 5 d'alimentation de la cuve 3 est fermée et la vanne 7 d'alimentation de la cuve 4 est ouverte, et la vanne de sortie 9 de la cuve 3 est ouverte et la vanne de sortie 10 de la cuve 4 est fermée.

Dans la troisième phase, la vanne 16 est fermée, la vanne 15 est ouverte, la vanne 27 d'arrivé de l'effluent dans le système 1 est fermée, de façon à ce que la totalité de l'effluent circule en circuit fermé dans le système 1 , les vannes 6,8,13,14 sont fermées, et la vanne 28 est ouverte. La vanne 5 d'alimentation de la cuve 3 est fermée et la vanne 7 d'alimentation de la cuve 4 est ouverte, et la vanne de sortie 9 de la cuve 3 est ouverte et la vanne de sortie 10 de la cuve 4 est fermée. D'autres modes de réalisation du décolmatage et du nettoyage des cuves à lit bactérien 3,4 sont décrits en référence aux figures 3d et 3e.

Dans le mode de réalisation du contre-lavage décrit en référence à la figure 3d, les vannes 5,7,8,10,28,13,14 sont fermées, la vanne 6 et la vanne 9 sont ouvertes. L'effluent sort de la cuve d'oxygénation 2 par la conduite 20, et passe dans la conduite 24a. Il entre dans la cuve à lit bactérien 3 par le fond et sort de ladite cuve par la conduite 25a. Il passe ensuite dans la conduite 21 , puis retourne dans la cuve d'oxygénation par la conduite 22. Dans ce mode de réalisation, le nettoyage et le décolmatage ne concernent que la cuve à lit bactérien 3. Ce mode de réalisation peut être utilisé par exemple lorsque la teneur en boues de l'effluent à traiter est faible, ce qui est relativement fréquent dans le cas du traitement d'effluents industriels.

La reprise du traitement se fait en ouvrant progressivement les vannes 16 et 27, en fermant la vanne 6 et en ouvrant la vanne 7, de façon à ce que le sens de circulation de l'effluent soit inversé par rapport à avant le nettoyage et décolmatage.

Dans le mode de réalisation du contre-lavage décrit en référence à la figure 3e, les vannes 5,7,28,13,14 sont fermées, les vannes 6,8,9,10 sont ouvertes. L'effluent sort de la cuve d'oxygénation 2 par la conduite 20, et passe dans la conduite 24a et 24b. Il entre simultanément dans les cuves à lit bactérien 3 et 4 par le fond et sort desdites cuves par les conduite 25a et 25b. Il passe ensuite dans la conduite 21, puis retourne dans la cuve d'oxygénation par la conduite 22.

La reprise du traitement se fait en ouvrant progressivement les vannes 16 et 27, en fermant les vannes 6,8,10 et en ouvrant la vanne 7, de façon à ce que le sens de circulation de l'effluent soit inversé par rapport à avant le nettoyage et décolmatage.

Les figures 4a à 4c représentent un autre mode de réalisation du traitement de l'effluent dans le système 1 selon l'invention tel que représenté par la figure 2, le traitement se faisant « en parallèle ».

Le fonctionnement du système pour le traitement de l'effluent est décrit en référence à la figure 4a. Les vannes 13, 14 sont ouvertes simultanément. Les vannes 5,7 sont également ouvertes simultanément, et les vannes 9,10 sont fermées simultanément. Une partie de l'effluent à traiter en provenance de la cuve d'oxygénation 2 arrive par la conduite 20a en haut de la cuve à lit bactérien 3, puis sort de la cuve à lit bactérien 3 par la conduite 26a et la conduite 21. Simultanément, l'autre partie de l'effluent à traiter en provenance de la cuve d'oxygénation 2 arrive par la conduite 20b en haut de la cuve à lit bactérien 4, puis sort de la cuve à lit bactérien 4 par la conduite 26b et la conduite 21. Ainsi, le biotraitement se fait en parallèle dans les deux cuves à lit bactérien 3,4, et non de manière séquentielle ou « en série » comme décrit précédemment.

Le mode de fonctionnement en parallèle a une efficacité inférieure à celle du mode de fonctionnement dit « en série » et décrit en référence aux figures 3a à 3f. Il peut cependant être utilisé par exemple dans des cas où les objectifs de DCO (demande chimique en oxygène) de l'effluent sortant du système 1 ne sont pas très élevés, par exemple lorsque ledit effluent est retraité après sa sortie du système 1.

Un mode de nettoyage et décolmatage différent de celui décrit plus haut peut être utilisé pour le mode de réalisation du système 1 décrit en référence à la figure 2. Le nettoyage comporte les trois mêmes étapes que décrit précédemment.

Une étape optionnelle de « prélavage » représentée par la figure 4b peut être envisagée. Les vannes 27,16 sont fermées et la vanne 15 est ouverte de façon à ce que la circulation de l'effluent se fasse en circuit fermé dans le système 1 , les vannes 6,8,9,10 sont fermées, et les vannes 13,14 sont ouvertes. Cette étape a pour objectif de diminuer la DCO (demande chimique en oxygène) de la cuve d'oxygénation 2.

La première étape optionnelle est une étape d'aération seule dans laquelle la pompe 17 est arrêtée et les dispositifs 3b,4b sont en fonctionnement (cette étape n'est pas représentée).

Dans la seconde étape représenté par la figure 4c, les dispositifs d'aération 3b, 4b sont en fonctionnement, la vanne 16 est fermée, la vanne 15 est ouverte, la vanne 27 d'arrivé de l'effluent dans le système 1 est fermée, de façon à ce que la totalité de l'effluent circule en circuit fermé dans le système 1. Les vannes 5,7 sont fermées, les vannes 6,8 sont ouvertes, les vannes 9,10 sont ouvertes, les vannes 13,14 sont fermées. Le sens de circulation de l'effluent est par conséquent inversé par rapport au sens de circulation en fonctionnement normal, de manière à décolmater et supprimer les passages préférentiels dans les lits bactériens 3a,4a.

Dans la troisième phase, les dispositifs d'aération 3b,4b sont arrêtés, la vanne 16 est fermée, la vanne 15 est ouverte, la vanne 27 d'arrivée de l'effluent dans le système 1 est fermée, de façon à ce que la totalité de l'effluent circule en circuit fermé dans le système 1. Les vannes 5,7 sont fermées, les vannes 6,8 sont ouvertes, les vannes 9,10 sont ouvertes, les vannes 13,14 sont fermées. Dans un autre mode de réalisation du système 1 selon l'invention, montré sur la figure 5, la conduite reliant lesdites cuves à lit bactérien 3,4 permet également l'évacuation des effluents provenant de chacune desdites cuves 3,4 par une conduite commune 21b. Les segments 36a,36b de ladite conduite permettent l'évacuation des effluents, ils se situent en amont de ladite conduite commune 21b et sont dotés chacun d'une vanne 33,34 permettant l'évacuation individuelle de chacune desdites cuves 3,4 à travers ladite conduite commune 21 b. De préférence, dans ce mode de réalisation, le système 1 comporte en outre une conduite 22b dotée d'une vanne 32 et reliée à la conduite 22, et une conduite 23b dotée d'une vanne 31.

L'évacuation de l'effluent sortant des cuves à lit bactérien 3,4 peut être réalisée de différentes manières. Elle peut se faire par gravité, et dans ce cas, lorsque l'on souhaite un passage de l'effluent d'une cuve à lit bactérien dans l'autre, soit les vannes 31 ,32 sont fermée soit une vanne supplémentaire peut être prévue sur la conduite commune 21 b, cette vanne étant alors fermée. L'évacuation peut aussi se faire, comme dans le système 1 montré sur la figure 5, par actionnement d'une pompe 30, et dans ce cas, lorsque l'on souhaite un passage de l'effluent d'une cuve à lit bactérien dans l'autre, soit les vannes 31 ,32 sont fermée soit une vanne supplémentaire peut être prévue sur la conduite commune 21b, cette vanne étant alors fermée, soit ladite pompe 30 est arrêtée.

Ainsi, dans le mode de réalisation dans lequel l'effluent passe d'une cuve à lit bactérien dans l'autre, le traitement de l'effluent en utilisant le système 1 représenté par la figure 5 peut se faire de la même manière que dans le cas du fonctionnement en série décrit pour le système 1 représenté par les figures 1a et 1 b, i.e. l'effluent arrive par la vanne 27 dans la cuve d'oxygénation 2, sort de la cuve 2 par la conduite 20, passe dans la cuve à lit bactérien 3 par la conduite 20a, la vanne 5 étant ouverte et la vanne 7 étant fermée, passe par la conduite formée par les segments 26a,26b,21b de la cuve à lit bactérien 3 vers la cuve à lit bactérien 4, sort de la cuve à lit bactérien 4 par la conduite 25b, la vanne 10 étant ouverte et la vanne 9 étant fermée, passe par la conduite 21 , puis pour un partie X% retourne vers la cuve d'oxygénation 2 par la conduite 22, et pour une partie (100-X)% quitte le système 1 par la conduite 23.

Dans un autre mode de réalisation dans lequel l'effluent ne passe pas d'une cuve à lit bactérien dans l'autre, le traitement de l'effluent en utilisant le système 1 représenté par la figure 5 peut se faire de la même manière que dans le cas du fonctionnement en parallèle décrit pour le système 1 représenté par la figure 2, i.e. : les vannes 13,14 sont ouvertes simultanément. Les vannes 5,7 sont également ouvertes simultanément, et les vannes 9,10 sont fermées simultanément. Une partie de l'effluent à traiter en provenance de la cuve d'oxygénation 2 arrive par la conduite 20a en haut de la cuve à lit bactérien 3, puis sort de la cuve à lit bactérien 3 par la conduite 26a et la conduite 21. Simultanément, l'autre partie de l'effluent à traiter en provenance de la cuve d'oxygénation 2 arrive par la conduite 20b en haut de la cuve à lit bactérien 4, puis sort de la cuve à lit bactérien 4 par la conduite 26b et la conduite 21. Ce mode de réalisation est représenté par la figure 6a.

La figure 6b représente encore un mode de réalisation dans lequel la cuve à lit bactérien 3 est utilisée pour le traitement de l'effluent, pendant que la cuve à lit bactérien 4 subit un cycle de nettoyage et décolmatage. Dans ce mode de réalisation, les vannes 6,7,9,34,16 sont fermées, les vannes 5,8,10,13,15,31 ,32, sont ouvertes. L'effluent arrivant de la cuve d'oxygénation 2 passe dans la conduite 20a et dans la conduite 24b. Une partie de l'effluent entre dans la cuve à lit bactérien 3 par le haut par la conduite 20a et sort par le bas par la conduite 26a et 21 b. Une partie est envoyée en recirculation vers la cuve d'oxygénation 2 par la conduite 22b et la conduite 22, l'autre partie est évacuée à l'extérieur du système 1 par la conduite 23b. Une autre partie de l'effluent passe dans la conduite 24b, entre dans la cuve à lit bactérien 4 par le fond, et sort de la cuve à lit bactérien 4 par la conduite 25b et la conduite 21. La totalité de l'effluent sortant de la cuve à lit bactérien 4 est renvoyée en recirculation vers la cuve d'oxygénation 2. Ainsi, la circulation dans la cuve à lit bactérien 4 se fait à contre- courant du sens utilisé pour le traitement de l'effluent.

Dans un mode de réalisation non représenté, et pouvant s'appliquer aux systèmes 1 selon l'invention tels que représentés par les figures 1a, 2 ou 5, pendant la phase de contre-lavage, une évacuation des boues des cuves 3,4 vers un bassin ou une cuve tampon placé en aval du système 1 (au-delà de la vanne 17) peut être prévue. Cela peut être utile si la quantité de boues produite est importante (supérieure par exemple à 200kg pour 500 m ³ d'effluent traité). Le volume de cette cuve tampon sera généralement compris entre 10 et 100m ³ .

D'autre part, dans d'autres modes de réalisation (non représentés), le système 1 selon l'invention comporte plus de deux cuves à lit bactérien. Dans ce cas, et pour un fonctionnement en série du système selon l'invention, l'effluent à traiter passe d'abord dans la cuve d'oxygénation 2, puis successivement dans chacune des cuves à lit bactérien, puis après le passage dans la dernière cuve, X% de l'effluent est recyclé vers la cuve d'oxygénation 2 (X est généralement compris entre 20 et 100), le reste (0 à 80%) est rejeté vers un bac de rétention, vers un autre système de traitement des effluents, ou vers le milieu naturel. Pour un fonctionnement en parallèle du système 1 selon l'invention, l'effluent à traiter passe d'abord dans la cuve d'oxygénation 2, puis simultanément dans toutes les cuves à lit bactérien, puis X% de l'effluent est recyclé vers la cuve d'oxygénation 2 (X est généralement compris entre 20 et 100), le reste (0 à 80%) est rejeté vers un bac de rétention, vers un autre système de traitement des effluents, ou vers le milieu naturel.

Dans les cas où l'effluent est très peu chargé en polluants, ou lorsqu'il est évacué vers un autre système de traitement, il peut être intégralement rejeté hors du système 1 , i.e. il n'y a pas de recirculation, et X est égal à 0.

Procédé

La présente invention concerne également un procédé de traitement d'effluents utilisant le système 1.

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes consistant à :

a) amener l'effluent à traiter dans la cuve d'oxygénation 2 en ouvrant la vanne 27, b) extraire une partie de l'effluent de la cuve 2 pour l'envoyer vers la cuve à lit bactérien 3, en ouvrant la vanne 5 et en fermant la vanne 7, et les vannes optionnelles 6,8,

c) faire passer l'effluent de la cuve à lit bactérien 3 vers la cuve à lit bactérien 4 par la conduite 18, les vannes optionnelles 13,14 étant fermées, et la vanne optionnelle 28 étant ouverte,

d) évacuer l'effluent de la cuve 4 par la conduite 25b et la conduite 21 , en ouvrant la vanne 10 et en fermant la vanne 9,

e) renvoyer une partie X% de l'effluent sortant de la cuve 4 vers la cuve 2 par la conduite de recirculation 22, et simultanément envoyer la partie restante (100-X)% de l'effluent vers un bassin de rétention ou vers le milieu naturel par la conduite d'évacuation 23, grâce à la pompe 17

f) simultanément aux étapes précédentes, mesurer le niveau d'effluent dans la cuve 3 grâce à la sonde de niveau 3c,

g) Soit lorsqu'une durée prédéterminée de fonctionnement sans interruption du système est atteinte, soit lorsque le niveau prédéterminé est atteint dans la cuve 3, la cuve 4 ou les deux cuves, déclencher automatiquement un cycle de contre-lavage du système 1 , Dans un mode de réalisation, le cycle de contre-lavage comporte les étapes successives consistant à :

h) optionnellement, fermer la vanne 27 et la vanne 16, et ouvrir complètement la vanne 15,

i) optionnellement, couper la pompe 17, et mettre en fonctionnement le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3,

j) fermer la vanne 5 et la vanne 10 et ouvrir la vanne 7 et la vanne 9, de manière à inverser le sens de passage de l'effluent dans les cuves 3,4, si l'étape h) a été omise, fermer la vanne 27 et la vanne 16 et ouvrir complètement la vanne 15, si l'étape i) a été réalisée, mettre en marche la pompe 17, ou, si l'étape i) a été omise, mettre en fonctionnement le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3,

k) arrêter le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3 et poursuivre la circulation de l'effluent dans la cuve 3,

I) ouvrir à nouveau la vanne 16 et la vanne 27, et reprendre le procédé de traitement de l'effluent, la cuve à lit bactérien 4 remplaçant la cuve à lit bactérien 3 et réciproquement.

On note en effet que à l'issue de l'étape I), le procédé de traitement se fait avec la vanne 10 et la vanne 5 fermées, et la vanne 7 et la vanne 9 ouvertes, c'est-à-dire que le passage de l'effluent est inversé par rapport à l'étape a) décrite plus haut. L'effluent passe d'abord par la cuve 4 puis par la cuve 3.

Dans un autre mode de réalisation, le cycle de contre-lavage comporte les étapes successives consistant à :

h) optionnellement, fermer la vanne 27 et la vanne 16, et ouvrir complètement la vanne 15,

i) optionnellement, couper la pompe 17, et mettre en fonctionnement le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3,

j) fermer la vanne 5, la vanne 10, la vanne optionnelle 28 et ouvrir la vanne 6 et la vanne 9, de manière à inverser le sens de passage de l'effluent dans la cuve 3, et couper la circulation de l'effluent dans la cuve 4, si l'étape h) a été omise, fermer la vanne 27 et la vanne 16 et ouvrir complètement la vanne 15, si l'étape i) a été réalisée, mettre en marche la pompe 17, ou, si l'étape i) a été omise, mettre en fonctionnement le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3, k) arrêter le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3 et poursuivre la circulation de l'effluent,

I) ouvrir à nouveau la vanne 16 et la vanne 27, fermer la vanne 6, ouvrir la vanne 7 et la vanne 28, et reprendre le procédé de traitement de l'effluent, la cuve à lit bactérien 4 remplaçant la cuve à lit bactérien 3 et réciproquement.

Dans encore un autre mode de réalisation, le cycle de contre-lavage comporte les étapes successives consistant à :

h) optionnellement, fermer la vanne 27 et la vanne 16, et ouvrir complètement la vanne 15,

i) optionnellement, couper la pompe 17, et mettre en fonctionnement le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3, et le système d'aération 4b de la cuve à lit bactérien 4,

j) fermer la vanne 5 et ouvrir la vanne 9 et les vannes optionnelles 6 et 8, de manière à alimenter simultanément par le bas les cuves 3,4 en effluent, si l'étape h) a été omise, fermer la vanne 27 et la vanne 16 et ouvrir complètement la vanne 15, si l'étape i) a été réalisée, mettre en marche la pompe 17, ou, si l'étape i) a été omise, mettre en fonctionnement le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3,

k) arrêter le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3 et le système d'aération 4b de la cuve à lit bactérien 4, et poursuivre la circulation de l'effluent,

I) ouvrir à nouveau la vanne 16 et la vanne 27, fermer la vanne 6 et la vanne 8, ouvrir la vanne 7, la vanne 9 et la vanne 28, et reprendre le procédé de traitement de l'effluent, la cuve à lit bactérien 4 remplaçant la cuve à lit bactérien 3 et réciproquement.

La durée de fonctionnement entre deux cycles de nettoyage et de décolmatage système 1 est typiquement comprise entre 24 et 48 heures.

Dans un autre mode de réalisation correspondant au mode de réalisation du système 1 selon l'invention représenté par la figure 2, le procédé de traitement de l'effluent comporte les étapes consistant à :

a) amener l'effluent à traiter dans la cuve d'oxygénation 2, b) extraire une partie de l'effluent de la cuve 2 pour l'envoyer vers la première cuve à lit bactérien 3 et la seconde cuve à lit bactérien 4, la vanne 5 et la vanne 7 étant ouvertes,

c) évacuer l'effluent des cuves à lit bactérien 3,4 par les conduites 26a,26b, les vannes 13,14 étant ouvertes,

d) renvoyer une partie X% de l'effluent sortant des cuves à lit bactérien 3,4 vers la cuve d'oxygénation 2 par la conduite de recirculation 22, et simultanément envoyer la partie restante (100-X)% de l'effluent par la conduite d'évacuation 23 vers un bassin de rétention ou vers le milieu naturel,

e) déclencher un cycle de nettoyage et de décolmatage du système 1 , soit lorsque un niveau prédéterminé mesuré par les sondes de niveau 3c et/ou 4c est atteint, soit lorsqu'une durée prédéterminée de fonctionnement sans interruption du système est atteinte.

Dans un mode de réalisation, le cycle de contre-lavage comporte les étapes successives consistant à :

f) optionnellement, fermer la vanne 27 et la vanne 16, et ouvrir complètement la vanne 15,

g) optionnellement, couper la pompe 17, et mettre en fonctionnement le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3, et le système d'aération 4b de la cuve à lit bactérien 4,

h) fermer la vanne 5 et la vanne 7, ouvrir la vanne 9, la vanne 10 et les vannes optionnelles 6 et 8, fermer les vannes 13, 14, de manière à alimenter simultanément par le bas les cuves 3,4 en effluent, si l'étape f) a été omise, fermer la vanne 27 et la vanne 16 et ouvrir complètement la vanne 15, si l'étape g) a été réalisée, mettre en marche la pompe 17, ou, si l'étape g) a été omise, mettre en fonctionnement le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3, i) arrêter le système d'aération 3b de la cuve à lit bactérien 3 et le système d'aération 4b de la cuve à lit bactérien 4, et poursuivre la circulation de l'effluent,

j) ouvrir à nouveau la vanne 16 et la vanne 27, fermer les vannes 6,8,9,10 ouvrir les vannes 5,7,13,14 et reprendre le procédé de traitement de l'effluent.

La durée de fonctionnement entre deux cycles de nettoyage et de décolmatage du système 1 est typiquement comprise entre 24 et 48 heures. Dans un autre mode de réalisation correspondant au mode de réalisation du système 1 selon l'invention représenté par la figure 5, le procédé comprend les étapes consistant à :

a) amener Peffluent à traiter dans la cuve d'oxygénation 2 en ouvrant la vanne 27, b) extraire une partie de l'effluent de la cuve 2 pour l'envoyer vers la cuve à lit bactérien 3, en ouvrant la vanne 5 et en fermant la vanne 7, et les vannes optionnelles 6,8,

c) faire passer l'effluent de la cuve à lit bactérien 3 vers la cuve à lit bactérien 4 par les segments de conduite 29a, 29b, 21b, les vannes 33,34 étant ouverte, la vanne optionnelle 35 étant fermée, ou la pompe 30 étant arrêtée, ou les vannes 31 ,32 étant fermées, les vannes optionnelles 13,14 étant fermées,

d) évacuer l'effluent de la cuve à lit bactérien 4 par la conduite 25b et la conduite 21 , en ouvrant la vanne 10 et en fermant la vanne 9,

e) renvoyer une partie X% de l'effluent sortant de la cuve 4 vers la cuve 2 par la conduite de recirculation 22, et simultanément envoyer la partie restante (100-X)% de l'effluent vers un bassin de rétention ou vers le milieu naturel par la conduite d'évacuation 23, grâce à la pompe 17

f) simultanément aux étapes précédentes, mesurer le niveau d'effluent dans la cuve 3 grâce à la sonde de niveau 3c,

g) Soit lorsqu'une durée prédéterminée de fonctionnement sans interruption du système est atteinte, soit lorsque le niveau prédéterminé est atteint dans la cuve 3, la cuve 4 ou les deux cuves, déclencher automatiquement un cycle de contre-lavage du système 1 ,

Dans un autre mode de réalisation correspondant au mode de réalisation du système 1 selon l'invention représenté par la figure 5, le procédé comprend les étapes consistant à :

a) amener l'effluent à traiter dans la cuve d'oxygénation 2 en ouvrant la vanne 27, b) extraire une partie de l'effluent de la cuve 2 pour l'envoyer vers la cuve à lit bactérien 3 en ouvrant la vanne 5 et en fermant la vanne 6, et vers la cuve à lit bactérien 4 en fermant la vanne 7, et en ouvrant la vanne 8, évacuer l'effluent de la cuve à lit bactérien 3 par la conduite 29a et la conduite 21b, en ouvrant la vanne 33 et en fermant la vanne 9,

renvoyer une partie X% de l'effluent sortant de la cuve 3 vers la cuve 2 par la conduite de recirculation 22b et la conduite de recirculation 22, et simultanément envoyer la partie restante (100-X)% de l'effluent vers un bassin de rétention ou vers le milieu naturel par la conduite d'évacuation 23b, grâce à la pompe 30 ou par gravité,

simultanément aux étapes c) et d), évacuer l'effluent de la cuve à lit bactérien 4 par la conduite 25b et la conduite 21 , en ouvrant la vanne 10 et en fermant la vanne 9 et la vanne 34,

renvoyer la totalité de l'effluent sortant de la cuve 4 vers la cuve 2 par la conduite de recirculation 22, grâce à la pompe 17, la vanne 15 étant ouverte et la vanne 16 étant fermée,

lorsqu'une durée prédéterminée de fonctionnement sans interruption du système est atteinte, fermer les vannes 5,10,33, et ouvrir les vannes 7,9,34.

Avantages

Les principaux avantages apportés par cette invention par rapport aux dispositifs existants, dans lesquels les deux étapes (oxygénation et bio-traitement) sont réalisées dans le même bac, sont :

- L'optimisation de l'oxygénation par micro-bullage intensif dans la cuve d'oxygénation ;

- L'optimisation de la surface du lit bactérien par rapport au volume de celui-ci, avec des supports de préférence minéraux :

o volcaniques (par exemple la pouzzolane),

o océanique (plancton) (par exemple les diatomées),

o argile et argile expansée,

o Zéolithes.

Les supports plastiques peuvent être utilisés pour des applications spécifiques d'effluents issus de procédés et traitements chimiques visant à réduire la teneur en substances dangereuses dans l'eau (micropolluants).

Les supports en carbone (graphite, charbon actif) peuvent également être utilisés. Le temps de contre-lavage est réduit, voire le contre-lavage peut avoir lieu en temps masqué.

La réduction du risque de colmatages grâce au nettoyage et décolmatage périodique et automatique ;

La suppression des passages préférentiels du fait:

o De l'envoi d'un fluide aqueux non turbulent sur le lit bactérien, o Du contre-lavage pour nettoyer le lit bactérien (au besoin stimulé par air comprimé, utilisé uniquement pour cette opération)

La limitation de l'impact MES (matières en suspension) éventuels grâce aux étages de traitement successifs.

L'abattement de la DCO lors de l'utilisation du système selon l'invention est supérieur à celui des systèmes existants.

La biomasse est protégée d'une destruction accidentelle grâce aux différents bacs. Les destructions accidentelles peuvent être dues à une augmentation importante de la température de l'effluent arrivant dans la cuve d'oxygénation, à une variation du pH, qui devient trop faible ou trop élevé, à la présence de produits fortement oxydants ou d'autres produits bactéricides.