FR3075780A1 - PROCESS FOR WATER TREATMENT BY DISCONTINUOUS SEQUENTIAL REACTOR WITH INJECTION OF ACTIVE COAL - Google Patents

Abstract

Procédé de traitement d'une eau, notamment en vue de sa potabilisation caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre dans un réacteur séquentiel discontinu et en ce qu'il comprend : une première phase de mise en contact d'une eau à traiter dans ledit réacteur séquentiel discontinu avec du charbon actif granulaire à raison d'une concentration comprise entre 2 g/l et 100 g/I, ladite première phase étant effectuée sous agitation mécanique ou hydraulique continue ou intermittente ; une deuxième phase de décantation du mélange d'eau et de charbon actif granulaire dans ledit réacteur séquentiel discontinu en absence de toute agitation ; et, une troisième phase de collecte d'eau traitée dans la partie supérieure dudit réacteur séquentiel discontinu.Process for treating a water, particularly with a view to its purification, characterized in that it is implemented in a batch sequential reactor and in that it comprises: a first phase of contacting a water to be treated in said batch sequential reactor with granular activated carbon at a concentration of between 2 g / l and 100 g / l, said first phase being carried out with continuous or intermittent mechanical or hydraulic agitation; a second phase of decantation of the mixture of water and granular active carbon in said batch sequential reactor in the absence of any agitation; and, a third phase of collecting treated water in the upper part of said batch sequential reactor.

Description

Procédé de traitement d'eau en réacteur séquentiel discontinu avec injection de charbon actif 1. Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine du traitement de l'eau.Method of treating water in a batch sequential reactor with injection of activated carbon 1. Field of the Invention The invention relates to the field of treating water.

Plus précisément l'invention concerne un procédé de traitement d'eau en vue d'en abattre la teneur en matières organiques ainsi que la teneur en micropolluants. De tels micropolluants peuvent notamment être constitués par des pesticides, des perturbateurs endocriniens, des résidus de médicaments ou des résidus de produits industriels.More precisely, the invention relates to a process for treating water with a view to reducing the content of organic matter therein as well as the content of micropollutants. Such micropollutants can in particular consist of pesticides, endocrine disruptors, drug residues or residues of industrial products.

Le procédé selon l'invention s'inscrit dans le cadre des procédés de traitement d'eau mettant en oeuvre un matériau granulaire permettant la rétention des matières organiques et des micropolluants qu'elle contient.The method according to the invention is part of the water treatment methods using a granular material allowing the retention of organic matter and the micropollutants that it contains.

Le procédé objet de l'invention trouve principalement son application dans le domaine de la potabilisation de l'eau, mais pourra aussi être appliqué dans le domaine du traitement tertiaire des eaux en vue de leur rejet dans le milieu naturel ou de leur réutilisation industrielle. 2. Art antérieurThe process which is the subject of the invention mainly finds its application in the field of the purification of water, but may also be applied in the field of tertiary treatment of water with a view to its discharge into the natural environment or its industrial reuse. 2. Prior art

On connaît dans l'art antérieur différents procédés de traitement d'eau mettant en œuvre un matériau granulaire pour retenir les matières organiques et, le cas échéant les micropolluants, contenus dans une eau ou un effluent.Different methods of water treatment are known in the prior art using a granular material to retain organic matter and, where appropriate, micropollutants, contained in water or an effluent.

Ainsi, les techniques les plus basiques mettent en œuvre une filtration sur un simple lit de sable. Lorsqu'un tel lit est colmaté, la filtration doit être stoppée pour le laver, généralement par envoi à contre-courant d'eau traitée (rétro lavage). D'autres techniques utilisant le sable dans des dispositifs plus complexes permettent de nettoyer le sable pendant le fonctionnement du filtre, sans interruption de la filtration.Thus, the most basic techniques implement filtration on a simple bed of sand. When such a bed is clogged, the filtration must be stopped to wash it, generally by sending against the current of treated water (backwashing). Other techniques using sand in more complex devices make it possible to clean the sand during the operation of the filter, without interrupting filtration.

On connaît ainsi de la demande de brevet FR2342769A un procédé de filtration d'eau consistant à faire transiter une eau à traiter dans un réacteur contenant un lit de sable selon un flux ascendant, à une vitesse n'autorisant pas la fluidisation du lit mais autorisant le sable à migrer au fur et à mesure de la filtration vers la partie inférieure dudit réacteur ; à prélever en continu en pied de réacteur, au moyen d'une canalisation prévu au sein du réacteur dans laquelle un gaz est insufflé, le sable sali; à nettoyer en continu le sable sali ainsi prélevé de façon à obtenir un sable nettoyé ; et, à réinjecter le sable ainsi nettoyé dans une partie supérieure du lit.There is thus known from patent application FR2342769A a method of filtering water consisting in passing a water to be treated through a reactor containing a bed of sand in an ascending flow, at a speed which does not allow the fluidization of the bed but authorizes the sand to migrate as and when filtration towards the lower part of said reactor; to collect continuously at the bottom of the reactor, by means of a pipe provided within the reactor into which a gas is blown, the soiled sand; continuously cleaning the soiled sand thus removed so as to obtain a cleaned sand; and, to reinject the sand thus cleaned in an upper part of the bed.

Le sable, s'il permet une filtration physique, ne permet toutefois pas la rétention des matières organiques non agglomérées.Sand, if it allows physical filtration, does not however allow the retention of non-agglomerated organic matter.

Des procédés plus perfectionnés, couplés parfois à une filtration sur sable, mettent en oeuvre une filtration sur un ou plusieurs matériaux granulaires adsorbants. Parmi ces matériaux adsorbants, le charbon actif est un matériau privilégié du fait de sa capacité d'adsorption importante, proportionnelle à sa surface spécifique très élevée..More sophisticated processes, sometimes coupled with sand filtration, use filtration on one or more granular adsorbent materials. Among these adsorbent materials, activated carbon is a preferred material because of its high adsorption capacity, proportional to its very high specific surface.

Il est ainsi connu d'utiliser du charbon actif en poudre (CAP). Selon l'homme de l'art du traitement de l'eau, le charbon actif en poudre (CAP) est constitué de particules présentant une taille moyenne comprise entre 5 pm et 50 pm, préférentiellement entre 15 pm et 25 pm sans tenir compte des fines. Le CAP présente l'avantage de posséder une surface spécifique très importante et le faible diamètre de ses particules de favoriser l'adsorption.It is thus known to use powdered activated carbon (PAC). According to those skilled in the art of water treatment, powdered activated carbon (PAC) consists of particles having an average size of between 5 μm and 50 μm, preferably between 15 μm and 25 μm without taking account of the fines. CAP has the advantage of having a very large specific surface and the small diameter of its particles to promote adsorption.

Il est ainsi connu de mettre en contact de l'eau à traiter avec du CAP pendant un temps suffisamment long pour permettre la bonne adsorption sur le CAP des matières à éliminer qu'elle contient. Cette mise en contact peut être effectuée sur lit fixe ou fluidisé ou par injection de CAP dans un réacteur. Dans ce dernier cas, le mélange d'eau et de CAP fait, après l'étape de mise en contact, l'objet d'une étape de séparation conduisant d'une part à l'obtention d'un charbon actif en poudre chargé en matières adsorbées et en boues et d'autre part d'eau clarifiée. Cette étape de séparation peut être effectuée de différentes manières, principalement par décantation ou par filtration membranaire ou mécanique, ou même par fluidisation (changement de vitesse hydraulique).It is thus known to bring the water to be treated into contact with CAP for a sufficiently long time to allow good adsorption on the CAP of the materials to be eliminated which it contains. This contacting can be carried out on a fixed or fluidized bed or by injection of CAP in a reactor. In the latter case, the mixture of water and PAC is, after the contacting step, the subject of a separation step leading on the one hand to obtaining a powdered activated carbon loaded in adsorbed matter and sludge and on the other hand clarified water. This separation step can be carried out in different ways, mainly by decantation or by membrane or mechanical filtration, or even by fluidization (hydraulic speed change).

Il est classique d'ajouter à l'eau et au CAP des produits chimiques coagulants ou floculants permettant la formation de flocs au sein des réacteurs afin de faciliter l'étape de séparation.It is conventional to add coagulating or flocculating chemicals to the water and to the CAP allowing flocs to form within the reactors in order to facilitate the separation step.

Le CAP chargé en matières adsorbées, récupéré dans les boues à la sortie de la séparation peut être traité, par exemple dans un hydrocyclone, de façon à le débarrasser des boues. Le CAP ainsi traité peut être recyclé dans le réacteur.The CAP loaded with adsorbed matter, recovered in the sludge at the outlet of the separation can be treated, for example in a hydrocyclone, so as to rid it of the sludge. The CAP thus treated can be recycled in the reactor.

Toutefois, s'il peut être recyclé, le CAP perd également peu à peu de sa capacité d'adsorption et il est nécessaire de remplacer régulièrement une partie du CAP mis en oeuvre au sein du réacteur par du CAP neuf. Des quantités de CAP neuf doivent donc parallèlement être injectées régulièrement dans le réacteur pour compenser la perte d'adsorption du CAP usité.However, if it can be recycled, the CAP also gradually loses its adsorption capacity and it is necessary to regularly replace part of the CAP implemented in the reactor with new CAP. New CAP quantities must therefore be injected regularly into the reactor to compensate for the loss of adsorption of the used CAP.

Toutefois, le CAP issu des purges du système ne peut pas être régénéré en ce sens qu'on ne connaît pas de traitement efficace économiquement permettant de redonner au CAP son pouvoir adsorbant d'origine ou proche de celui-ci. Il en résulte la production de boues de CAP qui doivent être évacuées hors de l'usine et dont le traitement n'est pas sans inconvénient. Les boues doivent ainsi être déshydratées avant d'être transportées, ce qui augmente les coûts associés à leur mise en décharge ou à leur incinération ou à leur épandage agricole.However, the CAP resulting from the purges of the system cannot be regenerated in the sense that there is no known economically effective treatment making it possible to restore the CAP to its original adsorbent capacity or close to it. This results in the production of PAC sludge which must be removed from the factory and whose treatment is not without drawbacks. The sludge must therefore be dewatered before being transported, which increases the costs associated with its landfill or incineration or agricultural spreading.

Le CAP étant un matériau cher, son utilisation dans le cadre du traitement de l'eau se heurte donc à des impératifs économiques, les techniques le mettant en œuvre présentant l'inconvénient d'impliquer, de ce fait, des coûts de fonctionnement élevés.CAP is an expensive material, its use in the context of water treatment therefore comes up against economic imperatives, the techniques using it having the disadvantage of implying, therefore, high operating costs.

De plus, le traitement de l'eau par le CAP implique souvent de devoir recourir à l'utilisation parallèle de produits chimiques, à savoir des coagulants et/ou des floculants conduisant à l'obtention de volumes de boues importants qu'il est nécessaire de traiter dans des filières parallèles. Les coûts s'en trouvent donc augmentés.In addition, the treatment of water by the PAC often involves having to resort to the parallel use of chemicals, namely coagulants and / or flocculants leading to the obtaining of large volumes of sludge that is necessary to process in parallel channels. The costs are therefore increased.

Par ailleurs, il n'est pas possible d'utiliser des vitesses élevées pour faire transiter les eaux à traiter dans les réacteurs le contenant de façon à limiter les pertes en CAP. De ce fait, les réacteurs doivent présenter des volumes importants ce qui augmente également les coûts de tels traitements.Furthermore, it is not possible to use high speeds for passing the water to be treated through the reactors containing it so as to limit the losses in PAC. Therefore, the reactors must have large volumes which also increases the costs of such treatments.

Certains procédés mettent donc en œuvre une étape de filtration de l'eau sur un lit de charbon actif non pas en poudre mais en grain (CAG). Le charbon actif en grain est constitué de particules présentant une taille moyenne comprise entre 0,8 mm et 3 mm, donc plus élevée que celle du CAP.Certain methods therefore use a step of filtering the water on a bed of activated carbon not in powder but in grain (CAG). The activated carbon in grain consists of particles having an average size between 0.8 mm and 3 mm, therefore larger than that of the CAP.

Un tel matériau présente des propriétés de filtration en plus de ses propriétés d'adsorption.Such a material has filtration properties in addition to its adsorption properties.

Le CAG présente aussi l'avantage d'être régénérable, en ce sens qu'un traitement physique et/ou physico-chimique peut lui être appliqué de façon à restaurer au moins partiellement ses capacités d'adsorption. Pour ce faire, le procédé le plus couramment mis en œuvre consiste en une réactivation thermique, pratiquée dans un four à l'intérieur duquel règne une température élevée (aux alentours de 800°C) permettant aux molécules adsorbées d'être détruites par la chaleur. De la vapeur d'eau peut être utilisée pour parfaire cette régénération, le charbon actif en grain pouvant alors retrouver une structure très proche de sa structure initiale libre de tout polluant. La régénération du charbon actif en grain peut aussi être effectuée par lavage acide ou basique ce qui, toutefois, ne permet généralement pas au CAG de retrouver toutes ses performances initiales.The CAG also has the advantage of being regenerable, in the sense that a physical and / or physicochemical treatment can be applied to it so as to at least partially restore its adsorption capacities. To do this, the most commonly used process consists of thermal reactivation, carried out in an oven inside which there is a high temperature (around 800 ° C) allowing the adsorbed molecules to be destroyed by heat. . Water vapor can be used to perfect this regeneration, the activated carbon in grain can then find a structure very close to its initial structure free of any pollutant. The regeneration of the activated carbon in grain can also be carried out by acid or basic washing which, however, generally does not allow the CAG to regain all its initial performance.

Dans le domaine du traitement de l'eau en vue de sa potabilisation dans le cadre d'un traitement tertiaire, les différents procédés mettant en œuvre du CAP ou du CAG sont mis en œuvre en continu. Cette mise en œuvre continue fait appel à des installations complexes, généralement ayant une grande emprise au sol, et dont certains éléments, tels que les hydrocyclones, sont coûteux.In the field of water treatment with a view to its drinking water within the framework of a tertiary treatment, the various processes implementing CAP or CAG are implemented continuously. This continuous implementation calls for complex installations, generally having a large footprint, and some elements of which, such as hydrocyclones, are expensive.

Par ailleurs, une telle mise en œuvre continue implique des fuites de matériau adsorbant. Ces matériaux étant coûteux, ces fuites induisent une augmentation des coûts d'exploitation.Furthermore, such continuous implementation involves leaks of adsorbent material. These materials being expensive, these leaks induce an increase in operating costs.

Enfin, ces techniques mettent en œuvre des produits chimiques de type coagulant et/ou floculant dont le coût est également élevé. 3. Objectifs de l'invention L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé de traitement d'eau en vue d'en éliminer les matières organiques et les micropolluants mettant en œuvre un matériau granulaire adsorbant pouvant être mis en œuvre avec des équipements simples et peu coûteux.Finally, these techniques use coagulant and / or flocculant type chemicals, the cost of which is also high. 3. Objectives of the invention The objective of the present invention is to propose a process for the treatment of water with a view to eliminating organic materials and micropollutants using an adsorbent granular material which can be used with simple and inexpensive equipment.

Un objectif de la présente invention est de divulguer un tel procédé qui puisse être mis en œuvre dans des installations ayant une faible emprise au sol.An object of the present invention is to disclose such a method which can be implemented in installations having a small footprint.

Ainsi, un objectif de l'invention est de divulguer un tel procédé rendant facultative l'utilisation conjointe de coagulants et/ou de floculants.It is therefore an object of the invention to disclose such a method making it optional to use coagulants and / or flocculants together.

Corolairement, un objectif de la présente invention est aussi de proposer un tel procédé qui ne conduise pas à la formation de boues devant faire l'objet d'étapes de traitement spécifiques telles qu'un épaississement et une déshydratation.As a corollary, an objective of the present invention is also to propose such a process which does not lead to the formation of sludge which must be the subject of specific treatment steps such as thickening and dehydration.

Encore un autre objectif de la présente invention est de divulguer un tel procédé qui, dans au moins certains modes de réalisation, peut être mis en œuvre avec un matériau granulaire facilement régénérable. 4. Exposé de l'inventionYet another object of the present invention is to disclose such a method which, in at least some embodiments, can be implemented with an easily regenerable granular material. 4. Statement of the invention

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui concerne un procédé de traitement d'une eau, notamment en vue de sa potabilisation, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre dans un réacteur séquentiel discontinu (en anglais Sequenced batch reoctor SBR) et en ce qu'il comprend : une première phase de mise en contact d'une eau à traiter dans ledit réacteur séquentiel discontinu avec du charbon actif granulaire à raison d'une concentration comprise entre 2 g/l et 100 g/l, ladite première phase étant effectuée sous agitation mécanique ou hydraulique continue ou intermittente ; une deuxième phase de décantation du mélange d'eau et de charbon actif granulaire dans ledit réacteur séquentiel discontinu en absence de toute agitation ; et, une troisième phase de collecte d'eau traitée dans la partie supérieure dudit réacteur séquentiel discontinu.These objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved thanks to the invention which relates to a process for treating water, in particular with a view to making it drinkable, characterized in that it is implemented in a sequential discontinuous reactor (in English Sequenced batch reoctor SBR) and in that it comprises: a first phase of bringing a water to be treated in contact into said sequential discontinuous reactor with granular activated carbon at a concentration included between 2 g / l and 100 g / l, said first phase being carried out with continuous or intermittent mechanical or hydraulic agitation; a second phase of settling the mixture of water and granular activated carbon in said batch sequential reactor in the absence of any stirring; and, a third phase for collecting treated water in the upper part of said batch sequential reactor.

Ainsi, le procédé selon l'invention propose de mettre en oeuvre le traitement d'une eau en vue de sa potabilisation, ou le traitement tertiaire d'une eau, dans un SBR en présence de charbon actif granulaire ce qui, à la connaissance de la Déposante, n'avait jamais été proposé. De tels SBR sont des équipements simples, compacts et peu coûteux par rapport aux installations de traitement continu décrites ci-dessus, qui permettent de traiter une quantité donnée d'eau, avant d'être vidés puis utilisés pour traiter une nouvelle quantité d'eau, etc.Thus, the method according to the invention proposes to implement the treatment of water for its drinking water, or the tertiary treatment of water, in an SBR in the presence of granular activated carbon which, to the knowledge of the Applicant, had never been proposed. Such SBRs are simple, compact and inexpensive equipment compared to the continuous treatment installations described above, which make it possible to treat a given quantity of water, before being emptied and then used to treat a new quantity of water. , etc.

Les SBR sont souvent utilisés dans le domaine du traitement des eaux usées, avec des temps de séjour et de réaction très longs (4 à 8 h) en raison des lentes cinétiques des mécanismes de dégradation biologique. Les vitesses de décantation des boues sans addition de charbon actif se situent entre 0.5 etl.2 m/h.SBRs are often used in the field of wastewater treatment, with very long residence and reaction times (4 to 8 hours) due to the slow kinetics of the biological degradation mechanisms. Sludge settling speeds without addition of activated carbon are between 0.5 and 1.2 m / h.

Les SBR sont parfois utilisés dans le domaine du traitement des eaux usées en présence de CAP en concentration généralement de 3 g/l à 5 g/ Mis sont alors équipés d'un aérateur nécessaire à l'activité biologique, mais leur mise en œuvre dans un tel cadre nécessite au préalable une phase d'évaluation et de modélisation longue et complexe des transferts de matières et des cinétiques d'adsorption des substances organiques ciblées. Le bilan économique établi entre les coûts de CAP et leurs performances ne sont par ailleurs que rarement en leur faveur.The SBRs are sometimes used in the field of wastewater treatment in the presence of PAC in a concentration generally of 3 g / l to 5 g / Mis are then equipped with an aerator necessary for biological activity, but their implementation in such a framework first requires a long and complex phase of evaluation and modeling of material transfers and the kinetics of adsorption of targeted organic substances. The economic balance sheet established between the costs of CAP and their performance is also rarely in their favor.

En effet, le CAP qui permet d'améliorer la décantation, l'épaississement et la déshydratabilité des boues formées, s'entoure d'un biofilm qui réduit le volume poreux en colmatant une partie des micropores et des mésopores, limitant les capacités d'adsorption. Ceci oblige alors à un renouvellement plus important de CAP par apport de CAP frais.Indeed, the CAP which improves the settling, thickening and dewaterability of the sludge formed, is surrounded by a biofilm which reduces the pore volume by clogging part of the micropores and mesopores, limiting the capacities of adsorption. This then requires a greater renewal of CAP by providing fresh CAP.

On connaît aussi dans le domaine du traitement des eaux usées, l'utilisation de SBR, pourvus de moyens d'aération, en présence de jusqu'à 10 g/l de CAG. Ce CAG est sujet aux mêmes limites d'efficacité que le CAP au sein de la masse biologique et a de plus l'inconvénient d'assurer des cinétiques d'adsorption plus lentes en raison de sa granulométrie.Also known in the field of wastewater treatment, the use of SBR, provided with aeration means, in the presence of up to 10 g / l of CAG. This CAG is subject to the same efficiency limits as the CAP within the biological mass and has the further disadvantage of ensuring slower adsorption kinetics due to its particle size.

La présence de charbon actif améliore les vitesses de décantation de la masse biologique (2-3 m/h) mais elles dépendent de la concentration de la biomasse, et des ratios biomasse/charbon actif.The presence of activated carbon improves the settling rates of the biological mass (2-3 m / h) but they depend on the concentration of the biomass, and the biomass / activated carbon ratios.

Dans tous les cas (CAP ou CAG), l'extraction du mélange de boues biologiques et de charbon actif rend la valorisation des boues, par exemple en agriculture, très limitée.In all cases (CAP or CAG), the extraction of the mixture of biological sludge and activated carbon makes the recovery of sludge, for example in agriculture, very limited.

Préférentiellement, ladite première phase du procédé selon l'invention est mise en œuvre de façon à observer un temps de contact de ladite eau avec ledit charbon actif granulaire compris entre 3 mn et 60 mn.Preferably, said first phase of the method according to the invention is implemented so as to observe a contact time of said water with said granular activated carbon of between 3 min and 60 min.

Egalement préférentiellement, ladite deuxième phase est mise en œuvre de façon à observer une vitesse de décantation apparente comprise entre 20 m/h et 60 m/h.Also preferably, said second phase is implemented so as to observe an apparent settling speed of between 20 m / h and 60 m / h.

Avantageusement, ladite deuxième phase est mise en œuvre de façon à observer un temps de décantation compris entre 10 mn et 60 mn.Advantageously, said second phase is implemented so as to observe a settling time of between 10 min and 60 min.

Selon une variante intéressante de l'invention, ledit charbon actif est du charbon actif en grain de granulométrie comprise entre 0,8 mm et 1,4 mm.According to an advantageous variant of the invention, said activated carbon is activated carbon in grain with a particle size between 0.8 mm and 1.4 mm.

Selon une autre variante, davantage préférée, ledit charbon actif est sous forme d'agglomérats présentant une granulométrie moyenne comprise entre 0,2 mm et 0,8 mm.According to another, more preferred variant, said activated carbon is in the form of agglomerates having an average particle size of between 0.2 mm and 0.8 mm.

De tels agglomérats sont disponibles dans le commerce et sont arrivés relativement récemment sur le marché. Ils sont connus de l'homme de l'art sous le vocable « charbon micro-grains».Such agglomerates are commercially available and have arrived on the market relatively recently. They are known to those skilled in the art under the term "micro-grain charcoal".

Les charbons micro-grains ont une taille intermédiaire entre le charbon en poudre et le charbon en grains. Mais leurs caractéristiques d'adsorption sont très proches de celles des charbons en poudre, bien plus avantageuses que celles des grains de charbon actif.The micro-grain coals have an intermediate size between powdered coal and grain coal. However, their adsorption characteristics are very close to those of powdered coals, much more advantageous than those of activated carbon grains.

En effet, les micro-grains, considérés comme un ensemble de particules de charbon en poudre agglomérées, ont des mécanismes et des cinétiques qui sont la résultante de ceux observés sur une particule de charbon en poudre prise isolément.Indeed, micro-grains, considered as a set of agglomerated powdered coal particles, have mechanisms and kinetics which are the result of those observed on a powdered coal particle taken in isolation.

La structure poreuse du charbon micro-grain couvre un large spectre de tailles de pores ce qui favorise la cinétique d'adsorption.The porous structure of micro-grain carbon covers a wide spectrum of pore sizes which promotes the kinetics of adsorption.

Selon une variante, le procédé peut comprendre une phase de purge d'une partie du charbon actif granulaire décanté et un apport de charbon actif granulaire neuf en quantité suffisante pour compenser ladite partie de charbon actif granulaire purgé.Alternatively, the method may include a phase of purging a portion of the decanted granular activated carbon and a supply of new granular activated carbon in an amount sufficient to compensate for said portion of purged granular activated carbon.

Préférentiellement, le procédé comprend alors une étape de régénération du charbon actif granulaire purgé.Preferably, the method then comprises a step of regenerating the purged granular activated carbon.

Avantageusement, l'étape de régénération comprend l'égouttage du charbon actif granulaire purgé puis la régénération directe par voie thermique dudit charbon actif granulaire ainsi égoutté, sans addition d'acide ou de base.Advantageously, the regeneration step comprises the draining of the purged granular activated carbon then the direct regeneration by thermal means of said granular active carbon thus drained, without addition of acid or base.

Selon une variante particulièrement intéressante de l'ozone est injectée durant toute ou partie de ladite première phase, de façon continue ou intermittente. Ce composé permet d'oxyder la matière organique adsorbée sur le matériau granulaire.According to a particularly advantageous variant of the ozone is injected during all or part of said first phase, continuously or intermittently. This compound makes it possible to oxidize the organic matter adsorbed on the granular material.

Egalement selon une variante, le procédé comprend une étape supplémentaire de filtration de l'eau traitée. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'amenée d'eau dans au moins un réacteur séquentiel discontinu, au moins un réacteur séquentiel discontinu pourvu de moyens d'agitation, des moyens d'évacuation d'eau traitée prévus dans la partie supérieure dudit réacteur séquentiel discontinue et des moyens d'amenée de charbon actif granulaire.Also according to a variant, the method comprises an additional step of filtration of the treated water. The invention also relates to an installation for implementing the method described above, characterized in that it comprises means for supplying water into at least one sequential discontinuous reactor, at least one sequential discontinuous reactor provided with means agitation, means for discharging treated water provided in the upper part of said discontinuous sequential reactor and means for supplying granular activated carbon.

Avantageusement ledit réacteur séquentiel discontinu est pourvu de moyens d'amenée d'ozone. 5. Liste des figures L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode non limitatif de réalisation de celle-ci donné en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente de façon schématique une installation pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention durant une première phase du procédé ; la figure 2 représente, également de façon schématique, l'installation selon la figure 1 durant la deuxième phase du procédé ; la figure 3 représente, également de façon schématique, l'installation selon la figure 1 durant la troisième phase de procédé ; la figure 4 représente un graphe de la cinétique d'adsorption d'un exemple de charbon actif en micro-grains.Advantageously, said sequential discontinuous reactor is provided with means for supplying ozone. 5. List of Figures The invention, as well as the various advantages which it presents, will be more easily understood thanks to the description which follows of a nonlimiting embodiment of the latter given with reference to the drawings in which: FIG. 1 schematically represents an installation for implementing the method according to the invention during a first phase of the method; Figure 2 shows, also schematically, the installation according to Figure 1 during the second phase of the process; Figure 3 shows, also schematically, the installation according to Figure 1 during the third process phase; FIG. 4 represents a graph of the adsorption kinetics of an example of activated carbon in micro-grains.

La figure 5 représente schématiquement un « micro-grain » de charbon actif 6. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'inventionFIG. 5 schematically represents a “micro-grain” of activated carbon 6. Detailed description of an embodiment of the invention

En référence aux figures 1 à 3, l'installation présente des moyens d'amenée d'eau 1 dans au moins un réacteur séquentiel discontinu (SBR) 2, au moins un réacteur séquentiel discontinu 2 pourvu de moyens d'agitation 3, des moyens d'évacuation 4 d'eau traitée prévus dans la partie supérieure dudit réacteur séquentiel discontinu 2 et du charbon actif granulaire 5.Referring to Figures 1 to 3, the installation has means for supplying water 1 into at least one sequential discontinuous reactor (SBR) 2, at least one sequential discontinuous reactor 2 provided with stirring means 3, means evacuation 4 of treated water provided in the upper part of said batch sequential reactor 2 and granular activated carbon 5.

Le tableau 1 ci-après indique différentes références commerciales de charbons actifs pouvant être avantageusement utilisées dans le cadre du procédé selon la présente invention.Table 1 below indicates various commercial references of active carbon which can be advantageously used within the framework of the process according to the present invention.

Tableau 1Table 1

En utilisant le charbon actif en micro-grains du type indiqué au tableau 1 ci-dessus, à raison de 40 mg/l on observe à 20°C la cinétique d'adsorption de la matière organique, partant d'une eau chargée à 8,2 mg/, indiqué à la figure 4.Using the activated carbon in micro-grains of the type indicated in table 1 above, at a rate of 40 mg / l, the kinetics of adsorption of the organic matter are observed at 20 ° C., starting from a water loaded at 8 , 2 mg /, shown in Figure 4.

La figure 5 représente schématiquement un « micro-grain » de charbon actif, constitué par l'agglomération de plusieurs particules de charbon actif.FIG. 5 schematically represents a "micro-grain" of activated carbon, formed by the agglomeration of several particles of activated carbon.

Les moyens d'évacuation 4 d'eau traitée pourront être réalisés sous différentes formes connues de l'homme de l'art : collecteur flottant, vanne d'extraction, pompe, etc.The means 4 for evacuating treated water can be produced in different forms known to those skilled in the art: floating collector, extraction valve, pump, etc.

Les moyens d'agitation 3, ici mécaniques et constitués par un agitateur à pales, sont mise en oeuvre de façon continue ou intermittente de façon à mettre en suspension le charbon dans l'eau, à favoriser le mélange du charbon actif et de l'eau, et à empêcher durant cette phase le charbon actif de décanter.The stirring means 3, here mechanical and constituted by a paddle stirrer, are used continuously or intermittently so as to suspend the carbon in water, to promote the mixing of the activated carbon and the water, and to prevent during this phase the activated carbon from settling.

Dans d'autres modes de réalisation, les moyens d'agitation pourront être non pas mécaniques mais hydrauliques. Ainsi, l'agitation pourra être provoquée par les moyens d'amenée d'eau dans le SBR. Dans ce cas, on pourra par exemple prévoir une arrivée latérale de l'eau dans le SBR de façon à créer un flux d'eau entrant ascendant au sein du celui-ci, à un débit permettant la mise en suspension du charbon actif.In other embodiments, the stirring means may not be mechanical but hydraulic. Thus, agitation may be caused by the means of supplying water to the SBR. In this case, one could for example provide a lateral arrival of the water in the SBR so as to create an ascending incoming water flow within the latter, at a rate allowing the suspension of the activated carbon.

On notera également que, dans d'autres modes de réalisation, on pourra aussi prévoir des moyens de distribution d'ozone, par exemple sous forme de poreux, dans la partie inférieure du réacteur séquentiel discontinu. Cet ozone permettra d'oxyder la matière organique adsorbée sur le charbon granulaire. L'eau traitée provenant de l'installation pourra faire l'objet d'une filtration (non représentée sur les schémas) par tout moyen classique connu de l'homme de l'art, par exemple sur membranes notamment lorsque l'eau sera destinée à la consommation humaine.It will also be noted that, in other embodiments, it is also possible to provide means for distributing ozone, for example in the form of porous, in the lower part of the batch sequential reactor. This ozone will oxidize the organic matter adsorbed on the granular carbon. The treated water from the installation can be filtered (not shown in the diagrams) by any conventional means known to those skilled in the art, for example on membranes, especially when the water is intended for human consumption.

En référence à la figure 1, le procédé comprend une première phase durant laquelle une quantité d'eau est introduite dans le réacteur séquentiel discontinu 2 dans lequel une quantité de charbon actif est présente, de façon telle que la concentration de l'eau en charbon actif au sein du SBR soit comprise entre 2 g/l et 100 g/l.Referring to Figure 1, the method comprises a first phase during which an amount of water is introduced into the batch sequential reactor 2 in which an amount of activated carbon is present, so that the concentration of water in carbon active within the SBR is between 2 g / l and 100 g / l.

On comprendra que le temps de remplissage du SBR sera fonction du volume de celui-ci. Dès que l'eau est en contact avec le charbon actif, le phénomène d'adsorption des polluants qu'elle contient sur celui-ci commence. Cette mise en contact est programmée pour durer entre 3 mn et 60 mn.It will be understood that the filling time of the SBR will depend on the volume thereof. As soon as the water is in contact with the activated carbon, the phenomenon of adsorption of the pollutants that it contains on it begins. This contact is programmed to last between 3 min and 60 min.

Ce temps passé, les moyens d'aération 3 sont stoppés et la décantation du charbon actif peut intervenir durant une deuxième phase du procédé dite phase de décantation. Cette phase est programmée pour durer entre 10 mn et 60 mn. En fonction des charbons actifs utilisés, on observe une vitesse de décantation apparente comprise entre 20 m/h et 60 m/h. A l'issue de la phase de décantation, l'eau traitée est évacuée du réacteur séquentiel discontinu par les moyens d'évacuation de l'eau traitée. Dans le présent mode de réalisation, ces moyens d'évacuation incluent un collecteur d'eau traitée qui évacue une quantité prédéterminée d'eau traitée grâce à un capteur de niveau d'eau (non représenté) prévu sur une paroi du réacteur.Once this time has passed, the aeration means 3 are stopped and the settling of the activated carbon can take place during a second phase of the process called the settling phase. This phase is scheduled to last between 10 min and 60 min. Depending on the active carbon used, there is an apparent settling speed of between 20 m / h and 60 m / h. At the end of the decantation phase, the treated water is removed from the batch sequential reactor by the means for removing the treated water. In the present embodiment, these discharge means include a treated water collector which discharges a predetermined quantity of treated water by means of a water level sensor (not shown) provided on a wall of the reactor.

De temps en temps, périodiquement ou non, du charbon granulaire peut être purgé à l'issue de la deuxième phase ou de la troisième phase du procédé pour être remplacé par du charbon régénéré ou par du charbon neuf.From time to time, periodically or not, granular carbon can be purged at the end of the second phase or of the third phase of the process to be replaced by regenerated carbon or by new carbon.

Le charbon en micro-grains présente l'avantage de pouvoir être régénéré par voie thermique simplement après égouttage et sans addition d'acide ou de base. Après l'égouttage, le matériau granulaire peut être simplement stocké en fûts, en vue de son acheminement vers une unité de régénération thermique, pouvant être prise en charge par le fournisseur de ce matériau.The carbon in micro-grains has the advantage of being able to be regenerated thermally simply after draining and without the addition of acid or base. After draining, the granular material can simply be stored in barrels, with a view to its transportation to a thermal regeneration unit, which can be taken care of by the supplier of this material.

Le procédé selon l'invention ne nécessite pas l'apport de coagulant et/ou de polymère et ne produit pas de boues. Le charbon granulaire purgé n'a pas besoin d'être traité à l'aide d'un matériel complexe tel qu'un hydrocyclone, mais peut être régénéré de façon simple avant d'être réutilisé. Cela permet, par rapport aux techniques de l'art antérieur, à la fois de diminuer les coûts d'exploitation et les coûts de maintenance.The method according to the invention does not require the addition of coagulant and / or polymer and does not produce sludge. The purged granular carbon does not need to be treated with complex material such as a hydrocyclone, but can be regenerated in a simple manner before being reused. This allows, compared to the techniques of the prior art, to both reduce operating costs and maintenance costs.

Claims (13)

REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'une eau, notamment en vue de sa potabilisation, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre dans un réacteur séquentiel discontinu et en ce qu'il comprend : une première phase de mise en contact d'une eau à traiter dans ledit réacteur séquentiel discontinu avec du charbon actif granulaire à raison d'une concentration comprise entre 2 g/l et 100 g/l, ladite première phase étant effectuée sous agitation mécanique ou hydraulique continue ou intermittente ; une deuxième phase de décantation du mélange d'eau et de charbon actif granulaire dans ledit réacteur séquentiel discontinu en absence de toute agitation ; et, une troisième phase de collecte d'eau traitée dans la partie supérieure dudit réacteur séquentiel discontinu.1. A method of treating water, in particular with a view to making it drinkable, characterized in that it is implemented in a batch sequential reactor and in that it comprises: a first phase of bringing a water to be treated in said batch sequential reactor with granular activated carbon at a concentration of between 2 g / l and 100 g / l, said first phase being carried out with continuous or intermittent mechanical or hydraulic stirring; a second phase of settling the mixture of water and granular activated carbon in said batch sequential reactor in the absence of any stirring; and, a third phase for collecting treated water in the upper part of said batch sequential reactor. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite première phase est mise en œuvre de façon à observer un temps de contact de ladite eau avec ledit charbon actif granulaire compris entre 3 mn et 60 mn.2. Method according to claim 1 characterized in that said first phase is implemented so as to observe a contact time of said water with said granular activated carbon of between 3 min and 60 min. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ladite deuxième phase est mise en œuvre de façon à observer une vitesse de décantation apparente comprise entre 20 m/h et 60 m/h.3. Method according to claim 1 or 2 characterized in that said second phase is implemented so as to observe an apparent settling speed between 20 m / h and 60 m / h. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite deuxième phase est mise en œuvre de façon à observer un temps de décantation compris entre 10 mn et 60 mn.4. Method according to any one of claims 1 to 3 characterized in that said second phase is implemented so as to observe a settling time between 10 min and 60 min. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit charbon actif est du charbon actif en grain de granulométrie comprise entre 0,8 mm et 1,4 mm.5. Method according to any one of claims 1 to 4 characterized in that said activated carbon is activated carbon in grain size of between 0.8 mm and 1.4 mm. 6. Procédé l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit charbon actif est sous forme d'agglomérats présentant une granulométrie moyenne comprise entre 0,2 mm et 0,8 mm.6. Method according to any one of claims 1 to 4 characterized in that said activated carbon is in the form of agglomerates having an average particle size between 0.2 mm and 0.8 mm. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 6 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de purge d'une partie du charbon actif granulaire décanté et un apport de charbon actif granulaire neuf en quantité suffisante pour compenser ladite partie de charbon actif granulaire purgé.7. Method according to any one of claims 1 to 6 characterized in that it comprises a step of purging part of the settled granular activated carbon and a supply of new granular activated carbon in an amount sufficient to compensate for said part of carbon. purged granular active ingredient. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de régénération du charbon actif granulaire purgé.8. Method according to claim 7 characterized in that it comprises a step of regeneration of the purged granular activated carbon. 9. Procédé selon les revendications 6 et 8 caractérisé en ce que ladite étape de régénération comprend l'égouttage du charbon actif granulaire purgé puis la régénération directe par voie thermique dudit charbon actif granulaire ainsi égoutté.9. Method according to claims 6 and 8 characterized in that said regeneration step comprises the draining of the purged granular activated carbon and then the direct regeneration by thermal means of said granular activated carbon thus drained. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que de l'ozone est injecté durant ladite première phase.10. Method according to any one of claims 1 to 9 characterized in that ozone is injected during said first phase. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire de filtration de l'eau traitée.11. Method according to any one of claims 1 to 10 characterized in that it comprises an additional step of filtration of the treated water. 12. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'amenée d'eau (1) dans au moins un réacteur séquentiel discontinu, au moins un réacteur séquentiel discontinu pourvu de moyens d'agitation, des moyens d'évacuation d'eau traitée prévus dans la partie supérieure dudit réacteur séquentiel discontinu et du charbon actif granulaire.12. Installation for implementing the method according to any one of claims 1 to 9 characterized in that it comprises means for supplying water (1) in at least one batch sequential reactor, at least one reactor discontinuous sequential provided with stirring means, means for discharging treated water provided in the upper part of said sequential discontinuous reactor and granular activated carbon. 13. Installation selon la revendication 12 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'amenée d'ozone dans ledit réacteur séquentiel discontinu.13. Installation according to claim 12 characterized in that it comprises means for supplying ozone into said batch sequential reactor.