Titre : Procédé de traitement de l’eau usée

Domaine technique

La présente invention concerne les procédés de traitement de l’eau usée.

Technique antérieure

L’eau est oligotrophe par nature. Les eaux usées ne sont plus oligotrophes, elles sont chargées en éléments qui précipitent le phénomène nuisible d’eutrophisation des milieux naturels. Il est donc important de traiter les eaux usées avant de les rejeter dans la nature, notamment par traitement physique, chimique, ou biologique, ou par combinaison de ceux-ci. L’épuration des eaux usées est faite principalement par une étape de traitement biologique. Des micro-organismes contenus dans une boue biologique dégradent la pollution soluble et particulaire, notamment les polluants carbonés et azotés. La boue biologique est ensuite séparée de la phase liquide. Il en résulte d’une part, de l’eau traitée pouvant être rejetée dans l’environnement, ou envoyée vers un traitement tertiaire, et, d’autre part, de la boue biologique dont une partie, riche en micro-organismes, est renvoyée en entrée du bassin biologique et dont l’autre partie est traitée. On distingue dans l’épuration des eaux usées deux filières : d’une part une filière de traitement de l’eau usée et d’autre part une filière de traitement de la boue issue du traitement de l’eau usée. Ces deux filières nécessitent un apport important d’énergie, notamment de par l’étape d’aération du bassin biologique nécessaire à un traitement efficace de l’eau usée dans la filière de traitement de l’eau usée et les étapes d’épaississement dynamique et de déshydratation des boues de la filière de traitement de la boue.

Pour l’épuration des effluents d’eau usée, notamment des effluents urbains, un axe important d’amélioration est donc la réduction de la consommation énergétique des filières, ceci afin de réduire l’impact énergétique du traitement de l’eau usée.

Il est connu d’intégrer dans la filière de traitement des boues, une étape de digestion anaérobique, permettant la production de biogaz directement sur le site de la station. Le biogaz peut ensuite être utilisé à diverses fins comme source énergétique. Une réutilisation sur site permet de réduire l’impact énergétique de la station. La quantité de biogaz produite dépend notamment de la quantité de pollution carbonée capturée lors d’une première étape de décantation primaire de l’effluent d’eau usée. Cette dernière peut être poussée dans le décanteur, notamment par l’ajout de coagulants et/ou floculants. Cependant, une captation trop importante du carbone lors de la décantation primaire crée un déséquilibre dans le rapport carbone/azote (C/N) qui a pour conséquence une mauvaise élimination de l’azote lors du traitement biologique, ce qui impacte négativement les performances globales de traitement. Un effluent présentant un rapport carbone/azote (C/N) déséquilibré ne peut pas être traité correctement par un procédé de traitement biologique usuel.

Certaines méthodes de traitement biologique connues de l’état de l’art permettent de traiter de tels effluents.

La demande W02012019310 divulgue un procédé de traitement de l’eau usée comportant un traitement biologique avec des bactéries appelées Anammox, qui sont capables d’éliminer les polluants d’un effluent ayant un rapport C/N fortement déséquilibré dans un environnement faiblement oxygéné, ce qui permet de réduire sensiblement les coûts d’aération du bassin. Cependant, l’utilisation d’une population spécifique de bactéries telles que les bactéries Anammox rend ce procédé relativement complexe à mettre en place.

Les demandes de brevet FR 2 643 065 et FR 2 516 071 décrivent des procédés de traitement biologique de types « boues activées » comportant deux volumes ou zones distincts : un pour la nitrification en condition aérobie et un pour la dénitrification en condition anoxique. Exposé de l’invention

Il existe un besoin pour perfectionner encore les procédés de traitement des eaux usées, notamment pour bénéficier d’un procédé dont l’impact énergétique global est réduit, voire nul, en particulier un procédé facile à mettre en œuvre, permettant de traiter biologiquement à faible coût tout type d’eau usée urbaine.

Résumé de l’invention

L’invention vise à répondre à ce besoin, et elle y parvient, selon un premier de ses aspects, grâce à un procédé de traitement des eaux usées, comportant les étapes de :

(a) décantation de l’eau usée par adjonction de coagulants et/ou floculants à l’eau usée, délivrant en sortie un effluent primaire et une boue primaire, la boue primaire comportant au moins 50% des solides en suspension de l’eau usée,

(b) traitement biologique principal de type « boue activée » de l’effluent primaire, comportant la mise en œuvre d’un procédé de nitrification et dénitrification simultanées à clarification intégrée, délivrant en sortie un effluent traité et une boue biologique, (c) épaississement de la boue primaire et de la boue biologique délivrant en sortie une boue mixte épaissie et un filtrat d’épaississement,

(d) digestion anaérobique de la boue mixte épaissie délivrant en sortie du biogaz et une boue digérée,

(e) déshydratation de la boue digérée délivrant en sortie une boue déshydratée et un filtrat de déshydratation, et,

(f) traitement biologique des retours de type « boue activée » du filtrat de déshydratation, comportant la mise en œuvre d’un procédé de nitrification et dénitrification simultanée à clarification intégrée délivrant en sortie un effluent traité de filtrat et une boue biologique de filtrat.

Par « un procédé de nitrification et dénitrification simultanée », on comprend que la nitrification et la dénitrification, qui ont lieu habituellement de manière séparée, soit par alternance de phases d’aération et d’absence d’aération dans un même bassin, soit dans deux bassins différents ou encore dans deux zones différentes d’un même bassin, ont lieu ici dans un même bassin et dans sensiblement les mêmes conditions, notamment la même concentration d’oxygène dissous.

Par « clarification intégrée », on comprend que la clarification est incluse dans une boucle continue dans le temps de circulation hydraulique du traitement biologique de type boue activée, notamment sans reprise par pompage interne de la boue décantée par la clarification.

Un tel procédé permet de réduire la consommation énergétique du traitement biologique en réduisant la concentration en oxygène dissous dans le bassin biologique par un procédé de nitrification et dénitrification simultanée, et aussi grâce à une clarification intégrée qui permet de se passer d’une étape de recirculation forcée, notamment par pompage, des boues biologiques, ce qui représente une économie énergétique. En plus de l’économie d’énergie réalisée à l’étape biologique, il permet également de réduire la consommation énergétique globale de la station d’épuration en augmentant la quantité de biogaz produite dans le digesteur par augmentation de la quantité de boues primaires.

Un tel procédé permet d’optimiser le volume des ouvrages tout en ayant un traitement simple, efficace et à bilan énergétique et coût réduits.

Le fait que le clarificateur soit intégré réduit également l’encombrement du système de traitement. De préférence, la boue primaire comporte au moins 50% des solides en suspension dans les eaux usées, mieux, au moins 70%. Les solides en suspension sont quantifiés selon le paramètre MES (matières en suspension), selon la Norme NFT-90-105, ou ISO 11923 ou équivalent. Ceci permet d’augmenter le volume de boue primaire pour la digestion, ce qui améliore le bilan énergétique global du procédé.

De préférence, la boue primaire comporte au moins 20%, mieux, au moins 35%, de la DBO5 (demande biochimique en oxygène pendant 5 jours) de l’eau usée. La DBO5 est évaluée selon la norme NFT-90-103 ou ISO 5815-1 ou équivalent.

Les coagulants et/ou floculants peuvent être organiques ou inorganiques, synthétiques ou naturels.

De préférence, l’effluent primaire présente un rapport C/N (teneur massique en carbone par rapport à la teneur massique en azote) inférieur ou égal à 12, mieux inférieur ou égal à 10. La teneur massique en carbone est quantifiée par la DCO, exprimée en mg/L d’oxygène (O2), et mesurée selon la norme NFT-90101 ou ISO 15705 ou équivalent. La teneur massique en azote est quantifiée par le NGL (autrement appelé Azote Global), exprimé en mg/L d’azote, somme des teneurs des formes azotées suivantes : nitrites (NO2), mesurées selon la norme NF EN ISO 10304-1 ou équivalent, et nitrates (NOs’), mesurées selon la norme NF EN ISO 10304-1 ou équivalent, azote Kjeldahl (NTK), lui-même correspondant à la somme de l’azote ammoniacal (NH3/NH4 ⁺ ) et de l’azote organique contenus dans l’eau, tous deux mesurées selon la norme NF-EN-25663 ou ISO 5663 ou équivalent. Un tel ratio est caractéristique d’un déséquilibre entre le carbone et l’azote qui réduit les performances du traitement de l’effluent primaire pour un traitement biologique usuel avec nitrification et dénitrification séparée et clarification séparée.

De préférence, le traitement biologique principal a lieu dans un unique bassin biologique comportant une zone d’aération et une zone de clarification entre lesquelles une liqueur mixte circule en une boucle continue de circulation sans interruption de phase, l’effluent primaire étant introduit dans la liqueur mixte en circulation entre la zone de clarification et la zone d’aération de l’effluent.

De préférence, le traitement biologique principal a lieu sans pompage interne de la liqueur mixte ou de la boue biologique entre la zone de clarification et la zone d’aération.

En variante, le traitement biologique principal peut avoir lieu avec pompage interne de la liqueur mixte ou de la boue biologique entre la zone de clarification et la zone d’aération, notamment un pompage interne fonctionnant avec un débit sensiblement inférieur au débit entrant d’effluent primaire, de préférence fonctionnant avec un débit inférieur à 50% du débit entrant d’effluent primaire.

De préférence, la concentration de la boue biologique dans la zone de clarification est sensiblement homogène dans l’ensemble de ladite zone.

De préférence, la concentration de la boue biologique dans la liqueur mixte est homogène et sensiblement identique dans la zone d’aération et dans la zone de clarification.

Le traitement biologique principal comporte l’aération en continue de la liqueur mixte dans la zone d’aération.

L’aération continue peut-être réalisée par un système d’aération plancher couvrant au moins une partie du fond de la zone d’aération, le système d’aération comportant un réseau de diffuseurs d’air pour aérer la liqueur mixte présente dans la zone d’aération. Les diffuseurs d’ air peuvent être repartis uniformément sur au moins une partie du fond du bassin biologique, notamment en lignes espacées régulièrement.

De préférence, le bassin biologique comporte les zones successives suivantes : une zone d’entrée de l’effluent primaire, la zone d’aération, notamment comportant le système d’aération, une zone de dégazage, et la zone de clarification, et la liqueur mixte est entrainée en circulation dans lesdites zones successives en boucle hydraulique, sans interruption de phase.

De préférence, la concentration de boue biologique (matières solides en suspension (MLSS)) lors du traitement biologique principal, notamment dans la liqueur mixte présente dans le bassin, est supérieure ou égale à 6 000 mg/L, mieux comprise entre 6 000 et 8 000 mg/L.

De préférence, la concentration en oxygène moyen dissous dans la liqueur mixte contenue dans la zone d’aération est inférieure à 0,5 mgCL/L, mieux entre 0,2 et 0,4 mgCL/L, encore mieux entre 0,3 et 0,4 mgCL/L. Une telle concentration en oxygène dissous, plus faible que dans les systèmes à nitrification et dénitrification séparées, permet de réduire le besoin énergétique du procédé.

De préférence, la clarification est lamellaire. La zone de clarification peut comporter un clarifie ateur lamellaire. De préférence, le procédé est dépourvu d’une étape de culture préalable des microorganismes.

De préférence, le traitement biologique principal est dépourvu d’ajout d’une population bactérienne spécifique, et en particulier le traitement biologique principal est dépourvu de bactérie de type Anammox.

De préférence, le traitement biologique principal se fait sans régulation de la température particulière.

De préférence, le traitement biologique principal est réalisé dans un dispositif de traitement biologique tel que décrit dans la demande de brevet US 2017/0096354 incorporé ici par référence.

De préférence, l’épaississement des boues biologiques et primaires se fait dans une bâche à boues.

De préférence, la boue digérée comporte au moins 4% de solides secs en masse.

De préférence, l’étape (d) de digestion comporte un circuit d’échange thermique entre la boue digérée et la boue mixte épaissie. Ceci permet de réduire la consommation énergétique de l’ensemble en se servant de la chaleur de la boue digérée pour chauffer la boue épaissie entrante.

De préférence, le traitement biologique des retours comporte une ou plusieurs des caractéristiques décrites précédemment en relation avec le traitement biologique principal.

De préférence, le traitement biologique des retours est identique au traitement biologique principal.

Le filtrat en sortie de la déshydratation peut être envoyé en entrée du traitement biologique principal, le traitement biologique des retours et le traitement biologique principal se faisant alors simultanément dans un même bassin biologique.

En variante, le traitement biologique des retours est distinct du traitement biologique principal, notamment a lieu dans un bassin biologique différent de celui du traitement biologique principal. Le traitement biologique des retours peut délivrer en sortie un produit liquide qui est envoyé en entrée du traitement biologique principal. Le traitement biologique des retours peut délivrer en sortie une boue biologique du filtrat qui est mélangée avec la boue biologique issue du traitement biologique principal. De préférence, le procédé comporte une étape de valorisation énergétique d’au moins une partie du biogaz comportant le chauffage de la boue de digestion et/ou au moins un procédé de conversion de l’énergie, notamment choisi parmi : i) La purification du biogaz en biométhane pour son utilisation en biocarburant ou en injection dans le réseau de gaz naturel, ii) la cogénération, iii) le séchage des boues déshydratées, et/ou iv) l’incinération des boues déshydratées.

De préférence, l’effluent traité en sortie du procédé est conforme à la directive européenne n°91-271 et directive Cadre sur l’Eau n°2000-60, à l’arrêté français du 21 juillet 2015 relatif aux systèmes d'assainissement collectif et aux installations d'assainissement non collectif, à l'exception des installations d'assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique inférieure ou égale à 1,2 kg/j de DBO5, ce qui le rend apte à être rejeté dans le milieu naturel sans traitement additionnel.

Brève description des dessins

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen des dessins annexés, sur lequel :

[Fig 1] La figure 1 est un schéma en blocs représentant un exemple de procédé de traitement d’eau usée selon l’invention,

[Fig 2] La figure 2 est une vue de dessus partielle et schématique d’un exemple de bassin biologique selon l’invention,

[Fig 3] La figure 3 illustre de manière partielle et schématique en coupe le système d’aération en fonctionnement de la figure 2,

[Fig 4] La figure 4 est une vue en coupe partielle et schématique d’un exemple de clarificateur lamellaire intégré au bassin biologique de la figure 3,

[Fig 5] La figure 5 est un schéma en blocs représentant une variante du procédé de traitement des eaux usées selon l’invention,

[Fig 6] La figure 6 est un schéma en blocs représentant une variante du procédé de traitement des eaux usées selon l’invention,

[Fig 7] La figure 7 est un schéma en blocs représentant l’étape de valorisation énergétique du biogaz du traitement des eaux usées selon l’invention. Description détaillée

On a illustré à la figure 1 un exemple de procédé 1 de traitement d’eau usée selon l’invention. Dans l’exemple considéré, le procédé 1 comporte une étape de décantation primaire 10 de l’eau usée E, délivrant en sortie un effluent primaire 12 et une boue primaire 15 permettant d’extraire une partie des matières solides en suspension de l’eau usée E. L’effluent primaire 12 et la boue primaire 15 obtenus sont ensuite traités séparément comme cela est illustré. L’effluent primaire 12 est traité biologiquement au traitement biologique principal 20 délivrant en sortie un effluent traité 22 et une boue biologique 25. La boue primaire 15 et la boue biologique 25 sont traitées conjointement par un traitement des boues 30 décrit dans la suite.

Le traitement biologique principal 20 permet notamment d’éliminer la pollution azotée et le reste de la pollution carbonée de l’effluent 12. Certains détails du traitement biologique principal 20 sont décrits ci-après et illustrés aux figures 2 à 4.

La décantation primaire 10 comporte l’ajout de réactifs 105 favorisant la décantation dans un décanteur 100 recevant l’eau usée E. Les réactifs sont des coagulants et/ou des floculants injectés dans l’effluent d’eau usée E. L’ajout de tels réactifs 105 favorise la décantation des matières en suspension dans l’eau usée E. La boue primaire 15 obtenue par cette étape de décantation primaire 10 contient plus de 50%, mieux plus de 70%, des matières en suspension de l’eau usée E. L’effluent primaire 12 obtenu par cette étape de décantation primaire 10 présente une DBO5 réduite de préférence d’au moins 20%, voire d’au moins 35% par rapport à celle de l’eau usée E. La DBO5 est par exemple mesurée selon la norme NET-90-103, la norme ISO 5815-1, ou équivalent. Les matières en suspension (MES) capturées est par exemple quantifié selon la norme NET-90-105, ou ISO 11923, ou équivalent.

L’effluent primaire 12 ainsi obtenu présente un rapport carbone/azote déséquilibré, notamment inférieur à 12. La mesure de la teneur massique en carbone de l’effluent primaire 12, représentée par la DCO, s’effectue selon la norme NET-90101, la norme ISO 15705 ou équivalent. Elle est exprimée en mg O2/L. La teneur massique en azote est quantifiée par le NGL (autrement appelé Azote Global), exprimé en mg/L d’azote, somme des teneurs des formes azotées suivantes : azote Kjeldahl (NTK) correspondant à la somme de l’azote ammoniacal (NtL/NHC) et de l’azote organique contenu dans l’eau, mesurées selon la norme NE-EN-25663 ou ISO 5663 ou équivalent, nitrites (NO2), mesurées selon la norme NF EN ISO 10304-1 ou équivalent, et nitrates (NOs’), mesurées selon la norme NF EN ISO 10304-1 ou équivalent.

Le traitement biologique principal 20 s’effectue au sein d’un bassin biologique 200, illustré à la figure 2. Le bassin biologique 200 est de préférence tel que décrit dans la demande de brevet US 2017/0096354. Il comporte : une zone de mélange de l’effluent 210 de l’effluent primaire 12 comportant une ouverture 205 reliée au décanteur par laquelle l’effluent primaire 12 entre, une première zone 220 de mise en vitesse hydraulique de l’effluent sur laquelle la zone de mélange de l’effluent 210 présente une ouverture 215, une zone d’aération 230 où a lieu la nitrification et la dénitrification de l’effluent primaire 12, séparée de la première zone de mise en vitesse hydraulique par une paroi 225 à une de ses extrémités, une première zone de dégazage 235 séparée de la zone d’aération 230 par une paroi 225 à l’autre de l’extrémité de la zone d’aération 230, une deuxième zone de dégazage 240, ouverte sur première zone de dégazage par une ouverture 237, et une zone de clarification 250, notamment lamellaire, permettant d’obtenir l’effluent traité 22 récupérable en surface et la boue biologique 25 circulant au fond vers la zone 210.

La partie de la boue biologique circulante 25, riche en bactéries, facilite un traitement biologique de l’effluent 12 par culture libre, c’est-à-dire sans besoin d’ajouter une population bactérienne spécifique ou de média de fixation pour celles-ci. Elle permet également de diminuer la charge carbonée de l’effluent d’entrée, ce qui facilite le traitement et permet le traitement d’un effluent primaire 12 ayant un ratio C/N déséquilibré.

Le traitement biologique principal 20 est de type « boue activée ».

Dans le bassin biologique 200, la liqueur mixte, formé du mélange de l’effluent primaire 12 et de la boue biologique, circule selon les flèches indiquées sur la figure 2 en passant successivement par la zone d’entrée 210, la première zone de mise en vitesse hydraulique 220, la zone d’aération 230, la première zone de dégazage 235, la deuxième zone de dégazage 240 et la zone de clarification 250 et à nouveau dans la zone d’entrée 210. La circulation de la liqueur mixte dans le bassin biologique est maintenue en permanence dans l’ensemble du bassin 200 notamment grâce à un système insufflant de l’air au liquide dans la zone 220. De préférence, la liqueur mixte circule avec une vitesse telle que la boue biologique est maintenue en suspension dans la liqueur mixte sans précipiter.

Une telle vitesse de circulation permet de maintenir une concentration en polluants faible dans le liquide. En effet, plus la vitesse de circulation est élevée, plus l’effluent primaire 12 est dilué. Ceci améliore également le traitement de l’effluent primaire 12 en augmentant la quantité de microorganisme mélangés à ce dernier.

La zone d’aération 230 comporte un système d’aération 232 illustré sur la figure 2. Ce dernier s’étend dans le fond du bassin biologique 200 et comporte des diffuseurs d’air 236 longitudinaux, régulièrement espacés, formant dans la zone d’aération 230 un tapis d’aération 236 en fond de bassin. Un tel système permet de maintenir une oxygénation du liquide sensiblement uniforme dans toute la zone d’aération 230.

Les diffuseurs 236 sont configurés pour former des colonnes de bulles 237 de tailles sensiblement identiques, tel qu’illustré à la figure 3.

La concentration d’oxygène dissous (DO) moyen obtenu dans la zone d’aération est compris entre 0,2 et 0,4 mg/L. Ce faible taux d’oxygénation présente plusieurs avantages détaillés dans la suite, notamment la bonne croissance des bactéries.

La nitrification, et dénitrification de l’effluent primaire 12 s’effectuent au sein de la zone d’aération 230.

Les méthodes classiques de traitement biologique de l’eau usée comportent généralement une phase de nitrification, suivie d’une phase de dénitrification, soit par alternance dans le temps, ou dans des bassins différents.

Durant l’étape classique de nitrification, l’ammonium NELC présent dans l’effluent est transformé en présence d’oxygène par oxydation enzymatique en nitrite NO2' (réaction de nitritation) qui est par la suite converti en nitrate NO3' (réaction de nitratation), sous l’influence de bactéries dites autotrophes.

Durant l’étape classique de dénitrification, le nitrate NOï est réduit en nitrite NO2' qui sont par la suite éliminés par transformation en diazote N2, en présence d’élément carboné, sous l’influence de bactéries dites hétérotrophes.

Dans le procédé de la présente invention, l’oxygénation faible du bassin créé un gradient d’oxygène dans les flocs de l’extérieur vers le centre de ces derniers, la surface des flocs étant plus oxygénée que le centre, ce qui permet une nitrification en surface et une dénitrification au centre des flocs, ces deux réactions se faisant simultanément au niveau d’un même floc.

De préférence, le clarificateur 250 est lamellaire, ce qui permet de réduire la surface d’ouvrage nécessaire à la décantation.

Le clarificateur 250 comporte par exemple plusieurs couches de cellules de séparation effluent/boue, notamment, comme illustré à la figure 4, une pluralité de tubes parallèles inclinés 252 portés par des lamelles inclinées 254 maintenue par une plateforme de support ajourée 256. Cette structure permet d’améliorer la sédimentation de la boue biologique 25. La totalité de la boue biologique sédimentée, est maintenue en circulation dans le bassin par l’entraînement hydraulique en fond de clarificateur. Des éléments 258 permettent une répartition homogène de la boue dans la longueur de la section de clarification.

L’eau traitée est récupérée en surface du clarificateur par des goulottes 259.

Les tailles des lamelles 252 et des tubes 254, l’espacement entre les lamelles 252 et les tubes 254, et l’angle d’inclinaison sont calculés selon des lois physiques connues de l’état de l’art pour optimiser la vitesse d’évacuation gravitaire de la boue décantée, tout en évitant l’accumulation des boues.

Une partie des boues biologiques 25 peut être extraite du bassin biologique 200 pour être envoyée avec les boues primaires pour traitement.

Comme illustré à la figure 1, le procédé comporte une étape d’épaississement 70 de la boue biologique 25 et de la boue primaire 15 avant la digestion 40, notamment dans une bâche à boue 700, délivrant en sortie une boue mixte épaissie 72 et un filtrat d’épaississement 75.

Le procédé 1 comporte une étape de digestion anaérobique 40 de la boue mixte épaissie 72 dans un digesteur anaérobique 400, délivrant en sortie une boue digérée 42 et produisant du biogaz 45.

La boue digérée 42 est par la suite déshydratée lors d’une étape de déshydratation 50 dans un dispositif de déshydratation 500 délivrant en sortie un filtrat de déshydratation 52 et une boue déshydratée 55. Le filtrat de déshydratation 52 est soumis à une étape de traitement biologique des retours 60, notamment identique au traitement biologique principal 20, dans un bassin biologique 600 délivrant en sortie un effluent de filtrat traité 62 et une boue de filtrat biologique 65. L’effluent traité issu du traitement biologique des retours 60 est dirigé vers la file de traitement biologique principal 20. L’effluent traité 22 issu du traitement biologique principal 20 est restituable au milieu naturel, ou envoyé vers un traitement tertiaire, pour la conformité à la directive européenne n°91-271 et directive Cadre sur l’Eau n°2000-60.

Le filtrat d’épaississement 75 issu de l’étape 70 peut être retourné avec l’effluent d’eaux usées E en entrée de la décantation primaire 10, ce qui permet de capter les matières en suspension qu’il contient. La boue mixte épaissie 72 délivrée en sortie de l’étape d’épaississement 70 est envoyée au digesteur anaérobique 400 tel que décrit précédemment.

Le traitement biologique des retours 60 peut être mise en œuvre de différentes façons.

Dans un exemple de mise en œuvre, et comme illustré à la figure 5, le filtrat de déshydratation 52 est envoyé en entrée du bassin biologique 200 avec l’effluent primaire 12, le traitement biologique des retours 60 correspond alors au traitement biologique principal 20. Il est par exemple rajouté à l’effluent 12 avant son entrée dans le bassin 200.

Dans la variante illustrée à la figure 6, le filtrat de déshydratation 52 est traité au cours de l’étape 60 dans un bassin 600 différent du bassin biologique 200 de l’effluent 12. Le traitement biologique des retours peut être sensiblement identique à celui effectué dans le bassin 200, c’est-à-dire de type à boue activée, et comportant, entre autres, une nitrification et dénitrification simultanée au sein d’une zone faiblement aérée, et une clarification intégrée au bassin.

Dans cet exemple, le traitement biologique des retours 60 délivre en sortie un effluent traité 62, qui est par exemple retourné avec l’effluent 12 en entrée du traitement biologique principal 20. Une boue biologique du filtrat 65 est par ailleurs aussi délivrée en sortie, qui peut être mélangée avec la boue biologique 25 issue du traitement biologique principal 20, comme illustré à la figure 7.

Le procédé 1 comporte par exemple une étape de valorisation énergétique 70 du biogaz 45 produit par le digesteur anaérobique à l’étape 40 de digestion des boues. Comme illustré à la figure 7, le biogaz peut être utilisé pour chauffer à l’étape 81 la boue épaissie 72 lors de la digestion anaérobique 40. Le biogaz 45 peut de plus, ou en alternative au chauffage de la boue mixte, aider à l’étape 82 au séchage ou à l’incinération des boues déshydratées 55, et/ou être utilisé pour de nombreuses applications énergétiques 84, par exemple pour produire de l’électricité 840, du biométhane 842, du biocarburant 844, ou tout autre type d’application adaptée à l’utilisation de biogaz.

Bien entendu, l’invention ne se limite pas aux exemples qui viennent d’être décrits. Par exemple, d’autres méthodes peuvent venir en complément de l’ajout de floculants ou coagulants durant la décantation primaire 10 pour augmenter la capture des matières en suspension ; on peut par exemple utiliser un clarificateur lamellaire, ou tout autre dispositif approprié.

Les zones du bassin biologique 200 peuvent être de formes et tailles variées, et réparties différemment que dans l’exemple décrit plus haut.

Les diffuseurs d’air 236 peuvent être repartis dans le bassin biologique 200 selon toute disposition qui permet une aération uniforme de la zone 230.