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BREVET D'INVENTION MARTINEZ Antoine, BEYT Bernard et MARTINEZ José.
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-----------------------------------------------Station perfectionnée pour l'épuration d'eaux usées.
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STATION PERFECTIONNE POUR L'EPURATION D'EAUX USEES
L'invention concerne une station d'épuration d'eaux usées ; elle s'applique aussi bien aux stations d'épuration individuelles permettant de traiter les eaux vannes et eaux ménagères de logements ou maisons individuelles, qu'aux stations collectives de capacité plus importante permettant de traiter les eaux usées collectées dans un ensemble de logements ou maisons individuelles.
La présente invention vise une station d'épuration dans laquelle le traitement s'effectue par un processus anaérobie. Elle se propose de fournir une station de structure très simple, ne possédant que des organes statiques (absence de broyeurs ou autres dispositifs mécaniques analogues), et bénéficiant de performances très améliorées par rapport aux stations de type connu.
La station d'épuration visée par l'invention est du type comprenant une cuve étanche fermée hermétiquement par un couvercle, au moins une cloison de séparation interne divisant ladite cuve en au moins deux compartiments isolés communiquant entre eux à leur base, une entrée d'eaux usées débouchant en partie haute de l'un descompartiments, dit compartiment amont, et une sortie d'eaux traitées s'échappant en partie haute de l'autre compartiment, dit compartiment aval ;
selon la présente invention, la cuve comprend intérieurement au moins un conduit de récupération des gaz de fermentation, traversant la cloison de séparation et possédant, d'un
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côté, un orifice amont situé à la partie supérieure du compar-
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timent amont de façon, en cours de fonctionnement, à se trouet/ ver au coeur des gaz de fermentation/de
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fice aval situé à un niveau inférieur dans le compartiment aval de façon, en cours de fonctionnement, à plonger dans le liquide contenu dans ce compartiment aval.
De préférence, plusieurs conduits de récupération de gaz sont répartis en partie haute de la cloison de séparation.
Les expérimentations ont permis de constater, de façon inattendue et difficilement explicable, qu'une telle cuve réalisait l'épuration anaérobie des eaux usées (eaux vannes et eaux ménagères) avec des performances très
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améliorées par rapport aux cuves traditionnelles.
En premier lieu, un résultat remarquable réside dans l'absence complète d'odeur à la sortie de la cuve, alors que les cuves d'assainissement anaérobie classiques ont généralement le grave défaut d'être soumis à des périodes de fonctionnement où elles dégagent une odeur extrêmement prononcée, très gênante pour les habitants. Dans les essais, cette absence d'odeur des effluents traités a été obtenue de façon permanente alors que les effluents étaient directement rejetés à la sortie de la station sans épandage. Bien entendu dans la pratique un épandage classique ou autre moyen analogue (filtres à sable, tranchées filtrantes, lits filtrants, drains...) pourra être prévu à la sortie de la station.
Un autre résultat remarquable réside dans la faible quantité des dépôts formés au fond de la cuve après de longues durées de fonctionnement ; ceci est l'indice d'une bonne digestion des boues et garantit un fonctionnement de longue durée de la station et ce, avec un entretien très réduit.
On a également pu constater qu'il n'y avait pas apparition dans les compartiments, de croûtes superficielles, qui se forment généralement dans les cuves connues et réduisent peu à peu l'efficacité de l'épuration. Ce résultat a été obtenu dans les cuves expérimentales conformes à l'invention, alors que n'était pas prévu de bac de dégraissage à l'entrée des eaux usées (bien entendu, en pratique, la station pourra, le cas échéant, être équipée d'un bac de dégraissage de type classique).
Selon un premier mode de réalisation adapté à des stations de capacité faible ou moyenne, la cuve est divisée en deux compartiments de volume à peu près égaux, délimités par une unique cloison de séparation traversée par les conduits de récupération.
Selon un autre mode de réalisation adapté à des stations de capacité plus importante, la cuve est divisée en une pluralité de compartiments en serie, qui sont délimités par plusieurs cloisons de séparation ; à chaque cloison de séparation, séparant deux compartiments amont et aval, est associé au moins un conduit de récupération apte à recueillir les gaz de fermentation au-dessus du liquide dans le
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compartiment amont et à les délivrer au coeur du liquide dans le compartiment aval.
La cuve peut présenter diverses formes et, en particulier, une forme parallépipédique rectangle ou une forme cylindrique. Son volume est avantageusement ajusté à une valeur de l'ordre de 1 200 à 1 800 litres par personne résidant dans la ou les habitations dont les eaux usées sont à traiter.
Par exemple pour une famille de 6 personnes, on obtient d'excellentes performances en prévoyant un volume de cuve d'environ 9 000 litres.
La description qui suit, en référence aux dessins annexés, présente à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention, qui a permis les constatations expérimentales évoquées précédemment ; sur ces dessins, qui font partie intégrante de la présente description : . la figure 1 est une vue en coupe par un plan vertical AA d'une cuve d'épuration conforme à l'invention, . la figure 2 en est une vue de dessus.
La cuve d'épuration 1 représentée à titre d'exemple aux figures est destinée au traitement des eaux usées d'une maison individuelle appelée à loger environ 6 personnes. La cuve est de forme parallélépipédique avec des parois métalliques ou en béton armé. En 1 exemple, la cuve est très approximativement cubique, de côté de l'ordre de 2 mètres, sa capacité étant donc de l'ordre de 8 m'.
Cette cuve est fermée à sa partie supérieure par un couvercle hermétique ï ; dans le cas d'une cuve métallique, ce couvercle est métallique et soudé sur la cuve.
La cuve 1 est séparée en deux compartiments la et Ib par une cloison verticale de séparation 3 qui est solidaire du couvercle et des faces latérales de la cuve et s'étend jusqu'au voisinage du fond de celle-ci en préservant en partie basse une communication le entre les deux compartiments la et lb. La cloison 3 est située à peu près selon le plan médian de la cuve de sorte que les compartiments la et lb ont des volumes à peu près égaux.
En partie haute du compartiment la (dit
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compartiment amont) débouche une entrée d'eaux usées 4, constituée par un tronçon de tuyau doté d'un siphon 5, la tuyauterie d'arrivée des eaux usées de l'habitation étant appelée
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à se brancher sur cette entrée 4. En aval du siphon 5, ledit Id tronçon de tuyau comporte, d'une part, un trou d'évacuation/6
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qui débouche dans la cuve au voisinage du couvercle 2, d'autre part, une courte partie coudée plongeant dans le liquide contenu dans le compartiment amont.
En partie haute de l'autre compartiment Ib (dit compartiment aval) s'échappe une sortie 7 des eaux ou effluents traités, qui est constituée par un tuyau de surverse, auquel est appelée à se brancher une tuyauterie d'évacuation des effluents. Le tuyau de surverse 7 est doté d'un trou de dépressurisation 8 débouchant dans le compartiment Ib au voisinage du couvercle 2 ; ce tuyau 7 est prolongé par une courte partie coudée plongeant'jans le liquide contenu dans le compartiment aval.
En outre la cloison de séparation 3 porte plusieurs conduits de récupération parallèles, en l'exemple au nombre de trois, 9, 10, 11, qui sont répartis le long de cette cloison et traversent celle-ci en partie haute.
Chaque conduit de récupération est constitué par un tronçon de tuyau cylindrique s'ouvrant à ses extrémités, d'une part, par un orifice amont tel que 10a, débou- chant dans le compartiment amont la, d'autre part, par un orifice aval tel que lûb, débouchant dans le compartiment aval lb. Ce tronçon de tuyau qui traverse la cloison est agencé en position inclinée vers le bas depuis le compartiment amont vers le compartiment aval comme le représente la figure 1, de sorte que l'orifice amont lOa soit situé pous le couvercle 2 à proximité immédiate de celui-ci, et que l'orifice lOb soit situé à un niveau inférieur, au-dessous du niveau de la sortie de surverse 8 par laquelle s'écoulent les eaux traitées.
Par ailleurs, le couvercle 2 est doté, du côté du compartiment amont la, d'une trappe de visite 12 et d'un tampon hermétique 13, qui sont associés à des moyens d'étanchéité de façon à préserver le caractère étanche de la cuve.
En l'exemple, la trappe 12 est boulonnée sur le couvercle avec interposition d'un joint d'étanchéité,
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cependant que le tampon 13 est étanchement vissé dans une lumière dudit couvercle.
Des analyses effectuées sur les effluents de la station ci-dessus décrite ont montré que le poids de matières en suspension totales (MES) était ramené à une valeur
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comprise entre environ 18 et 28 mgr/l, inférieure au seuil exigé par les normes (30 mgr/1). A aucun moment du fonction- nement une odeur quelconque n'a été décelée et les effluents de sortie étaient limpides et inodores.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède mais en comprend toutes les variantes.
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PATENT OF INVENTION MARTINEZ Antoine, BEYT Bernard and MARTINEZ José.
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----------------------------------------------- Improved station for wastewater treatment.
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IMPROVED STATION FOR THE TREATMENT OF WASTEWATER
The invention relates to a wastewater treatment plant; it applies as well to individual treatment plants allowing the treatment of sewage and gray water from dwellings or individual houses, as to collective stations of larger capacity allowing to treat the waste water collected in a set of dwellings or houses individual.
The present invention relates to a treatment plant in which the treatment is carried out by an anaerobic process. It proposes to provide a station with a very simple structure, having only static members (absence of grinders or other similar mechanical devices), and benefiting from very improved performance compared to stations of known type.
The purification station targeted by the invention is of the type comprising a sealed tank hermetically closed by a cover, at least one internal partition dividing said tank into at least two isolated compartments communicating with each other at their base, an inlet for waste water emerging in the upper part of one of the compartments, called the upstream compartment, and an outlet of treated water escaping in the upper part of the other compartment, called the downstream compartment;
according to the present invention, the tank internally comprises at least one conduit for recovering fermentation gases, passing through the partition and having,
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side, an upstream hole located at the top of the compar-
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upstream so that, during operation, there is a hole in the heart of the fermentation gases /
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downstream fice located at a lower level in the downstream compartment so, during operation, to immerse in the liquid contained in this downstream compartment.
Preferably, several gas recovery conduits are distributed in the upper part of the partition.
The experiments made it possible to note, unexpectedly and difficult to explain, that such a tank carried out the anaerobic purification of waste water (sewage and domestic water) with very good performances.
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improved compared to traditional tanks.
First, a remarkable result resides in the complete absence of odor at the outlet of the tank, whereas conventional anaerobic sanitation tanks generally have the serious defect of being subjected to periods of operation in which they give off a extremely pronounced odor, very annoying for the inhabitants. In the tests, this absence of odor from the treated effluents was obtained permanently while the effluents were directly discharged at the outlet of the station without spreading. Of course in practice a conventional spreading or other similar means (sand filters, filtering trenches, filtering beds, drains ...) may be provided at the exit of the station.
Another remarkable result lies in the small amount of deposits formed at the bottom of the tank after long periods of operation; this is an indication of good sludge digestion and guarantees long-term operation of the station, with very low maintenance.
It has also been observed that there was no appearance in the compartments of superficial crusts, which generally form in known tanks and gradually reduce the efficiency of the purification. This result was obtained in the experimental tanks in accordance with the invention, while no degreasing tank was provided at the inlet of the wastewater (of course, in practice, the station may, if necessary, be equipped of a conventional degreasing tank).
According to a first embodiment suitable for stations of low or medium capacity, the tank is divided into two compartments of roughly equal volume, delimited by a single partition dividing through which the recovery conduits.
According to another embodiment adapted to stations of larger capacity, the tank is divided into a plurality of compartments in series, which are delimited by several partition walls; each partition separating two upstream and downstream compartments is associated with at least one recovery duct capable of collecting the fermentation gases above the liquid in the
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upstream compartment and deliver them to the heart of the liquid in the downstream compartment.
The tank can have various shapes and, in particular, a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape. Its volume is advantageously adjusted to a value of the order of 1,200 to 1,800 liters per person residing in the house or houses whose wastewater is to be treated.
For example, for a family of 6 people, excellent performance is obtained by providing a tank volume of approximately 9,000 liters.
The description which follows, with reference to the appended drawings, presents by way of nonlimiting example, an embodiment of the invention, which has allowed the experimental observations mentioned previously; in these drawings, which form an integral part of the present description:. FIG. 1 is a sectional view through a vertical plane AA of a purification tank according to the invention,. Figure 2 is a top view.
The purification tank 1 shown by way of example in the figures is intended for the treatment of waste water from a single house intended to house approximately 6 people. The tank is of parallelepiped shape with metal or reinforced concrete walls. In 1 example, the tank is very approximately cubic, on the side of the order of 2 meters, its capacity therefore being of the order of 8 m ′.
This tank is closed at its upper part by a hermetic lid ï; in the case of a metal tank, this cover is metallic and welded to the tank.
The tank 1 is separated into two compartments 1a and 1b by a vertical partition wall 3 which is integral with the cover and the side faces of the tank and extends to the vicinity of the bottom thereof, preserving in the lower part a communication between the two compartments la and lb. The partition 3 is situated roughly along the median plane of the tank so that the compartments la and lb have approximately equal volumes.
In the upper part of the compartment (says
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upstream compartment) opens a waste water inlet 4, constituted by a section of pipe provided with a siphon 5, the piping for the waste water from the house being called
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to be connected to this input 4. Downstream of the siphon 5, said Id section of pipe comprises, on the one hand, a drainage hole / 6
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which opens into the tank in the vicinity of the cover 2, on the other hand, a short bent part plunging into the liquid contained in the upstream compartment.
In the upper part of the other compartment Ib (said downstream compartment) escapes an outlet 7 of the treated water or effluents, which is constituted by an overflow pipe, to which is called to connect an effluent evacuation pipe. The overflow pipe 7 is provided with a depressurization hole 8 opening into the compartment Ib in the vicinity of the cover 2; this pipe 7 is extended by a short bent part dipping in the liquid contained in the downstream compartment.
In addition the partition 3 carries several parallel recovery conduits, in the example three in number, 9, 10, 11, which are distributed along this partition and pass through it in the upper part.
Each recovery duct is constituted by a section of cylindrical pipe opening at its ends, on the one hand, by an upstream orifice such as 10a, opening into the upstream compartment la, on the other hand, by a downstream orifice such as lûb, opening into the downstream compartment lb. This section of pipe which passes through the partition is arranged in an inclined downward position from the upstream compartment to the downstream compartment as shown in FIG. 1, so that the upstream orifice 10a is located for the cover 2 in close proximity to that -ci, and that the orifice 10b is located at a lower level, below the level of the overflow outlet 8 through which the treated water flows.
Furthermore, the cover 2 is provided, on the side of the upstream compartment 1a, with an inspection hatch 12 and a hermetic buffer 13, which are associated with sealing means so as to preserve the tightness of the tank. .
In the example, the hatch 12 is bolted to the cover with the interposition of a seal,
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however, the pad 13 is tightly screwed into a lumen of said cover.
Analyzes carried out on the effluents from the above-described station showed that the weight of total suspended matter (MES) was reduced to a value
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between approximately 18 and 28 mgr / l, below the threshold required by standards (30 mgr / 1). At no time during operation was there any odor detected and the outlet effluents were clear and odorless.
Of course, the invention is not limited to the terms of the foregoing description but includes all of its variants.