Brevet FR2005793A1 — publié le 19691219

,107.01 • . 1 2005793 .■-t- ' * La présente invention concerne un procédé simple de séparation efficace d'huile d'un mélange d'huile et d'eau, et également un appareil simple permettant sa mise en oeuvre. Les huiles, en particulier celles provenant de produits 5 du pétrole, voient leur utilisation se développer de plus en plus dans la société moderne. La consommation d'huile a cepen- • \ "y- dant certains effets négatifs dans le cas où la mise en libert-* * de cette huile est due à des phénomènes de débordement, de f fuites,de remplissage exagéré et d'accidents de la circulation 10 etc. Ces phénomènes peuvent entraîner l'écoulement de l'huile sur le sol et son mélange avec l'eau du sous-sol; ou encore f l'huile peut s'écouler dans les lacs ou autres cours d'éau ou •> bien dans les stations de traitement des eaux résiduaires; dans tous ces cas, il se produit un mélange de l'huile avec l'eau. . 15 Les mesures prises pour éviter la propagation de l'huile impliquent entre autres que l'huile soit recueillie sous la forme d'un mélange d'huile et d'eau. L'élimination de ce mélange d'huile et d'eau constitue à l'heure actuelle un problème important, du fait en premier lieu des grandes quantités 20 d'eau qui accompagnent l'huile dans lés opérations d'épuration. De plus, les séparateurs d'huile efficaces sont des • - équipements nécessaires dans les endroits où la manipulation et l'étalement de l'huile s'effectuent tout près de l'eau, par exemple dans les ports, 1s stations d'essence, etc. 25 Des essais d'utilisation ont montré que 1..'huile pénètx^e dans le sol dans la zone capillaire au-dessus du niveau hydro-*-statique, où elle se propage latéralement. Si.dans un endroit proche de l'huile sur le sol, ou dans une couche de sol superficielle on creuse un trou jusqu'au niveau hydrostatique, 30 l'huile se déplace vers ce trou du fait de ce que l'on appelle le gradient capillaire qui est déterminé par rapport au trou . Le procédé de l'invention est basé sur iadite experietice et se caractérise essentiellement en ce que l'on introduit 3n partant du haut le mélange d'huile ec ci'eau clans une zone 25 superficielle de la oouohe de matière granulaire résistant à l'huile placée dans un retservoir; la phase aqueuse s'écoule presque verticalement dans la coucria de ladite matière, alors que la phase d'huile se propage presque latéralement dans ladite COPY 69 10701 2005793 couche; le procédé se caractérise-.également an ce • maintient1 un niveau de - pression zéro d'eau souterraine ladite couche à l'intérieur ou en dessous de la sone dans laquelle se produit la propagation latérale de la phase «l'huile» 5 at enfin en ce que l'on recueille la phase d'huile presque pure à l'endroit de la couche située à une distance de la zone * dans laquelle on a introduit le mélange. r - On maintient de préférence le courant de ns lange d'huile - et d'eau introduit aussi faible et aussi uniforme- que possibl 10 on obtient ainsi une séparation simple et continue. . On entend par l'expression "matériau granulaire résistant • à.l'huile", non seulement des matériaux naturels, comme le gravi et le sable, mais également des matériaux synthétiques, tels que différents plastiques se présentant sous la forme de particules 15 granulaires fines ou grossières, etc. La couche de ce matériau peut consister en difi'érences couches superposées de matériaux. • A l'intérieur de chacune de ces couches, las grains- ou particule; • doivent avoir pratiquement la même dimension. ■- Le procédé de l'invention donne une séparation extrâme-.20 ment bonne et libère l'huile des impuretés que l'on sépare par • filtration.au cours du déplacement latéral de la phase d'huile. "... L'appareil convenant à la mise en oeuvre du procède ci-dessus se caractérise essentiellement par un réservoir contenant ,. un matériau granulaire résistant à l'huile, un bassin de stockagE 25 d'eau au fond du réservoir, ledit bassin communiquant avec l'intérieur du réservoir et possédant un trop-plein pour contrôler et régler un niveau hydrostatique dans le x'éservolv, et an sépare • teur d'huile encastré dans la couche de matériau ^ranuliîire, ledit séparateur d'"huile possédant une paroi iatrsraie perforés ~j0 ou crépinée en contact avec ladite couche et possédant un vrrop-plein permettant à l'huile provenant dudit, séparateur de sortir dudit réservoir; ce trop-plein est placé a un niveau supérieur au trop-plein de l'eau dudit bassin; de pius, leciiv, appartli comprend une conduite d'alimentation du mélangé d'huile et 55 d'eau vers la couche dans une zone superficielle à une distance dudit séparateur d'huile et de préférence tout contre une paroi 'ttu réservoir' opposée audit réservoir d'huile. Ce séparateur d'huile peut être par exemple une cavité en forme de puitô COPY 69 10701 2005793 un récipient ou un trou; ou encore il peut être un tube, un tuyau, un canal, ou une cavité en forme de gorge. La formation des mélanges d'huile et d'eau à séparer s'effectue souvent en discontinu, et ils arrivent ainsi à des 5 intervalles irréguliers. Pour une utilisation optimum de la capacité d'un appareil de l'invention,, l'appareil peut en plus comprendre un bac de trop-plein muni de petits trous et disposé dans la conduite d'alimentation. Cette disposition du bac de trop-plein contribue efficacement à assurer un écoulement 10 continu et simple du mélange d'huile et d'eau vers le matériau - granulaire dans ledit réservoir. Selon l'un des modes de mise en oeuvre de l'appareil, ; le lit consiste en une couche supérieure de gravier, une - couche intermédiaire.de sable et une couche inférieure de gra-15 vier. La surface supérieure du lit a une disposition convenable un peu en pente vers la zone dans laquelle on introduit le mélange d'huile et d'eau. - D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux . compris à l'aide de la description qui va suivre et du dessin 20 annexé qui représente un mode de mise en oeuvre de l'appareil. La figure représente une coupe transversale d'un réservoir allongé 1 contenant un lit consistant dans une couche .. supérieure de gravier, une couche intermédiaire de sable et une couche inférieure mince de gravier . La couche inférieure 25 est drainée par communication avec un bassin ou un puits 3 & collecteur d'eau possédant un trop-plein 5. Sur l'une ucîs faces longitudinales du réservoir tout contre la paroi, se trouve un canal collecteur d'huile 2 disposé dans la couche de gravier supérieure. Ce canal possède une paroi en contact 30 avec la couche de gravier; cette paroi est munie d'encoches verticales, et elle possédé de plus un trop-plein b à un niveau un peu supérieur au niveau du trop-plein d'eau 5. L'appareil fonctionne de la manière suivante : On introduit le mélange d'huile et d'eau à séparer dans 55 la surrace du lit en 4; le courant dudit mélange dans sa conduite d'alimentation (non représenté ) est calme et continu, ce qui permet d'éviter une propagation latérale trop importante de ce mélange d'huile et d'eau. Par conséquent, la surface du COPY 6*9 10701 4 2005793 lit s'incline un-p$u dans la direction de la zonç 4; Dans la «•*' - »; 9 z&ne capillaire de la couche de gravier au-dessus' du niveau hydrostatique, la phase d'huile àe px*ppàgé, latéralement Vers le canal collecteur d'huile, alors que la pha^e aqueuse 5 s'écoule directement dans les couches de gravier-sable-gravier et est évacuée finalement par le trop-plein 5. La hauteur du niveau hydrostatique, telle qu'elle est définie par le trop-plein 5» est déterminée principalement par le mélange d'huile et d'eau ajouté et par la résistance à l'écoulement de l'eau 10 dans les couches «ie gravier et de sable. L'huile qui se déplace latéralement vers le canal collecteur d'huile, pénètre dans le canal par. les encoches verticales et se rassemblé à la surface du liquide dans ie canal pour former ainsi une couche d'épaisseur croissante. Quand le sommet de la couche d'huile atteint 15 le trop-plein 6, l'huile s'écoule par-dessus dans un récipient collecteur séparé (non représenté sur le dessin). ' Des essais de laboratoire pour démontrer l'effet de séparation d'huile ont été réalisés avec un àppareil de ce type, O dans lequel le lit a une surface de 200 cm (5 x 40 cm) et 20 consiste en une couche supérieure de 35 de gravier (dimension de grain 3 à 8 mm), une couche intermédiaire de 30 cm de sable (dimension de grain 0,5 à 1 mm) et une couche inférieure de 5 cm du même gravier comme dans la couche supérieure. La différence de hauteur entre le trop-plein d'huile et le trop-plein 25 d'eau est de 2 à 4 cm. Le mélange d'huile et d'eau, objet de l'expérience, a une teneur de 37» 5 ml en fuel*oil coloré par litre d'eau. Des échantillons dë l'eau évacuée, prélevés après essai dans le bassin de stockage de l'eau (le volume de l'eau correspond à 3-5 fois le volume du bassin) ont une teneur de J> 20 mg de fuel-oil à l'état dissous par litre d'eau, c'est-à-dire que l'on a réalisé une séparation à 99*95$ de l'huile de l'eau. A ce point de vue, on doit également noter que le fuel-oil utilisé dans ces essais a une solubilité maximum dans l'eau s'élevant à 25 mg par litre. 35 . L'invention ne se limite pas aux caractéristiques de l'appareil ci-dessus. Le réservoir peut par exemple avoir une forme circulaire avec en son centre un puits circulaire colled- ■2005793 fceur d'huile, et dans ce cas.» on peut avoir des injeefteurs à l'extrémité de la conduite d'alimentation de manière à disperser le mélange d'huile et d'eau sur la totalité de la périphérie du réservoir . 10701 10701 200579. REVENDICATIONS 1, Procédé de séparation d'huile d'un mélange d'huile et d'eau» caractérisé en ce que l'on introduit par eu haut as mélange d'huile et d'eau dans une zone superficielle d'une couche de matériau granulaire résistant à l'huile» Icgée-dane un réservoir, dans lequel la phase aqueuse s'écoule presque verticalement vers le bas dans la couche dudit matériau, alors que la phase d'huile s'étale presque latéî dans ladite couche, et que l'on maintient us niveau de presse-zéro de l'eau souterraine dans ladite couche à. 15intéx'ieur ois en dessous de la aone dans laquelle se produit l'étalement; latéral de la phase d1 huile » et enfin que l'on recueille la phase d'huile pratiquement pure à un endroit dans la couche «.ti-r-fc -s- - à une certaine distance de la zone dans laquelle on a introduit le mélange» 2, Appareil pour la' en oeuvre ûr- proeéclé -.slon 1% rcvenâication t# caractérisé par un réseajj-ci** «ontoMtfw.fc iœïlï de matériau granulaire r£ciat-">nt à 1"'huile» un bassi" de^. ; stc?.&&se d'eau au fond du réservoir» ledit ^Tin a^®o 1"intérieur du r-éservii-r ?*. ayant «n tout coîit-rSlcsr et régler un niveau ^aérostatique r^-rns 1"? r-^arvoirs, clînzi qu'un «éraritteur â'huiJa encastré dasr- 3« as-jasaté-* rir-V: granulaire » ledit réservoir d'huile porr^klanf» vsft msrci latsrcls perforée .ou orép-inée en contact asr*s ladite "aft possédant un trop-plein permettant à l'huil? provenir:* dudit. séf&r&beu? de s'écouler du£it réservoir, ce trop-plsiri éfcast pici-sé à un aivsau supérieur zv. tr-sp-plein .©$ ds pr^S^rs-nes tort eczitrs uns du réserver ~,udî% rézBiû-olv d'huile» 5. Appareil selon la revendication à# earactérîsé par-un frac de trop-plein muni de petits trous ei disposé aans la conduite d'alimentation pour un écoulemsat plua coutinu «st . piiïs simple du mélange d'huile et d'eau dans le matériau graaulaire dans ledit réservoir. , t 1M) DRlGim 10701 7 2005793 4o Appareil selon les revendications 2 ou caractérisé en ce que le lit consiste en une couche supérieure de gravier, une couche intermédiaire de sable et une couche inférieure de gravier . . 5. Appareil selon les revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la surface su p érieure du lit est un peu en pente vers le bas dans la direction de la zone dans laquelle on introduit le mélange d'huile et d'eau»