FR2725193A1

FR2725193A1 - Waste water denitrification including addn. of carbon source

Info

Publication number: FR2725193A1
Application number: FR9412041A
Authority: FR
Inventors: Pierre Gilles
Original assignee: OTV Omnium de Traitements et de Valorisation SA
Current assignee: Veolia Water Solutions and Technologies Support SAS
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1996-04-05
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: FR2725193B1

Abstract

Treatment of aq. effluent comprises a biological denitrification step (A) in anoxic medium followed by a biological nitrification step (B) in aerated medium, and a final clarification step (C), with parts of mixed liq. from (B) and of sludge from (C) being recycled to (A). An exogenous carbon source (I) is added to the effluent to increase the COD:N ratio. The new features are that downstream of the recirculation from (B), there is a post-denitrification step (D) in anoxic medium applied to effluent from (B), and (I) is added to step (D). Also new is equipment for carrying out this process.

Description

Procédé de traitement biologique d'un effluent incluant une étape de post-dénitrification et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Process for the biological treatment of an effluent including a post-denitrification step and installation for the implementation of this process.

L'invention concerne le domaine du traitement des eaux. The invention relates to the field of water treatment.

Plus précisément, l'invention concerne les processus de nitrificationdénitrification par voie biologique pouvant être appliqués à tous les effluents aqueux chargés en nitrates ou en ammoniaque, tels que notamment, les eaux usées domestiques et les eaux usées industrielles. More specifically, the invention relates to nitrificationdenitrification processes by biological means which can be applied to all aqueous effluents loaded with nitrates or ammonia, such as in particular, domestic wastewater and industrial wastewater.

L'élimination de la pollution azotée se présentant sous forme d'ammoniaque est classiquement réalisée par voie biologique selon la méthode dite des boues activées. Cette méthode consiste à faire subir auxdites eaux une étape de nitrification, au cours de laquelle l'azote ammoniacal est transformé par une biomasse en nitrates et une étape de dénitrification, au cours de laquelle les nitrates sont réduits par une biomasse en nitrites puis en azote gazeux. L'étape de nitrification est effectuée grâce à des bactéries aérobies consommant de l'oxygène apporté au milieu tandis que l'étape de dénitrification est effectuée grâce à des bactéries qui consomment l'oxygène des nitrates en l'absence d'oxygène moléculaire. The elimination of nitrogen pollution in the form of ammonia is conventionally carried out biologically according to the so-called activated sludge method. This method consists in subjecting said water to a nitrification step, during which the ammoniacal nitrogen is transformed by a biomass into nitrates and a denitrification step, during which the nitrates are reduced by a biomass to nitrites then to nitrogen. gaseous. The nitrification step is carried out using aerobic bacteria consuming oxygen supplied to the medium, while the denitrification step is carried out using bacteria which consume the oxygen of the nitrates in the absence of molecular oxygen.

Cette transformation peut être réalisée soit dans un réacteur unique en ménageant des temps d'aération et de non aération, soit dans des bassins séparés, I'un fonctionnant en anoxie, L'autre en aérobie. Dans un tel cas de figure, il est classique de placer le bassin fonctionnant en anoxie en tête des ouvrages. 11 faut alors recirculer une partie de la liqueur mixte provenant du bassin aéré pour acheminer les nitrates formés dans ce bassin en tête d'installation. L'effluent provenant du traitement biologique est ensuite dirigé vers un clarificateur final permettant de séparer l'effluent des boues formées. Une partie de ces boues est réacheminée en tête d'installation. This transformation can be carried out either in a single reactor by providing aeration and non-aeration times, or in separate basins, one operating in anoxia, the other in aerobic. In such a scenario, it is conventional to place the basin operating in anoxia at the head of the works. It is then necessary to recirculate part of the mixed liquor coming from the aerated basin to convey the nitrates formed in this basin at the head of the installation. The effluent from the biological treatment is then directed to a final clarifier making it possible to separate the effluent from the sludge formed. Part of this sludge is redirected to the installation head.

L'étape de dénitrification réalisée grâce à la biomasse peut être globalisée par la réaction d'oxydoréduction suivante:
NO3- + 2H+ + Se- e 1/2 N2 + H2O
En fait, différentes étapes interviennent au cours de cette réaction:
HNO3+ 2H+ + 2e- o HNO2 + H20
HNO2 + 2H+ + 2e- < 1/2 H2N202 + H20
H2N202 + 2H+ +2e- < N2 + 2H20
Ces différentes réactions dépendent de nombreux paramètres et notamment du pH, de la température, de la concentration en oxygène dissous et de la concentration en source carbonée, qui constitue la principale source d'électrons du milieu.The denitrification stage carried out using biomass can be globalized by the following redox reaction:
NO3- + 2H + + Se- e 1/2 N2 + H2O
In fact, different stages occur during this reaction:
HNO3 + 2H + + 2e- o HNO2 + H20
HNO2 + 2H + + 2e- <1/2 H2N202 + H20
H2N202 + 2H + + 2e- <N2 + 2H20
These different reactions depend on many parameters and in particular on the pH, the temperature, the concentration of dissolved oxygen and the concentration of carbon source, which constitutes the main source of electrons in the medium.

Le traitement des nitrates par voie biologique permet une élimination correcte de ces composés. Toutefois, il a été démontré que le rendement de la dénitrification est une fonction croissante de la concentration en source carbonée que l'on peut exprimer par la
Demande Chimique en Oxygène du milieu. Si une déficience en donneurs d'électrons survient, c'est-à-dire si le milieu réactionnel est trop pauvre en carbone organique soluble disponible, la réaction de dénitrification est incomplète. Or, dans certains cas de figure, le rapport entre la Demande Chimique en Oxygène présente dans le milieu à traiter et la quantité de nitrates présents dans ce même milieu (rapport DCO/ N.NO3) est insuffisant pour permettre de réduire la totalité des nitrates. C'est le cas notamment de nombreux rejets d'origine industrielle.The treatment of nitrates by biological means allows a correct elimination of these compounds. However, it has been shown that the efficiency of denitrification is an increasing function of the carbon source concentration which can be expressed by the
Chemical Oxygen Demand of the environment. If an electron donor deficiency occurs, that is to say if the reaction medium is too poor in available soluble organic carbon, the denitrification reaction is incomplete. However, in certain cases, the ratio between the Chemical Oxygen Demand present in the medium to be treated and the amount of nitrates present in this same medium (COD / N.NO3 ratio) is insufficient to allow all of the nitrates to be reduced. . This is particularly the case for many industrial discharges.

Afin de résoudre ce problème, il a déjà été proposé dans l'état de la technique de palier la carence endogène en carbone du milieu traité par un apport, au cours de l'étape de dénitrification, d'une source de carbone exogène pouvant être dégradée par la biomasse à laquelle elle sert de substrat. Ainsi, le méthanol est le composé le plus fréquemment utilisé pour enrichir en carbone un milieu à dénitrifier. In order to solve this problem, it has already been proposed in the prior art to compensate for the endogenous carbon deficiency of the medium treated by an addition, during the denitrification step, of an exogenous carbon source which can be degraded by the biomass to which it serves as a substrate. Thus, methanol is the most frequently used compound for enriching carbon with a medium to be denitrified.

D'une façon classique, l'apport de carbone exogène est toujours effectué lors de l'étape de dénitrification en milieu anoxique, en début de traitement. In a conventional manner, the supply of exogenous carbon is always carried out during the denitrification step in an anoxic medium, at the start of treatment.

ll a été constaté qu'un tel apport de carbone exogène pour l'obtention de résiduels en nitrates bas dans l'effluent traité était subordonné à l'utilisation de quantités de méthanol relativement importantes du fait d'une diminution des cinétiques. lt has been observed that such an exogenous supply of carbon for obtaining residual low nitrates in the treated effluent is subject to the use of relatively large quantities of methanol due to a reduction in kinetics.

Un tel phénomène résulte du fait qu'une partie du carbone exogène introduit au cours de l'étape de dénitrification est en fait utilisé par la biomasse travaillant dans la zone aérobie. Les nitrates sont produits en zone aérobie par la biomasse nitrifiante. Pour atteindre de faibles résiduels en nitrates dans l'effluent traité, il est donc nécessaire d'augmenter la recirculation de la liqueur mixte provenant du bassin d'aération vers le bassin amont fonctionnant en anoxie. Une telle augmentation de la recirculation entraîne une dilution des nutriments et donc une diminution des cinétiques de biotransformation. Such a phenomenon results from the fact that part of the exogenous carbon introduced during the denitrification step is in fact used by the biomass working in the aerobic zone. Nitrates are produced in the aerobic zone by nitrifying biomass. To achieve low residual nitrates in the treated effluent, it is therefore necessary to increase the recirculation of the mixed liquor from the aeration tank to the upstream tank operating in anoxia. Such an increase in recirculation leads to a dilution of nutrients and therefore a decrease in biotransformation kinetics.

Les procédés de l'état de la technique mettent ainsi en oeuvre un taux de recirculation généralement compris entre 300% à 400% et même plus pour l'obtention de niveaux de qualité conformes à la norme française NGL2.The processes of the state of the art thus implement a recirculation rate generally between 300% to 400% and even more for obtaining quality levels in accordance with the French standard NGL2.

Les procédés biologiques de nitrification-dénitrification de l'état de la technique pour le traitement des effluents présentant un faible rapport DCO/N et requérant un apport de carbone exogène, présentent donc l'inconvénient de nécessiter des quantités importantes de source carbonée pour l'obtention de résiduels de nitrates bas dans l'effluent traité. Il en résulte une augmentation notable de leurs coûts de mise en oeuvre. The biological processes of nitrification-denitrification of the state of the art for the treatment of effluents having a low COD / N ratio and requiring an exogenous carbon supply, therefore have the drawback of requiring large quantities of carbon source for the obtaining residual low nitrates in the treated effluent. This results in a significant increase in their implementation costs.

Si les quantités de sources carbonées utilisées ne sont pas suffisamment importantes, le résiduel de nitrates dans l'effluent traité est plus important. De plus, il risque de se produire un dénitrification sauvage des boues au niveau du clarificateur qui comprend un dégazage de l'azote sous forme gazeuse. Un tel dégagement d'azote entraîne une flottation des boues, l'azote gazeux se fixant dans le flocon biologique et le rendant plus léger que l'eau. Une partie de ces boues se trouve ainsi rejeté avec l'effluent épuré et il est donc difficile de maintenir le taux de matières en suspension de l'effluent rejeté à une valeur acceptable. If the quantities of carbon sources used are not large enough, the residual nitrates in the treated effluent is greater. In addition, there is a risk of wild denitrification of the sludge at the level of the clarifier which includes degassing of nitrogen in gaseous form. Such nitrogen release results in a flotation of the sludge, the nitrogen gas being fixed in the biological flake and making it lighter than water. Part of this sludge is thus rejected with the purified effluent and it is therefore difficult to keep the rate of suspended solids of the effluent discharged at an acceptable value.

L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé biologique de traitement d'effluents aqueux par boues activées mettant en oeuvre un apport de source carbonée exogène ne présentant pas les inconvénients des procédés de l'état de la technique. The objective of the present invention is to propose a biological process for the treatment of aqueous effluents by activated sludge using an addition of an exogenous carbon source which does not have the drawbacks of the processes of the prior art.

Un objectif de l'invention est également de présenter un tel procédé permettant d'obtenir un meilleur taux d'abattement des nitrates dans l'effluent traité que les procédés de l'état de la technique. An objective of the invention is also to present such a method making it possible to obtain a better reduction rate of nitrates in the treated effluent than the methods of the state of the art.

Une autre objectif de la présente invention est de décrire un tel procédé permettant de minimiser l'apport de source carbonée exogène. Another objective of the present invention is to describe such a process making it possible to minimize the contribution of exogenous carbon source.

Egalement un autre objectif de l'invention est de présenter un procédé permettant une élimination de la pollution carbonée aussi bonne que dans les procédés de l'état de la technique. Another object of the invention is also to present a process allowing elimination of carbon pollution as good as in the processes of the state of the art.

Encore un objectif de la présente invention est de décrire une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ne présentant pas des dimensions augmentées par rapport aux installation classiques de l'état de l'art. Another objective of the present invention is to describe an installation for implementing the method according to the invention that does not have increased dimensions compared to conventional installations of the state of the art.

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui concerne un procédé de traitement d'un effluent aqueux incluant une étape de dénitrification biologique en milieu anoxique suivie d'une étape de nitrification biologique en milieu aéré et d'une étape de clarification finale, une partie de la liqueur mixte provenant de ladite étape de nitrification et une partie des boues provenant de la clarification étant recirculées en dénitrification, ledit procédé incluant une étape consistant à ajouter une source de carbone exogène audit effluent pour augmenter son rapport
DCO/N, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, à l'aval de la recirculation provenant de l'étape de nitrification, une étape de post-dénitrification en milieu anoxique de l'effluent provenant de ladite étape de nitrification et en ce que ladite étape d'apport d'une source de carbone exogène est effectuée au cours de ladite étape de postdénitrification.These objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved thanks to the invention which relates to a process for treating an aqueous effluent including a step of biological denitrification in an anoxic medium followed by a step of biological nitrification in aerated medium and a final clarification step, part of the mixed liquor from said nitrification step and part of the sludge from clarification being recirculated for denitrification, said process including a step of adding an exogenous carbon source effluent audit to increase its ratio
COD / N, said method being characterized in that it comprises, downstream of the recirculation coming from the nitrification step, a step of post-denitrification in an anoxic medium of the effluent coming from said nitrification step and in that said step of supplying an exogenous carbon source is carried out during said post-denitrification step.

Ainsi l'invention propose à la fois de prévoir une post-dénitrification de l'effluent de façon à renforcer la dénitrification et un apport de source carbonée au niveau de cette post-dénitrification et non plus en tête de traitement comme l'indiquait l'art antérieur. Thus, the invention proposes both to provide post-denitrification of the effluent so as to reinforce denitrification and a contribution of carbon source at the level of this post-denitrification and no longer at the top of the treatment as indicated by prior art.

Cette combinaison de moyens permet d'obtenir une synergie aboutissant à un accroissement important de l'abattement du taux de nitrates de l'effluent traité tout en économisant la source de carbone exogène.This combination of means makes it possible to obtain a synergy leading to a significant increase in the reduction in the level of nitrates in the treated effluent while saving the source of exogenous carbon.

Préférentiellement, le procédé comprend une étape supplémentaire de réoxygénation de l'effluent provenant de ladite étape de post-dénitrification, ladite étape de réoxygénation étant mise en oeuvre avant la clarification finale. Une telle réoxygénation permet d'assurer l'obtention d'un résiduel d'oxygène dans l'effluent, d'affiner l'élimination de la pollution carbonée et donc de réduire les problèmes éventuels dus à l'anoxie dans les clarificateurs. Preferably, the method comprises an additional step of reoxygenating the effluent coming from said post-denitrification step, said reoxygenation step being carried out before final clarification. Such reoxygenation makes it possible to ensure that a residual oxygen is obtained in the effluent, to refine the elimination of carbon pollution and therefore to reduce the possible problems due to anoxia in the clarifiers.

Avantageusement, ladite étape consistant à recirculer une partie de l'effluent provenant de l'étape de nitrification est effectuée avec un taux de recirculation notablement inférieur à ceux utilisés dans les procédés de l'art antérieur. L'invention permet donc de réduire considérablement le taux de recirculation de l'effluent. Advantageously, said step consisting in recirculating a part of the effluent coming from the nitrification step is carried out with a recirculation rate notably lower than those used in the processes of the prior art. The invention therefore makes it possible to considerably reduce the rate of recirculation of the effluent.

Egalement avantageusement, ladite étape consistant à recirculer une partie des boues provenant de la clarification est effectuée avec un taux de recirculation compris entre 50 % et 150%. Also advantageously, said step consisting in recirculating part of the sludge from the clarification is carried out with a recirculation rate of between 50% and 150%.

Préférentiellement, ladite source de carbone exogène est constituée par du méthanol. Ce composé a l'avantage de présenter un coût relativement faible et de pouvoir être très facilement dégradé par les bactéries hétérotrophes constituant la biomasse. Preferably, said exogenous carbon source consists of methanol. This compound has the advantage of having a relatively low cost and of being able to be very easily degraded by the heterotrophic bacteria constituting the biomass.

Toutefois, d'autres types de sources carbonées pourront être utilisés dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention tels que notamment des déchets d'origine industrielle.D'une manière générale, il sera possible d'utiliser toute source de carbone facilement assimilable par les bactéries constituant la biomasse tel que, notamment,
I'hydrolysat des boues d'épuration.However, other types of carbon sources may be used in the context of the implementation of the method according to the invention such as in particular industrial waste. In general, it will be possible to use any source of carbon easily assimilated by the bacteria constituting the biomass such as, in particular,
Sewage sludge hydrolyzate.

L'invention concerne aussi un installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de traitement d'effluent par voie biologique incluant des moyens de traitement dudit effluent par boues activées et au moins un clarificateur final, ladite installation incluant une zone d'anoxie de tête pour la dénitrification dudit effluent, une zone aérobie pour la nitrification et l'élimination de la pollution carbonée dudit effluent provenant da la zone d'anoxie, des moyens de recirculation de la liqueur mixte de la zone de nitrification vers ladite zone de dénitrification et des moyens de recirculation des boues provenant du clarificateur final vers ladite zone de dénitrification, ladite installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend de plus une zone d'anoxie avale pour la post-dénitrification de l'effluent provenant de ladite zone aérobie et des moyens d'apport d'une source de carbone exogène au niveau de ladite zone d'anoxie avale. The invention also relates to an installation for the implementation of such a biological effluent treatment method including means for treating said effluent with activated sludge and at least one final clarifier, said installation including an anoxic zone head for denitrification of said effluent, an aerobic zone for nitrification and elimination of carbon pollution of said effluent from the anoxic zone, means for recirculating the mixed liquor from the nitrification zone to said denitrification zone and means for recirculating the sludge from the final clarifier to said denitrification zone, said installation being characterized in that it further comprises a downstream anoxia zone for the post-denitrification of the effluent coming from said aerobic zone and means for supplying an exogenous carbon source at the level of said downstream anoxia zone.

Préférentiellement, la zone inclut une zone de réoxygénation de l'effluent provenant de ladite zone d'anoxie avale prévue entre ladite zone d'anoxie avale et ledit clarificateur final. Preferably, the zone includes a zone for re-oxygenating the effluent coming from said zone of downstream anoxia provided between said zone of downstream anoxia and said final clarifier.

Egalement préférentiellement, le volume aéré de ladite installation est supérieur ou égal à 50% du volume total des moyens de traitement par boues activées. Also preferably, the aerated volume of said installation is greater than or equal to 50% of the total volume of the treatment means using activated sludge.

Avantageusement, le volume fonctionnant en anoxie de ladite installation est compris entre 30 et 50 % du volume. Advantageously, the volume operating in anoxia of said installation is between 30 and 50% of the volume.

Préférentiellement, l'installation comprend des moyens permettant l'écoulement en flux piston dudit effluent. Preferably, the installation comprises means allowing the flow in piston flow of said effluent.

Egalement préférentiellement, ladite zone anoxique est munie de moyens de brassage. Also preferably, said anoxic zone is provided with stirring means.

Egalement préférentiellement, ladite zone de réoxygénation et ladite zone aérobie sont pourvues de moyens d'aération. Also preferably, said reoxygenation zone and said aerobic zone are provided with aeration means.

Avantageusement, I'installation inclut dans la zone d'anoxie avale des moyens d'activation desdits moyens d'aération et desdits moyens d'apport d'une source de carbone exogène par exemple en fonction du potentiel d'oxydo-réduction de l'effluent présent au niveau desdites zones. Advantageously, the installation includes in the downstream anoxia zone means for activating said aeration means and said means for supplying an exogenous carbon source, for example as a function of the redox potential of the effluent present in said zones.

L'invention ainsi que les différents avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre de deux exemples non-limitatifs de réalisation de l'invention en référence aux dessins dans lesquels - la figure 1 représente un mode de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 2 représente un autre mode de réalisation. The invention as well as the various advantages which it presents will be more easily understood thanks to the description which follows of two non-limiting examples of embodiment of the invention with reference to the drawings in which - FIG. 1 represents an embodiment of an installation for implementing the method according to the invention, - Figure 2 shows another embodiment.

Une installation de traitement d'effluents aqueux en vue de l'élimination de leur pollution carbonée et de leur pollution azotée est représentée à la figure 1. Cette installation comprend des moyens de traitement biologique 1 par boues activées constitués par une série de bassins à l'intérieur desquels l'effluent s'écoule en flux piston et un clarificateur final 2. An installation for treating aqueous effluents with a view to eliminating their carbonaceous pollution and their nitrogenous pollution is represented in FIG. 1. This installation comprises biological treatment means 1 by activated sludge constituted by a series of basins with l '' inside which the effluent flows in piston flow and a final clarifier 2.

L'effluent brut à traiter (EB) arrive dans cette installation après avoir subit un prétraitement, constitué d'une manière classique par une dégrillage, un dessablage et un déshuilage. The raw effluent to be treated (EB) arrives in this installation after having undergone a pretreatment, constituted in a conventional manner by screening, desanding and deoiling.

Les bassins des moyens de traitement biologiques 1 délimitent:
- une zone anoxique amont 3 accueillant une biomasse hétérotrophe permettant la réduction des nitrates contenus dans l'effluent en nitrites et en azote gazeux,
- une zone aérobie 4 accueillant également une biomasse hétérotrophe et autotrophe autorisant la transformation de l'azote ammoniacal contenu dans l'effluent en nitrates et l'élimination de la pollution carbonée contenu dans cet effluent,
- une zone anoxique avale 5 de post-dénitrification dans laquelle travaille le même type de biomasse hétérotrophe et enfin,
- une zone de réoxygénation 6 de l'effluent.The basins of the biological treatment means 1 delimit:
an upstream anoxic zone 3 hosting a heterotrophic biomass allowing the reduction of the nitrates contained in the effluent into nitrites and nitrogen gas,
an aerobic zone 4 also accommodating a heterotrophic and autotrophic biomass authorizing the transformation of the ammoniacal nitrogen contained in the effluent into nitrates and the elimination of the carbon pollution contained in this effluent,
- a downstream anoxic zone 5 of post-denitrification in which the same type of heterotrophic biomass works and finally,
- a reoxygenation zone 6 of the effluent.

La zone aérobie 4 et la zone de réoxygénation 6 sont équipés de moyens d'aération constitués par des aérateurs 7,8 ainsi que de moyens de contrôle du potentiel d'oxydo-réduction 9, 10 de l'effluent auxquels le fonctionnement de ces aérateurs est asservi. The aerobic zone 4 and the reoxygenation zone 6 are equipped with aeration means constituted by aerators 7,8 as well as means for controlling the redox potential 9, 10 of the effluent to which the operation of these aerators is enslaved.

La zone d'anoxie aval 5 est également munie de moyens de contôle du potentiel d'oxydo-réduction 19 auxquels les moyens d'apport de méthanol 11 sont asservis. The downstream anoxia zone 5 is also provided with means for controlling the redox potential 19 to which the methanol supply means 11 are controlled.

Ces différents bassins présentent un volume global de 13000 m3, la répartition par zone étant la suivante:
- zone anoxique amont: 12 % du volume total soit 1560 m3,
- zone aérobie: 50 % du volume total soit 6500 m3,
- zone anoxique avale: 33 % du volume total soit 4290 m3,
-zone de réoxygénation: 5 % du volume total soit 650 m3.These different basins have an overall volume of 13,000 m3, the distribution by area being as follows:
- upstream anoxic zone: 12% of the total volume, i.e. 1,560 m3,
- aerobic zone: 50% of the total volume, i.e. 6,500 m3,
- downstream anoxic zone: 33% of the total volume, i.e. 4,290 m3,
-reoxygenation zone: 5% of the total volume, ie 650 m3.

Conformément à la présente invention, des moyens d'apport 11 d'une source carbonée exogène sont prévus au niveau de la zone anoxique avale 5. Ces moyens d'apport incluent un réservoir 12 présentant une capacité calculée pour permettre la distribution d'une quantité journalière suffisante de source carbonée dans l'effluent. Dans le cadre du présent mode de réalisation, ce réservoir est conçu de façon à permettre la distribution d'environ 2500 kg par jour de méthanol. In accordance with the present invention, means of supply 11 of an exogenous carbon source are provided at the level of the downstream anoxic zone 5. These means of supply include a reservoir 12 having a capacity calculated to allow the distribution of a quantity sufficient daily carbon source in the effluent. In the context of this embodiment, this tank is designed to allow the distribution of approximately 2500 kg per day of methanol.

L'installation comprend par ailleurs une canalisation d'amenée de l'effluent brut à traiter (EB) dans la zone anoxique amont 3 de dénitrification, une canalisation 14 acheminant la liqueur mixte provenant du bassin de réoxygénation 6 vers le clarificateur final 2 et une canalisation 20 d'évacuation de l'effluent traité (ET). The installation also includes a supply line for the raw effluent to be treated (EB) in the upstream anoxic denitrification zone 3, a line 14 conveying the mixed liquor coming from the reoxygenation tank 6 to the final clarifier 2 and a line 20 for discharging the treated effluent (ET).

Par ailleurs, l'installation comprend une canalisation 15 permettant de réacheminer une partie de la liqueur mixte provenant de la zone aérobie 4 en tête d'installation, ainsi qu'une canalisation 16 permettant de réacheminer une partie des boues provenant du clarificateur final 2 également en tête d'installation. Enfin, une autre canalisation 17 permet d'évacuer la partie des boues provenant du clarificateur non recyclée en tête d'installation vers une unité de traitement de boues non représentée. Furthermore, the installation comprises a pipe 15 making it possible to redirect part of the mixed liquor coming from the aerobic zone 4 at the head of the installation, as well as a pipe 16 making it possible to redirect some of the sludges coming from the final clarifier 2 also at the head of the installation. Finally, another pipe 17 makes it possible to evacuate the part of the sludge from the clarifier not recycled at the head of the installation to a sludge treatment unit not shown.

L'installation représentée a été mise en oeuvre sur un effluent mixte constitué d'eaux usées urbaines et d'eaux usées industrielles présentant les paramètres chimiques suivants
DCO (Demande Chimique en Oxygène): 378 mg/l
DBO5 (Demande Biologique en Oxygène): 152 mg/l
MEST (Matières en suspension totales): 276 mgA
NTK (Azote Total): 125 mgA
NNH4 (Azote ammoniacal): 108 mg/l
P: 4,6 mg/l
DCO/N: 3
DCO/DBO5: 2,5
DBO5/NTK: 1,5 DBO: : 33
L'installation a été utilisée dans les conditions suivantes
Débit moyen journalier (m3/j) 14850,0
Débit moyen horaire (m3/j) 618,8
Coefficient de pointe de temps sec 1,4
Débit de pointe de temps sec (m3/h) 874,0
Coefficient de pointe de temps de pluie: 1,7
Débit de point de temps de pluie (m3/h): 1054,0
Le méthanol a été distribué dans la zone de dénitrification avale 5 à partir des moyens 1 1 à raison de 2208 kg/jour correspondant à 223mu/1 de DCO de méthanol.Le taux de recirculation Q' R de l'effluent provenant de la zone aérobie 4 a été fixé à 50 % tandis que le taux de recirculation des boues QR a été fixé à 100 %
La mise en oeuvre de l'installation de l'installation dans de telles conditions a permis d'obtenir un effluent épuré présentant un résiduel de nitrates de 10mg/1 avec un apport de méthanol correspondant à 223mg DCO/1 d'effluent.The installation shown was implemented on a mixed effluent consisting of urban wastewater and industrial wastewater having the following chemical parameters
COD (Chemical Oxygen Demand): 378 mg / l
BOD5 (Biological Oxygen Demand): 152 mg / l
MEST (Total Suspended Solids): 276 mgA
NTK (Total Nitrogen): 125 mgA
NNH4 (ammoniacal nitrogen): 108 mg / l
P: 4.6 mg / l
COD / N: 3
COD / BOD5: 2.5
BOD5 / NTK: 1.5 BOD:: 33
The installation was used under the following conditions
Average daily flow (m3 / d) 14,850.0
Average hourly flow (m3 / d) 618.8
Dry weather peak coefficient 1.4
Dry weather peak flow (m3 / h) 874.0
Rainfall peak coefficient: 1.7
Rain time point flow (m3 / h): 1054.0
Methanol was distributed in the downstream denitrification zone 5 from the means 1 1 at a rate of 2208 kg / day corresponding to 223 mu / 1 of COD of methanol. The rate of recirculation Q 'R of the effluent from the zone aerobic 4 was set at 50% while the QR sludge recirculation rate was set at 100%
The implementation of the installation of the installation under such conditions made it possible to obtain a purified effluent having a residual nitrates of 10 mg / 1 with a methanol supply corresponding to 223 mg COD / 1 of effluent.

A titre comparatif, le même effluent a été traité dans une installation ne présentant pas de zone anoxique de post-dénitrification prévue en aval de la zone aérobie mais seulement une zone anoxique de dénitrification prévue en amont de cette zone. L'apport de méthanol a été effectué au niveau de cette zone amont de dénitrification. By way of comparison, the same effluent was treated in a facility not exhibiting an anoxic post-denitrification zone provided downstream of the aerobic zone but only an anoxic denitrification zone provided upstream of this zone. Methanol was added to this upstream denitrification zone.

L'injection de la même quantité de méthanol dans la zone de dénitrification amont de cette installation selon l'état de la technique a permis d'obtenir un résiduel de nitrates dans l'effluent traité de 21,5 mgA seulement avec un taux de recirculation Q' R provenant de la zone aérobie de 320 %. The injection of the same quantity of methanol into the denitrification zone upstream of this installation according to the state of the art made it possible to obtain a residual of nitrates in the treated effluent of only 21.5 mgA with a recirculation rate Q 'R from the aerobic zone of 320%.

L'utilisation selon l'invention d'une zone de post-dénitrification et l'injection de la source de carbone exogène dans cette zone de post-dénitrification permet donc d'augmenter le taux d'abattement des nitrates de plus de 100 % par rapport à l'état de la technique le plus proche. The use according to the invention of a post-denitrification zone and the injection of the exogenous carbon source into this post-denitrification zone therefore makes it possible to increase the rate of reduction of nitrates by more than 100% by closest state of the art.

Le procédé selon l'invention a également été testé sur un autre type d'effluent consitué exclusivement par des eaus usées urbaines. Cet effluent a été traité dans l'installation représentée à la figure 2. Cette installation diffère de celle représentée à la figure 1 uniquement par le fait que les bassins définissant les différentes zones aérées et non aérée présentent des volumes différents. The method according to the invention has also been tested on another type of effluent constituted exclusively by urban wastewater. This effluent was treated in the installation shown in Figure 2. This installation differs from that shown in Figure 1 only in that the basins defining the different aerated and non-aerated areas have different volumes.

Ces volumes sont les suivants:
- zone anoxique amont: 31 % du volume total soit 4030 m3,
- zone aérobie : 60 % du volume total soit 7800 m3,
- zone anoxique avale : 6 % du volume total soit 780 m3,
-zone de réoxygénation : 4 % du volume total soit 520 m3.These volumes are as follows:
- upstream anoxic zone: 31% of the total volume, i.e. 4,030 m3,
- aerobic zone: 60% of the total volume, i.e. 7800 m3,
- downstream anoxic zone: 6% of the total volume, i.e. 780 m3,
-reoxygenation zone: 4% of the total volume, ie 520 m3.

L'effluent urbain utilisé présente les paramètres chimiques suivants
DCO (Demande Chimique en Oxygène): 596,3 mg/l
DBO5 (Demande Biologique en Oxygène): 284,8 mgA
MEST (Matières en supension totales) : 163,5 mg/l
NTK (Azote Total): 79,7 mg/l
NNH4 (Azote ammoniacal): 65,0 mg/l
P: 20,6 mg/l
DCO/N: 7,5
DCO/DBO5: 2,1
DBO5/NTK: 3,6
DBO5/P: 13,8
L'installation a été utilisée dans les conditions suivantes
Débit moyen journalier (m3/j) 45000,0
Débit moyen horaire (m3/j) 1875,8
Coefficient de pointe de temps sec 1,6
Débit de pointe de temps sec (m3/h) 300,0
Coefficient de pointe de temps de pluie: 2,8
Débit de pointe de temps de pluie (m3/h): 5200,0
Le méthanol a été distribué dans la zone de dénitrification avale 5 à partir des moyens 11 à raison d'une quantité de DCO correspondant à 25 mg/l. Le taux de recirculation Q'R de l'effluent provenant de la zone aérobie 4 a été fixé à 300 % tandis que le taux de recirculation des boues QR a été fixé à 100 %
La mise en oeuvre de l'installation dans de telles conditions a permis d'obtenir un effluent traité (ET) présentant un résiduel de nitrates de S mg/l.The urban effluent used has the following chemical parameters
COD (Chemical Oxygen Demand): 596.3 mg / l
BOD5 (Biological Oxygen Demand): 284.8 mgA
MEST (Total suspended matter): 163.5 mg / l
NTK (Total Nitrogen): 79.7 mg / l
NNH4 (ammoniacal nitrogen): 65.0 mg / l
P: 20.6 mg / l
COD / N: 7.5
COD / BOD5: 2.1
BOD5 / NTK: 3.6
BOD5 / P: 13.8
The installation was used under the following conditions
Average daily flow (m3 / d) 45,000.0
Average hourly flow (m3 / d) 1,875.8
Dry weather peak coefficient 1.6
Peak dry weather flow (m3 / h) 300.0
Rainfall peak coefficient: 2.8
Peak rain weather flow (m3 / h): 5,200.0
The methanol was distributed in the downstream denitrification zone 5 from the means 11 at a quantity of COD corresponding to 25 mg / l. The Q'R recirculation rate of the effluent from aerobic zone 4 has been set at 300% while the QR sludge recirculation rate has been set at 100%
The implementation of the installation under such conditions made it possible to obtain a treated effluent (ET) having a residual nitrate of S mg / l.

Le traitement du même effluent dans une installation selon l'état de la technique a necessité d'introduire dans la zone de dénitrification amont des quantités de méthanol beaucoup plus importantes correspondant à 55mi/1 de DCO de méthanol (soit plus du double qu'avec l'installation selon l'invention) pour atteindre cette qualité de résiduel, et avec un taux de recirculation Q'R provenant de la zone aérobie de 600%. The treatment of the same effluent in a plant according to the state of the art necessitated introducing into the upstream denitrification zone much larger quantities of methanol corresponding to 55 ml / 1 of COD of methanol (more than double than with the installation according to the invention) to achieve this residual quality, and with a recirculation rate Q'R from the aerobic zone of 600%.

L'invention permet donc une économie substantielle de la source carbonée, des besoins en recirculation de la zone aérobie, et l'obtention de résiduels de nitrates très bas. The invention therefore allows a substantial saving of the carbon source, the recirculation requirements of the aerobic zone, and the obtaining of very low nitrates residuals.

Par ailleurs, il n'a été constaté, dans les installations représentées aux figures 1 et 2 aucune dénitrification dans les boues du clarificateur et aucune flottation de ces boues. Furthermore, in the installations shown in FIGS. 1 and 2, no denitrification has been found in the clarifier sludge and no flotation of this sludge.

enfin, les taux d'abattement de la pollution carbonée observés avec ces installations ont été les mêmes que ceux observés dans les installations de l'état de la technique. finally, the abatement rates of carbon pollution observed with these installations were the same as those observed in prior art installations.

Les exemples de mise en oeuvre de l'invention ici décrits n'ont pas pour objet de réduire la portée de celle-ci. En particulier, il pourra être envisagé, selon les caractéristiques de l'effluent à traiter et le niveau de qualité à atteindre, de prévoir des proportions relatives des zones différentes de celles-indiquées ainsi que d'autres sources de carbone exogène que le méthanol, sans sortir du cadre de l'invention. The examples of implementation of the invention described here are not intended to reduce the scope thereof. In particular, it may be envisaged, according to the characteristics of the effluent to be treated and the level of quality to be achieved, to provide relative proportions of the zones different from those indicated as well as other sources of exogenous carbon than methanol, without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Process for treating an aqueous effluent including a step of biological denitrification in an anoxic medium followed by a step of biological nitrification in an aerated medium and a step of final clarification, part of the mixed liquor coming from said step of nitrification and part of the sludge from the clarification being recirculated in denitrification, said process including a step consisting in adding a source of carbon exogenous to said effluent to increase its COD / N ratio, said process being characterized in that it comprises, downstream of the recirculation coming from the nitrification step, a post-denitrification step in an anoxic medium of the effluent coming from said nitrification step and in that said step of supplying an exogenous carbon source is performed during said post-denitrification step.

2. Method according to claim 1 characterized in that it comprises an additional step of reoxygenation of the effluent coming from said post-denitrification step, said reoxygenation step being carried out before final clarification.

3. Method according to one of claims 1 or 2 characterized in that said step of recirculating a portion of the sludge from the clarification is carried out with a recirculation rate of 50 to 150% approximately.

4. Method according to one of claims 1 to 3 characterized in that said exogenous carbon source consists of methanol.

5. Method according to one of claims 1 to 3 characterized in that said exogenous carbon source consists of the hydrolyzate of sewage sludge.

6. Installation for implementing the effluent treatment method according to one of claims 1 to 5 including means (1) for treating said effluent with activated sludge and at least one final clarifier (2), said installation including a head anoxia zone (3) for denitrification of said effluent, an aerobic zone (4) for nitrification and elimination of carbon pollution of said effluent from da anoxia zone (3), means for recirculation (15) of the mixed liquor from the nitrification zone to said denitrification zone (3) and means for recirculation (16) of the sludge from the final clarifier (2) to said denitrification zone (3), said installation being characterized in that it further comprises a downstream anoxia zone (5) for the post-denitrification of the effluent from said aerobic zone (4) and the means of supply (11) of a carbon source exogenous at the level of said downstream anoxia zone e (5).

7. Installation according to claim 6 characterized in that it includes a reoxygenation zone (6) of the effluent coming from said downstream anoxia zone (4) provided between said downstream anoxia zone (5) and said clarifier final (2).

8. Installation according to one of claims 6 or 7 characterized in that the aerated volume of said installation is greater than or equal to 50% of the total volume of the treatment means (1) by activated sludge.

9. Installation according to one of claims 6 to 8 characterized in that the volume operating in anoxia of said installation is between 30 and 50% of the total volume of the treatment means (1) by activated sludge.

10. Installation according to claims 6 to 9 characterized in that it comprises means allowing the flow in piston flow of said effluent.

11. Installation according to claims 6 to 10 characterized in that said downstream anoxia zone (5) is provided with stirring means (18).

12. Installation according to one of claims 6 to 11 characterized in that said reoxygenation zone (6) and said aerobic zone (4) are provided with aeration means (7,8).

13. Installation according to claims 11 and 12 characterized in that it includes activation means (9,10,19) of said aeration means (7,8) and said supply means (11) of a source of exogenous carbon as a function of the redox potential of the effluent present in said zones (4,5,6).