En particulier, la présente invention concerne un dispositif d'aération et de brassage d'eaux usées dans un réacteur de traitement. L'invention a également pour objet l'utilisation d'un tel dispositif pour l'épuration des eaux usées, ainsi que l'utilisation d'un tel dispositif en tant que fermenteur pour créer la biomasse nécessaire à l'épuration d'une eau usée de composition spécifique.

Les eaux usées industrielles et urbaines doivent tre traitées et dépolluées dans des stations d'épuration avant de pouvoir tre rejetées dans le milieu naturel. Afin de se conformer aux dispositions réglementaires et environnementales actuelles et par anticipation sur celles à venir, la réduction des volumes de sous-produits de traitement des eaux constitue l'un des grands défis à relever dans le domaine du traitement des eaux.

Les traitements biologiques ont beaucoup été utilisés ces derniers temps pour éliminer les déchets organiques contenus dans les eaux usées, tels que les sucres, les matières fécales, les graisses, afin de se conformer aux exigences des normes de rejet des effluents en vigueur. Les procédés d'épuration des eaux résiduaires par boues activées, en vue d'éliminer à la fois les pollutions d'origine carbonée et celles d'origine azotée selon un processus d'oxydation et parfois de nitrification/dénitrification en faisant séjourner l'eau dans un bassin de boue activée avant d'tre soumise à une clarification, s'avèrent particulièrement intéressants puisqu'ils permettent d'éliminer cette pollution par création de biomasse.

De nombreux dispositifs et installations de traitement d'eaux résiduaires par voie biologique ont ainsi été développés. Le brevet FR 2 721 229 décrit ainsi un dispositif d'aération et de brassage d'un liquide, tel que les effluents graisseux extraits des effluents urbains d'eaux usées, comprenant notamment une cheminée verticale centrale, un arbre vertical entraîné en rotation disposé à l'intérieur de la cheminée, une hélice d'aspiration du liquide solidaire en rotation avec l'arbre, des moyens de

brassage du liquide, solidaires en rotation avec l'arbre, constitués par des organes filiformes, et des moyens d'injection d'un gaz sous pression dans la cheminée. Le brevet FR 2 758 094 décrit quant à lui un dispositif d'aération et de brassage d'un liquide, tel que les effluents graisseux extraits des effluents urbains d'eaux usées, et d'élimination de la mousse dans une cuve de traitement dudit liquide.

Néanmoins, de tels dispositifs présentent plusieurs inconvénients car ils ne permettent pas bien souvent de traiter tous les types d'eaux usées, et notamment les effluents très chargés et très polluants. En outre, les dispositifs de l'art antérieur ne permettent pas de résoudre certains problèmes pouvant se poser lors du traitement des eaux usées urbaines ou industrielles par voie biologique.

Un premier problème lié au traitement et à l'épuration d'eaux usées de natures très diverses est l'évacuation des matières lourdes qui viennent se déposer au fond du réacteur de traitement et qui s'avèrent ainsi difficiles à éliminer.

Un second problème réside dans le fait que l'épuration des effluents chargés, tels que les effluents viti-vinicoles, dont les caractéristiques sont connues, mais qui présentent des variations importantes de débit en fonction notamment des saisons, nécessite la création d'une biomasse spécifique par l'apport de souches spécialisées.

Un troisième problème qu'il est parfois nécessaire de résoudre lors de l'épuration des eaux usées, telles que les eaux résiduaires du vin ou les effluents graisseux extraits des eaux usées urbaines, est la formation de mousse qui empche une bonne oxygénation du liquide traité. Or, les dispositifs de l'art antérieur pour éliminer les mousses tels que ceux décrits dans les brevets FR 2 758 094 ou FR 2 750 890 nécessitent des moyens mécaniques spécifiques pour casser la mousse et l'entraîner en la mélangeant à la biomasse du réacteur.

Enfin, les dispositifs de l'art antérieur nécessitent l'utilisation de deux cuves distinctes pour effectuer le processus de nitrification/dénitrification utilisé pour dépolluer certains types d'eaux usées.

Par conséquent, il existait ainsi un besoin, notamment dans le domaine du traitement des eaux par voie biologique, de mettre au point un dispositif d'aération et de brassage d'eaux usées dans un réacteur ne présentant pas les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur et permettant de résoudre les différents problèmes évoqués ci-dessus.

La présente invention vient combler ce besoin. La Demanderesse a ainsi découvert un nouveau dispositif d'aération et de brassage d'eaux usées, permettant de traiter efficacement des eaux usées de natures très diverses, notamment des effluents très polluants tels que les margines, dans un réacteur compact.

Le dispositif selon la présente invention, qui comprend notamment une cuve principale, au moins une cheminée latérale pourvue d'un agitateur, une cheminée centrale supérieure de remontée, et un ensemble d'au moins une calotte, permet d'assurer la circulation de l'effluent au sein de la cuve, ainsi que l'absorption d'oxygène par ruissellement sur l'ensemble de calotte (s), et permet en outre de mettre en suspension les matières lourdes qui viennent se déposer en fond de cuve lors de la circulation du liquide dans la cuve, grâce à au moins un ensemble de pompage central agencé au voisinage du fond de la cuve.

Le dispositif objet de la présente invention permet également de résoudre le problème d'élimination des mousses, qui se pose lors du traitement de certains types d'eaux usées, par l'utilisation d'une cavité annulaire périphérique où vient se loger la mousse éventuellement créée, qui est ensuite cassée par la cascade d'eau qui vient se projeter sur elle, sans avoir besoin d'avoir recours à un moyen mécanique complémentaire.

Le dispositif objet de la présente invention permet également d'éviter l'utilisation de deux cuves distinctes pour effectuer le processus de nitrification/dénitrification utilisé pour dépolluer certains types d'eaux usées, le dispositif comprenant un orifice d'évacuation des effluents qui permet une totale liberté de séquençage de fonctionnement du réacteur sans perturber le régime hydraulique de l'installation. En outre, cet orifice présente un grand avantage par rapport aux dispositifs de l'art antérieur, tels que ceux décrits dans les brevets FR 2 758 094 et FR 2 750 890, qui comprennent des moyens de régulation du niveau du liquide, car l'orifice de sortie de la présente invention permet d'obtenir lors de l'évacuation, contrairement aux dispositifs de l'art antérieur, un flux faible par rapport au flux général de circulation du liquide dans le réacteur.

Enfin, le dispositif objet de la présente invention permet également d'assurer, si besoin est, le rôle de fermenteur et de créer ainsi, par l'apport de souches spécialisées,

une biomasse spécifique nécessaire pour l'épuration de certains effluents chargés, tels que les effluents viti-vinicoles.

La présente invention a ainsi pour objet un dispositif d'aération et de brassage d'eaux usées dans un réacteur (1) de traitement, caractérisé en ce qu'il comprend : une cuve principale cylindrique (2) d'axe vertical, au moins une cheminée latérale cylindrique (3) d'axe vertical, s'étendant sur au moins une partie de la hauteur de ladite cuve (2), extérieure ou intérieure à ladite cuve (2), ouverte à ses deux extrémités (4,5) et ménageant avec le bas et le haut de ladite cuve (2) un passage permettant la circulation de l'eau, - au moins un agitateur (6) agencé en partie haute de ladite cheminée latérale (3), - une goulotte périphérique (13) définissant une cheminée centrale supérieure (8) de remontée située en haut de la cuve (2), ladite goulotte périphérique (13) débouchant à l'extrémité supérieure (4) de ladite cheminée latérale (3), - un ensemble de ruissellement comprenant au moins une calotte (9,10, 11), conçue pour permettre le ruissellement de l'eau provenant de la cheminée centrale supérieure (8) vers la goulotte périphérique (13), - au moins un ensemble de pompage central (7), agencé au voisinage du fond de la cuve (2), refoulant l'eau au-dessus de l'extrémité supérieure de la cheminée centrale supérieure (8), vers l'ensemble de ruissellement (9,10, 11), et - un orifice de sortie (12) conçu pour permettre le contrôle du débit sortant, ménagé dans la partie inférieure (9) dudit ensemble de ruissellement.

Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, la goulotte périphérique (13) définit une cavité annulaire entre la cheminée centrale supérieure (8) et la partie inférieure (9) de l'ensemble de ruissellement (9,10, 11).

Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, l'ensemble de pompage (7) comporte une pompe munie d'un conduit débouchant au-dessus de l'extrémité supérieure de la cheminée centrale supérieure (8), vers l'ensemble de ruissellement (9,10, 11).

Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, l'ensemble de ruissellement comprend une calotte inférieure (9), une calotte intermédiaire (10), et

une calotte supérieure (11). Avantageusement selon la présente invention, l'ensemble de pompage central (7) refoule l'eau sous la calotte supérieure (11). De manière avantageuse également selon la présente invention, l'orifice de sortie (12) est ménagé dans la calotte inférieure (9).

Avantageusement selon la présente invention, le dispositif comprend en outre des moyens (14) d'injection d'air dans la cheminée latérale (3) au-dessous de l'agitateur (6). De façon encore plus avantageuse selon la présente invention, les moyens (14) sont choisis dans le groupe constitué par un système venturi, un compresseur et un système d'injection d'oxygène liquide.

Avantageusement selon la présente invention, le dispositif comprend en outre au moins un antivortex (15) situé dans la cuve principale (2) sous la goulotte périphérique (13).

Dans un exemple de réalisation particulier de la présente invention, la cuve principale (2) présente une hauteur au moins deux fois supérieure à son diamètre.

La cuve principale (2) a avantageusement selon la présente invention un fond conique.

Selon une caractéristique particulière de la présente invention, la calotte (9,10, 11) est de forme sphérique, ovoïde ou polygonale.

Avantageusement selon la présente invention, l'orifice de sortie (12) est réglable en hauteur et est de forme sphérique, ovoïde ou polygonale.

La présente invention a également pour objet l'utilisation d'un dispositif selon la présente invention pour l'épuration des eaux usées.

Enfin, la présente invention a pour objet l'utilisation d'un dispositif selon la présente invention en tant que fermenteur pour créer la biomasse nécessaire à l'épuration d'une eau usée de composition spécifique.

Divers objets et avantages de la présente invention deviendront apparents pour l'homme du métier par le biais de références aux dessins illustratifs suivants : la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un réacteur (1) de traitement d'eaux usées, équipé d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'aération et de brassage selon l'invention, qui comprend une cuve principale (2) munie d'une pompe

centrale (7) en fond de cuve, elle-mme munie d'un conduit central débouchant sous la calotte supérieure (11) ; une cheminée latérale cylindrique (3) munie d'un agitateur (6) ; un système d'injection d'air par soufflante (14) ; dans lequel ladite cheminée (3) est extérieure à ladite cuve (2), la figure 2 est une vue de dessus de la figure 1, la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un réacteur (1) de traitement d'eaux usées, équipé d'un second mode de réalisation d'un dispositif d'aération et de brassage selon l'invention, qui comprend une cuve principale (2) munie d'un ensemble de pompes centrales (7), en fond de cuve, munies de conduits ; un ensemble de trois cheminées latérales cylindriques (3) munies chacune d'un agitateur (6) ; dans lequel lesdites cheminées (3) sont intérieures à ladite cuve (2), la figure 4 est une vue de dessus de la figure 2.

Le dispositif selon la présente invention permet de traiter des types d'eaux usées urbaines ou industrielles, de natures très diverses, telles que les résidus graisseux, le lactosérum, les effluents viti-vinicoles, les margines, les lisiers d'animaux, les eaux blanches, les eaux vertes, les eaux brunes, les résidus de fosses septiques, les boues biologiques en excès, les eaux de blanchisseries, de teintureries ainsi que toute eau dont le rapport DCO/DBOs est inférieur à 5.

Dans le dispositif selon la présente invention, l'effluent entrant peut arriver par gravité ou par pompage en haut de la cuve (2), avantageusement sur la calotte supérieure (11) du réacteur, ou à côté de ladite calotte supérieure sur l'agitateur (6), et bénéficie ainsi d'une première oxygénation par écoulement sur la calotte ou par écoulement successif sur chacune des calottes (9,10, 11). L'effluent entrant peut également arriver par le bas du dispositif par une injection sous pression au fond de la cuve principale (2).

Le réacteur (1) selon la présente invention peut tre enterré ou non, et isolé ou non. La cuve (2) est de préférence en polyester.

Par le terme de"cylindrique", on entend au sens de la présente invention une surface engendrée par une génératrice qui se déplace parallèlement à une direction fixe en s'appuyant sur une courbe plane fixe dont le plan coupe la direction donnée. Ainsi,

la cuve principale (2), ainsi que la cheminée latérale (3) peuvent se présenter sous différentes formes, telles que la forme carrée, ovoïde,....

La cheminée latérale cylindrique (3) selon la présente invention s'étend sur au moins une partie de ladite cuve (2) et peut tre extérieure (figure 1) ou intérieure (figure 3) à ladite cuve. La cheminée latérale est avantageusement accolée au, ou à quelque distance du, bord de ladite cuve principale (2), le long d'une génératrice commune, et communique en partie haute (4) et en partie basse (5) avec celle-ci.

Lorsque la cheminée (3) est à quelque distance de la cuve (2), la cheminée se trouve de préférence à moins de deux mètres de ladite cuve.

Le nombre de cheminées latérales (3) varie en fonction du diamètre et de la hauteur de la cuve (2). Ainsi, avantageusement selon la présente invention, si la cuve (2) a un diamètre et une hauteur inférieurs à 6 mètres, une seule cheminée (3) peut suffire et si la cuve (2) a un diamètre supérieur à 6 mètres et une hauteur d'environ 6 mètres, le nombre de cheminées (3) dépend alors du volume de celle-ci. Dans un mode de réalisation particulier selon la présente invention, le réacteur (1), comportant une cuve (2) ayant un diamètre compris entre 8 et 12 mètres, et une hauteur de 6 mètres, comprend un ensemble de trois cheminées latérales (3) (Figures 3,4). Typiquement selon la présente invention, le ratio diamètre cheminée (3) sur diamètre cuve (2) dépend du calcul de perte de charge.

La communication haute (4), permettant le passage du liquide de l'ensemble de ruissellement (9,10, 11) vers la cheminée latérale (3), est réalisée par la goulotte périphérique (13).

La communication basse (5), permettant le passage du liquide de la cheminée latérale (3) à la cuve principale (2), est réalisée par une ouverture qui a un angle variable par rapport à l'horizontale. Avantageusement selon la présente invention, la communication basse (5) est orientée selon un angle de 0 à 45° par rapport à l'horizontale, afin de favoriser un meilleur brassage du fond de la cuve (2) et de limiter les zones mortes.

Dans la cheminée latérale (3) -ou dans chaque cheminée latérale (3) quand il y en a plusieurs-est fixé, grâce à un support adapté, un agitateur (6) permettant un flux hydraulique important de 5 à 100 fois le volume de la cuve (2) à l'heure. Selon un mode de réalisation particulier selon la présente invention, l'agitateur (6) est agencé à

l'extrémité supérieure (4) de ladite cheminée (3). Selon un autre mode de réalisation particulier de la présente invention, l'agitateur (6) est agencé dans le tiers supérieur de ladite cheminée (3). L'agitateur (6) et son support sont disponibles commercialement.

L'agitateur selon la présente invention est de préférence un agitateur à flux horizontal, de manière encore plus préférée à fort débit.

La goulotte périphérique (13) entoure une cheminée centrale supérieure (8) de remontée, en partie haute de la cuve principale (2). Avantageusement selon la présente invention, la goulotte périphérique (13) définit une cavité annulaire ou torique qui s'étend sous la partie inférieure (9) de l'ensemble de ruissellement et qui entoure ladite cheminée centrale supérieure (8). La cheminée (8) supporte un ensemble de ruissellement comprenant au moins une calotte (9,10, 11).

Typiquement selon la présente invention, la hauteur de la cheminée centrale supérieure (8) est liée à la hauteur manométrique totale conférée par les caractéristiques de l'agitateur (6). Typiquement également, le diamètre de la cheminée centrale supérieure (8) est lié au diamètre de la cheminée latérale (3) du fait des pertes de charge.

L'agitateur (6), agencé en partie haute de la cheminée latérale (3) du réacteur (1), permet de provoquer un mouvement descendant dans la cheminée latérale (3), puis ascendant dans la cuve principale (2) et dans la cheminée centrale supérieure (8), assurant ainsi le brassage de l'effluent à traiter. Au sommet du réacteur (1), l'eau provenant de la cuve principale (2) et remontant par la cheminée centrale supérieure (8) ruisselle sur la calotte de base (9), en absorbant l'oxygène atmosphérique, et débouche alors dans la goulotte périphérique (13), pour tre ensuite entraînée dans le flux descendant de la cheminée latérale (3). Les calottes intermédiaire (10) et supérieures (11), lorsqu'elles sont présentes dans le dispositif selon la présente invention, permettent également le ruissellement de l'eau lors de l'arrivée de l'effluent par le haut de la cuve (2) et/ou lors du fonctionnement de l'ensemble de pompage (7).

L'ensemble de ruissellement, comprenant au moins une calotte (9,10, 11), permet l'oxygénation de l'effluent et son épuration. L'air absorbé sert à réaliser, grâce à l'oxygène, la dégradation biologique de la matière organique contenue dans les eaux usées. Sur la figure 1, est représenté schématiquement le flux hydraulique du liquide

dans le réacteur (1) lors du fonctionnement de l'agitateur (6) et de la pompe centrale (7).

Dans un mode de réalisation particulier selon la présente invention, l'ensemble de ruissellement comprend une calotte inférieure (9), une calotte intermédiaire (10), et une calotte supérieure (11). La calotte inférieure (9) sert à étaler le flux ascendant, provenant de la cheminée centrale supérieure (8), sur l'ensemble de la surface de la calotte. La lame d'eau est ainsi homogène et uniformément repartie sur l'ensemble de cette surface. La calotte intermédiaire (10) sert de répartiteur du flux refoulé par la pompe centrale (7) qui se trouve en fond de cuve. Enfin, la calotte supérieure (11) sert à diviser le flux d'eau refoulé par la pompe (7) et à le projeter sur la calotte intermédiaire (10), provoquant ainsi une cascade d'eau sur l'ensemble des trois calottes, et permettant ainsi une bonne aération de l'eau à traiter. La calotte supérieure (11) peut également servir à répartir l'effluent entrant dans le réacteur de traitement lorsque l'effluent est directement injecté par gravité ou par pompage sur cette calotte.

Lorsque la goulotte périphérique (13) définit une cavité torique, sous la partie inférieure (9) de l'ensemble de ruissellement, autour de la cheminée centrale supérieure (8), selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, ladite cavité permet, lors du ruissellement de l'eau, de piéger les mousses qui peuvent se former lors du traitement de certains types d'effluents tels que les effluents viti- vinicoles, les effluents graisseux, les détergents et la margine, et qui viennent se loger dans ladite cavité (13). Les mousses se retrouvent donc piégées sous la calotte inférieure (9), ne pouvant s'échapper et se répandre hors du réacteur, et sont ainsi abattues et cassées par la cascade d'eau formée par le ruissellement sur la calotte (9).

Si nécessaire, l'aération du liquide peut tre augmentée par l'utilisation de moyens (14) d'injection d'air dans la cheminée latérale (3), au-dessous de l'agitateur (6), avantageusement à peu de distance de cet agitateur. Un système venturi peut par exemple tre utilisé pour permettre l'introduction directe d'air atmosphérique dans la cheminée latérale, augmentant ainsi l'absorption de l'oxygène par le liquide en mouvement. L'introduction d'air par un compresseur ou une soufflante, ou par un système d'injection d'oxygène liquide dans le flux descendant du liquide peut également tre utilisée avec ou sans venturi. Avantageusement selon la présente

invention, ces moyens (14) d'injection d'air dans la cheminée latérale (3) sont utilisés pour traiter des effluents très chargés, qui sont consommateurs d'oxygène.

Selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, le dispositif peut comprendre des antivortex (15) situés dans la cuve principale (2), sous la goulotte périphérique (13), afin de freiner le mouvement hydraulique de rotation du liquide. Le nombre d'antivortex varie en fonction du diamètre de la cuve et est avantageusement compris entre 2 et 30.

Le fond de la cuve principale (2) a un angle variable en fonction du diamètre de la cuve. Le fond peut tre conique, ou plat et l'angle varie de préférence de 10 à 70° par rapport au sol. Il est avantageux d'utiliser un fond conique dans le cadre de la présente invention pour éviter le dépôt de résidus en fond de cuve (2), dans les zones mortes de cette cuve, et pour entraîner ainsi ces résidus dans le flux ascendant du liquide afin d'tre traités. Lorsque le fond de la cuve (2) est conique, la cheminée latérale (3) s'étend avantageusement jusqu'à la base du cône de la cuve (2).

Un ou plusieurs moyen (s) de pompage (7) sont agencés au voisinage du fond de la cuve principale (2), au centre de ladite cuve (2). Dans un mode de réalisation particulier selon la présente invention, le ou les moyen (s) de pompage (7) sont fixés, au centre, au fond de la cuve (2). Le nombre de moyens de pompage (7) varie en fonction du diamètre de la cuve. Avantageusement selon la présente invention, le moyen de pompage comporte une pompe munie d'un conduit qui débouche vers l'ensemble de ruissellement (9,10, 11), avantageusement sous la calotte supérieure (11), et au-dessus de la calotte intermédiaire (10). Le moyen de pompage (7) permet d'assurer essentiellement une double fonction au sein du réacteur (1). Le (s) moyen (s) de pompage (7) ont tout d'abord une mission de relevage des décantats et/ou d'évacuation de ceux-ci qui viennent se déposer en fond de cuve (2). Le moyen de pompage (7) a ainsi un rôle d'homogénéisation du fluide, permettant de mettre en suspension les éventuelles matières décantables. Avantageusement selon la présente invention, on utilise un fond conique pour rassembler plus aisément et entraîner les matières décantables et résidus lourds dans le flux de liquide circulant dans le réacteur.

En outre, le moyen de pompage (7) joue le rôle important d'aération et de brassage du liquide à traiter par le ruissellement dudit liquide sur les calottes intermédiaire (10) et inférieure (9), lorsque le réacteur (1) est utilisé en tant que

fermenteur pour créer la biomasse nécessaire, par l'apport de souches spécialisées, à l'épuration d'une eau usée, dont les caractéristiques sont connues, mais ayant des variations importantes de débit (par exemple les effluents chargés tels que les effluents viti-vinicoles, dont les 2/3 des rejets se font sur six semaines au cours de l'année.

Sur la calotte inférieure (9) du dispositif, et sous la calotte intermédiaire (10), est ménagé un orifice de sortie (12), permettant l'évacuation de l'effluent présent dans le réacteur vers un clarificateur, une station d'épuration ou un exutoire. L'orifice de sortie (12) est obturable et ajustable pour permettre le contrôle du débit sortant et de l'épaisseur du ruissellement.

Cet orifice (12) permet d'obtenir, lors de l'évacuation, un flux faible par rapport au flux général de circulation du liquide dans le réacteur. L'orifice (12) d'évacuation des effluents permet ainsi une totale liberté de séquençage de fonctionnement de l'agitateur (6), le fonctionnement dudit agitateur étant directement lié au débit d'effluent entrant dans le réacteur. En effet, l'évacuation est liée à la longueur du déversoir. Dans le cas de l'orifice (12), la longueur de la circonférence de cet orifice est très petite par rapport à la longueur de la calotte (9) au niveau de l'orifice, ce qui implique un très faible débit lors de l'évacuation du liquide du réacteur. Le fait de pouvoir séquencer le système sans perturbation hydraulique entraîne la faculté de pouvoir dénitrifier un effluent riche en nitrates. Le séquençage permet donc d'alterner des phases de nitrification et de dénitrification sans perturber le régime hydraulique de l'installation.

L'orifice de sortie (12) peut avoir toute forme, telle que la forme sphérique, ovoïde ou polygonale (carrée, rectangle,...), et est à hauteur variable par rapport à la surface de la calotte inférieure (9) sur laquelle il est agencé. La hauteur de l'orifice peut ainsi tre réglée par rapport à la surface de la calotte, avantageusement par coulissage dans un tube concentrique, ou dans un tube de section plus grande muni d'un joint de type à lèvres ou torique.

Le dispositif selon la présente invention peut tre utilisé afin d'épurer des eaux usées de nature très diverse, et peut également tre utilisé en tant que fermenteur pour créer la biomasse nécessaire à l'épuration d'une eau usée de composition spécifique, telle qu'un effluent chargé, à variation de débit saisonnière. Lorsque le dispositif selon

la présente invention est utilisé en tant que fermenteur, l'ensemble de ruissellement comprend un ensemble d'au moins trois calottes : une calotte inférieure (9), une calotte intermédiaire (10), et une calotte supérieure (11).

Lorsque le dispositif selon la présente invention est utilisé en tant que fermenteur, afin de traiter efficacement, et dès le démarrage d'une activité, un effluent pollué, il est nécessaire de procéder à un ensemencement de cet effluent par des bactéries spécifiques. Ainsi, on procède typiquement comme suit : 1. Le réacteur, initialement vide ou contenant un volume faible d'effluent, est alimenté avec un inoculum de bactéries et un milieu nutritionnel, et le tout est relevé à l'aide de la pompe centrale de fond et de son conduit (7), puis aéré et brassé par ruissellement sur l'ensemble des calottes (9), (10) et (11).

2. Quand la population bactérienne est bien développée, on procède alors à une extension de la biomasse par adjonction dans le réacteur de nutriment et éventuellement d'un complément d'inoculum. La population bactérienne se développe dans l'ensemble du réacteur au fur et à mesure de l'alimentation, qui est parfaitement contrôlée, durant cette montée en charge qui dure deux à trois semaines, suivant le type de bactéries à développer.

3. Le niveau haut du réacteur atteint, l'agitateur (6) est alors mis en route et on procède alors à l'admission de l'effluent au maximum de sa charge et de son débit. Du fait de la préparation préalable d'une biomasse spécialisée pour dégrader ce type d'eau polluée, les résultats épuratoires en sortie de réacteur sont à leur optimum.

Le dispositif selon la présente invention peut également tre utilisé lorsque le réacteur est déjà rempli d'une biomasse dont les composantes micro biologiques ont dérivé dans le temps. Ceci peut tre le cas lorsque la biomasse a déjà été entretenue par une aération modérée, lors du fonctionnement cyclique du moyen de pompage (7) et/ou d'un moyen (14) d'injection d'air dans la cheminée latérale (3). Deux à trois semaines avant l'arrivée d'une charge polluante et/ou d'un débit maximum d'effluent, un ensemencement par de nouvelles bactéries est alors possible. Si un nouvel ensemencement n'est pas réalisé à ce stade, le régime hydraulique s'établira progressivement dans le réacteur pour parvenir à une épuration optimale.

Le dispositif selon la présente invention peut également tre utilisé pour épurer des eaux usées de nature très diverse, dès que le niveau de submersion de l'orifice de sortie (12) est atteint. Le débordement est provoqué par le flux hydraulique, descendant dans la cheminée latérale (3) et ascendant dans la cuve principale (2), qui est créé par la mise en route de l'agitateur (6). Le flux ascendant se répartit alors de façon uniforme sur la calotte (9) pour former une lame d'eau avec une surface de contact eau-air très grande. Puis, le fluide tombe en cascade, dans la goulotte périphérique (13) et débouche à l'extrémité haute (4) de la cheminée latérale (3).

L'oxygène de l'air absorbé à la surface de la calotte inférieure (9), et lors de la chute vers la goulotte (13), suffit à la création de la biomasse nécessaire à la dégradation biologique de la matière organique contenue dans l'effluent à traiter. Plus la hauteur de la cuve (2) est grande, plus l'absorption de l'air et donc de l'oxygène est grande, l'absorption d'air étant directement liée à la température et à la pression.

L'exemple suivant est donné à titre non limitatif et illustre la présente invention.

Exemple d'une réalisation de l'invention : Un dispositif selon la présente invention, comprenant une cuve principale (2) ayant un diamètre de 2,10 m et une hauteur de 4,50 m, une cheminée latérale (3) extérieure ayant un diamètre de 0,60 m et une hauteur de 3,50 m, une cheminée centrale supérieure (8) ayant un diamètre de 0,72 m, une calotte inférieure (9) ayant un diamètre de 1,50 m, une calotte intermédiaire (10) ayant un diamètre de 1,05 m, une calotte supérieure (11) ayant un diamètre de 0,40 m, un agitateur (6) de 1.5 kW, et une pompe (7), munie d'un conduit, de 0.75 kW, a été utilisé pour épurer un effluent viti- vinicole, dont la DCO de départ était de 3000 à 8000 mg/litre et dont le pH était de 5 à 6. Le débit utilisé a été de 3 à 6 m3/jour. Après trois semaines de fonctionnement sans ensemencement, la DCO de l'effluent en sortie était comprise entre 150 et 300 mg/1.