Brevet FR2130467A1 — publié le 19721103

La présente invention concerne un procédé et un ap:.areii oour l'épuration des eaux contenant des contaminants f@ottants. Il est néeessaire en général d'épurer les eaux ayant servi, par exemple, au lavage et contenant des contamiriants tels que de l'ûuile résultant du lavage. la @résente invention a pour objet un procédé et un appareil pour l'épuration de grandes quantites d'eau contenant Qes résidus flottants, et en particulier pour l'épuration de l'eau ayant servi au lavage des citernes des pétroliers. Le procédé et l'appareil selon l'invention conviennent en partieulier dans le cas des pétroliers de grand tonna De, car ils permettent une neilleure séparation de l'huile de l'eau ayant servi au lavage des citernes. le dispositif d'épuration selon l'invention possède par rapport à ceux actuellement utilisés les avantages suivants a) sa construction et son fonctionnement sont d'un prix très bas, b) son organisation ne demande qu un travail peu important à oord et par suite ne demande qu'une imnobilisation pendant un temps li:nîte, du navire ; avec des dispositions convenables le @rocédé demande seulement deux ou trois jours è bord c) il permet l'épuration de l'eau de lavage pendant la navigation et la réduction de sa teneur en hydrocarbures en-dessous de la valeur limite tolérée pour le rejet à la mer d'après les réglementations internationales en vigueur Le procédé selon l'invention consiste à faire passer une ou plusieurs fois, a aigle vitesse et avec des turbulences très faibles, l'eau contenant des résidus flottants ayant été utilisée pour le lavage des citernes des pétroliers, à travers un ou plasieurs compartiments d'une cuve de décantation montés en série et co@@@niquent entre eux seulement par la partie la plus basse afi@ que l-s résidus huileux de l'eau traversant lentement cette série de compartiments se séparent de l'eau du fait de la di érence des densités pour se rassembler et se concen trer dans les couches supérieures de l'eau contenue dans les compartiments.Ce traitement peut être utilisé pour toute l'eau ayant servi au lavage des citernes, ou bien être limité aux couches supérieures seulement de la citerne dans lesquelles a lieu l'accumulation, les matières huileuses se concentrant principalement dans ces couches supérieures, et le processus peut être répété plusieurs fois pendant le voyage à vide du pétrolier, en arrêtant le traitement de décantation répété quand l'eau souillée par le lavage des citernes du pétrolier a perdu dans les compartiments de décantation tout son contenu de matière huileuse et peut par suite être rejetée librement à la mer. Le mélange d'eau et dthydrocarbures introduit dans la cuve de décantation, qui représente un pourcentage treks réduit de la quantité traitée (de 5 à 10 ), forme deux couches superposées et assez nettement séparées. vendant le déchargement du mélange contenu dans la cuve de décantation, une partie de l'eau peut être évacuée sans mélange avec la couche supérieure d'hydrocarbures, et par suite être versée librement dans la mer ; une certaine partie se mélangera par contre avec les hydrocarbures pendant cette évacuation et devra être traitée comme ceux-ci. La petite quantité de mélange ainsi formé devra par suite ou bien être conservée pour être déchargée dans un port outillé pour la recevoir ou bien être soumise à la séparation dans un séparateur centrifuge courant qui, dans un tel cas pourra traiter les quantités très réduites de mélange et par suite ne pas être d'un prix excessif. Suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, un appareil pour l'épuration des eaux de lavage des citernes d'un pétrolier comprend un dispositif pour provoquer le passage à partir d'une ou plusieurs citernes du navire de la totalité ou d'une partie de l'eau de lavage vers une ou plusieurs citernes du navire, cette eau traversant pendant ce passage un ou plusieurs compartiments de décantation disposéE en série, ce passage ayant lieu avec des turbulences failles et une vitesse suffisamment faible pour permettre la séparation du fait de la différence des densités du résidu huileux flot tant et de l'eau qui l'entrain avec turbulence faible, ce qui permet l'emprisonne:ent de l'tuile dans la partie supérieure des compartiments de la cuve de décantation du dispo- sltif.La superficie du fond de chaque cuve de décantation est suffisamment irpootante pa rapport à la quantité d'eau et de résidus traversant la cuve et au degré de mélange pour permettre la séparation des résidus flottant de l'eau du fait de la différence des densités.La hauteur des compartiments dépend pratiquement seulement des conditions particulières de l'ensemble de l'équipement et à ce point de vue, au-dessus d'une certaine valeur minimale de 30 à 40 centimètres, la hauteur influe seulement sur la quantité de résidus pouvant être emprisonnée dans les cuves, avant de procéder à la décnar ge. Pour une capacité de 50 tonnes à l'heure, de mélange à traiter une surface du fond d'un mètre carré convient, avec une section de l'ouverture de communication entre les compartiments voisins d'environ 1 dm2. Une hauteur convenable est de l'ordre de 1,5 a. Ces valeurs sont données seulement à titre d'illustration et peuvent varier considérablement sans influer notablezent sur le bon fonctionnement de l'appareil.L'ensemble de l'installation est réalisé pour réduire dans toute la mesure possible l'établissement de mouvements tourbillonnaires qui pourraient nuire à la séparation des résidus de l'eau en favorisant leur mélange. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de fa description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel - la figure t représente schématiquement un système à cuve de décantation melon l'invention pour illustrer son fonctionnement - la ; uve 2 représente schématiguement l'utilisation d'un équipement selon l'invention dans un pétrolier - la figure 3 représente une prise selon un oae de mise e oeuvre de l'invention, et - les fiures 4, 5 et 6 représentent schématiquement en élévation et en plan une prise å hauteur variable. Sur la figure 1, les flèches indiquent la circulation du mélange d'eau et de résidus devant être séparés par décantation, le circuit comportant un conduit 1 pour l'arrivée du mélange et un conduit 2 pour la sortie de l'eau séparée. L'appareil comporte une cuve avec une enveloppe extérieure 3 et des compartiments de décantation qui sont séparés par des cloisons 4 entre compartiments voisins. Chaque compartiment de décantation communique à l'extrémité supérieure avec un conduit d'évent 5 qui peut être fermé hermétiquement au moyen d'une vanne 6. les lignes 7 indiquent dans chaque compartiment le niveau de séparation entre la couche supérieure accumulée de résidus huileux (indiqude en pointillés sur la figure 1), et la couche inférieure formée pratiquement d'eau propre. les cloisons 4 isolent complètement les compartiments successifs en dehors d'un passage de communication 8 å la partie inférieure de chaque cloison, ces passages permettant l'écoulement de la couche la plus basse de l'eau contenue dans le compartiment vers le compartiment suivant. les compartiments sont de plus munis d'un système de vidange, non représenté sur la figure 1, d'un type connu, avec une prise pouvant être fermée, éventuellement une prise par compârtiment à la partie la plus basse du compartiment, et avec un système cur pomper le liquide des compartiments vers un récipient voisin. Bien entendu, le dispositif peut fonctionner dans le sens indiqué par les flèches ou dans le sens opposé, auquel cas les niveaux ont une disposition symétrique à celle indiquée. Pour faire fonctionner le dispositif alternativement dans un sens et dans l'autre, il est préférable 'auprès les indications de niveaux, d'éloigner les résidus accumulés dans les compartiments des extrémités, éventuellement en tes séparant momentanément des compartiments voisins avec des vantes qui, pour ce type de fonctionnement, doivert outre prévue selon les besoins pour les passages de communication 8. la figure 2 montre l'utilisation du procédé selon l'invention pour la séparation par décantation de l'eau de lavage contenue dans deux citernes d'un pétrolier. Une pompe 22 aspire à travers une canalisation 23 et des vannes 24 et 25 l'eau sensiblenent propre du fond de l'une des deux citernes 26 et 27 et l'envoie à travers la canalisation 40 et les vannes 28 et 29 dans la partie inférieure de la seconde des deux citernes 26 et 27.Deux prises de trélèvement de mélange d'eau et de résidus 28 et 29 sont placées dans les parties supérieures des deux citernes et sont relies par deux canalisations 30 et 31 pouvant être fermées par des vannes 32 et 55 à 11 en trée d'une série de compartiments de décantation d'une cuve du type décrit ci-dessus.La scrtie de cette série de compartiments communique par deux canalisations 34 et 35 pouvant être fermées par des vannes 56 et 37, avec les citernes 26 et 27 en débouchant à un niveau compris entre celui des prises 28 et 29 et le niveau d'aspiration par la canalisation 23 dont les extrémités ouvertes sont indiquées en 38 et 39. les deux citernes sont unies de ballons d'expansion et de conduits d'évent de dimensions cnvenables avec des dispositifs de fer meture si l'installation comportant le dispositif selon l iri- vention nécessite la mise sous pression des citernes. L'appareil suivant le @ode de mise en oeuvre représenté fonctionne de la fason suivante. Après le choix préalable de la communi@ation avec la mer et éventuellement avec les évents pour les iceux citernes et apyres l'ouverture de la vanne 25 ou 29 et fermeture de la vanne 24 ou 28, la pompe 22 est mise en marche pour l'aspiration dans la citerne 27 et pour le refoulement dans la citerne 260 De l'eau relativement propre passe alors du fond de la citerne 27 à travers la pompe dans la citerne 26, et de façon @o@respondante, de l' eau principalement riche en résidus passe de la partie supérieure de la citerne 26 à la partie supérieure de la citerne 27 à travers la prise élevée 29 et la série de compartiments de décantation 18, la canalisation de sortie 34 et la vanne 37. les vannes sont dans les positions suivantes : les vannas 25, 29, 33 et 37 sont ouvertes et les vannes 24, 28, 32 et 29 sont fermées.Pendant le passage à travers les compartiments de la cuve, 11 eau riche en résidus flottants remonte iwans la partie supérieure de la citerne 26 et les résidus s'accumulent dans le compartiment de décantation, tandis que la partie intérieure de la citerne 26 est remplie progressivement d'eau propre provenant des couches inférieures de la citerne 27. Après un certain temps de fonctionnement, l'eau de la citerne 26 est pratiquement propre. 'eau de la citerne 27 doit ensuite être soumise au traitement décrit dans le cas de la citerne 26, ce qui est effectué conformément à l'invention par la seule commande des vannes. En cas de mer agitée ou de mélange excessif de résidus avec l'eau, le premier traitement peut être insuffisant et les opérations doivent être répétées, après avoir si cela est nécessaire évacué des compartiments de décantation la quantité nécessaire de résidus collectés, Le dispositif décrit ci-dessus dans ses lignes fondamentales peut être réalisé de différentes façons. En particulier, le dispositif de pompage ne devant pas créer de turbulences dans le mélange traité dans les compartiments de décantation, peut être réalisé de différentes façons, par exemple en plaçant la pompe de circulation en série avec les compartiments de la cuve de décantation à la sortie de la cuve.De cette façon, les turbulences provoquées par la pompe ont lieu seulement dans liteau sortant des compartimentsde décantation et non dans le mélange non encore traité. Dns ce cas, le dispositif d'épuration peut être utilisé pour une seule citerne, en aspirant l'eau contenant les résidus à la partie supérieure et en envoyant l'eau après son épuration dans la série de compartiments de décantation, dans la parti inférieure de la même citerne. Le dispositif de pompage ne provoquant pas de turbulences dans le mélange devant être épuré peut, suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'ir- vention, comporter un petit compresseur mettant sous pression l'espace supérieur d'une citerne pour faire passer l'eau contenue dans cette citerne en totalité ou en partie (à partir des couches supérieures) vers une autre citerne communiquant avec la première à travers un trajet constitué par la prise de prélèvement, de préférence située à la partie supérieure, et la série de compartiments de la cuve de décantation pour être décharnée de préférence dans la partie inférieure de la seconde citerne. Pour les différents aodes de mise en oeuvre de l'invention, la série de ocmpartiments de la cuve de décanta ion peut être lacée, conte le contre la figure 2, à un niveau non supérieur @ celui du @ quide contenu dans les citernes, ou au-dessus de ce niveau Dans ce cas, cette série de compartiments, au moins pour le démarrage du fonctionnement en siphon, nécessite le plus souvent la fermeture des conduits d'évent et des prises d'eau de mer (ce qui n'est pas nécessaire, par exemple, avec le mede de réalisation avec la pompe à la sortie de la cuve de décantation). les prises de prélèvement 28 et 29 sont représentées suivant deux modes de mise an oeuvre de l'invention à titre d'exemples sur les figures 3, 4, 5 et 6. la figure 3 concerne une prise à niveau fixe tandis que les figures 4, 5 et 6 représentent une prise à hauteur variable en fonction du niveau de l'eau à traiter la prise de la figure 3, utilisée pour le fonctionnenent avec un niveau fixe de l'eau, par exemple dans le cas d'une citerne complètement pleine, est montée oe façen que son bord supérieur 41 se trouve à peu de distance endessous du niveau 42 de l'eau, ce qui peut être effectué facilement en raccordant la prise à la canalisation 30 ou 31 de la figure 2 par un raccord suffisamment long 43, l'eau dans laquelle l'embouchure est immergée débordant par le bord 41 pour passer par les parties tubulaires 44 et 45 pour être conduite aux compartiments de la cuve de décantation. Cette prise ne convient cependant pas pour le fonctionnement en cas de niveau v'-riable. r cas de niveau variable, la prise peut comporter un dispositif à tuces télescopiques du type represen- te sur les figures 4, 3 et O suivant lesquelles le tube de canalisatin 51 com@u@@@ant avec la cuve de décantation est muni à l'extrémité supérieure d'un rebord circulaire 55 et à une certaf ne distance en-dessaus un aisque support 52 pour supporter tous les éléments tu@ulaires télescopiques 53 ainsi que l'élément @ extérieur 54 q-rend n ils sort en position inférieure re.Ies eléments tu@@laires 53 sont des cylindres verticaux comportant chacun à l'extrrmité Inférieure un rebord intérieur ci et à l'extrémité supérieure un rebord extérieur 509 L'élément tubulaire 54 est analogue aux éléments tubulaires 53 mais ne comporte pas de rebord supérieur et il est fixé à l'extrémité supérieure à un croisillon 62 qui est fIxé par un dispositif à vis 60 à un autre croisillon 67 aux extrémités des branches duquel sont fixés des flotteurs 680 Cintre le tube 51 et les éléments tubulaires 53 et 54 sont rlacés des joints sous la forme de bagues tcriques 59, au moins une bague torique étant placée entre deux éléments tubulaires successifs.Ces bagues toriques sont en caoutchouc ou en une ratière équivalente. L'élément tubulaire 54 ou le croisillon 7 est guidé par un guide vertical, non représenté, qui empêche les mouvements latéraux de l'ensemble pendant son déplacement vertical. Quand le niveau de l'eau varie, le croisillon 7 suit du fait des flotteurs 8 le niveau de l'eau en entraînant les éléments télescopiques 54 et 53 par les positions intermédiaires entre celles représentées sur les figures 4 et 5.Pendant ce mouvement, les bagues toriques 59 glissent le long des surfaces verticales en restant en contact avec les éléments verticaux par un réglage convenable du dispositif de fixation à vis 56, il est possible de maintenir la différence de niveau entre le bord supérieur de l'élément tubulaire 54 et la surface de 11 eau à la valeur voulue, cette différence de niveau restant pratiquement toujours la même pendant le fcnctiennement du dispositif. Pour un meilleur fonctionnement, il est préférable que les éléments tubulaires 53 aient une densité vo@sine de 1 pour que ces éléments aient peu d'influence du fait de leur poids sur les flotteurs 58 quand les Qléments se trouvent au-dessus du disque 52 et pendant le passaGe du liquide au-a9sus de l'ouverture de l'élément tubulaire 54. Bien entendu, la de@cription qui précède n'est pas limitative et 'invention peut être mise ne oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'or sorte de son cadre. REVENI > ICIONS 1. Procédé pour épurer de grandes quantités d'eau contenant des résidus huileux, convenant particulièrement pour l'épuration de l'eau ayant servi au lavage des citernes des navires pétroliers, caractérisé par l'envoi, sans provoquer de turbulence, de l'eau contenant les résidus huileux à travers une cuve de décantation, à une vitesse suffisamment faible pour permettre la séparation des résidus huileux du courant d'eau et l'accumulation de ces résidus dans la partie supérieure de la cuve de décan tation. 2. Procédé pour l'épuration de grandes quantités d'eau contenant des résidus huileux, convenant particulièrement pour l'évuration de Liteau ayant servi au lavage des citer nes des navires pétroliers, caractérisé par l'envoi sans provoquer de turbulence de l'eau contenant les résidus huileux à travers plusieurs compartiments disposés en série d'une cuve de décantation, chaque compartiment com muniquant avec les compartiments voisins uniquement à la partie la plus basse, a une vitesse suffisamment faible pour permettre la séparation des résidus huileux du cou rant d'eau et l'accumulation de ces résidus dans les parties supérieures des compartiments de décantation, 3.Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par la répétition au moins une fois du passage à travers la cuve de l'eau a-rant déjà été traitée. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'eau prnlevée des couches supérieures de l'eau à éXurer est seule soumise au traitement à travers la cuve de décantawton. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'envoi de 'eau à travers la cuve de décanta tion est effectué en prélevant l'eau à traiter dans une citerne et an renvoyant l'eau au moins partiellement épurée dans une autre citerne. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le passage de l'eau à travers la cuve de décan tation est effectué en envoyant l'eau purifiée du fait de son passage à travers la cuve de décantation dans la ci terne dans laquelle a été prélevée avant l'épuration et de préférence vers la partie inférieure de la citerne. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le passage de l'eau à épurer à travers la cuve de décantation est provoqué par l'envoi dans la partie basse de la citerne contenant l'eau à épurer d'une quan tité correspondante d'eau propre en provoquant ainsi une augmentation soit du niveau soit de la pression dans la citerne pour que l'eau soit refoulée à travers la prise de prélèvement convenablement disposée dans la citerne et communiquant avec la cuve de décantation. 8. Procédé selon l'une des revendications i à 6, caractérisé en ce que le passage de l'eau à épurer à travers la cuve de décantation est provoqué par la mise sous pression avec un gaz comprimé de la citerne afin que l'eau soit refoulée à partir de la citerne à travers la prise de prélèvement communiquant avec la cuve de décantation. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le passage de l'eau à épurer à travers la cuve de décantation est provoqué au moyen d'un système de pompage tel qu'une pompe montée en série à la sortie de la cuve de décantation afin que l'aspiration de l'eau provoque l'aspiration à travers la cuve d'une nouvelle quantité de mélange à épurer par décantation de façon que seule l'eau sortante déjà épurée traverse la pompe, et que le mélange d'eau et de résidus huileux ne traverse pas la pompe. 10. Appareil pour épurer de grandes quantités d'eau contenant des résidus huileux, convenant particulièrement pour l'épuration de liteau ayant servi au lavage des citernes des navires pétroliers par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'appareil ne provoque pas de turbulence dans le mélange d'eau et de résidus flottants à traiter, le mélange traversant un trajet forcé long comportant une cuve de décantation avec au moins un compartiment de dêcantation. il Appareil selon la revendicati@n 1C, caractérisé en ce que la cuve de décasstatien comporte au moins deux comparti ments de décantation en série. 12. Appareil selon l'@ne des revendications 10 et 11, carac térisé en ce que la cuve de décantation comporte un réci pient complètement fermé en dehors de l'entrée pour le mélange à traiter et de la sortie pour l'eau épurée par décantation, la cuve ayant des dimensions telles qu'il ne se produise pas de turbulence excessive dans le courant de mélange, l'entrée et la sortie étant situées dans la partie inférieure de la cuve, la cuve ayant à la base une aire suffisamment importante par rapport à la quantité d'eau à traiter oXr permettre la séparation du fait de la différence de densité des résidus flottants contenus dans le mélange, la cuve ayant une hauteur suffisante par rapport au volume de résidus devant être collectés avant leur décharge de la cuve par un moyen tel que l'aspiration, la cuve étant @unie d'u dispositif Indiquant la quantité de résidus collectés jur Permettre l'évacuation des résidus pendant @nterr@@tion du traitement d'épuration, et la cuve comportant de plus un dispositif à évent. 13. Appareil selon l'une des @evendications 10 à 12, caracté risé en ce que le dispositif pour faire circuler le mélange à travers la cuve de décant tion comporte en serie avec la cuve dans la canalisation de sortie de l'eau épurée par décantstion un dispositif de pompage tel qu'une pompe afin que les vuruulces pouvant être provoquées par le dispositif de @@mpage aient lieu seulement dans l'eau déja épurer et nc; ; ans Te rélange d'eau et de résidus à épurer, l'entrée de la cuve de décantation communiquant avec le mélange épurer afi; que l'aspiration établie par le dispesitif de pompage aspire le lange à traiter. 14. Appareil selon l'une des revendications 10 à 13, carac térisé en ce que l'eau épurée par décantation passe de la sortie de la cuve de décantation vers la partie in férieure du excipient dans lequel le mélange situé dans la partie la plus élevée du récipient est prélevé pour le passage dans la cuve de décantation, afin d'établir un circuit fermé de décantation 15.Appareil selon la revendication 14, carctérisé en ce que le dispositif pour faire circuler le mélange à travers la cuve de décantation comporte un dispositif de pompage envoyant dans la partie inférieure du récipient contenant le mélange à épurer un volume d'eau propre pour que cette eau provoque le refoulement d'un volume corespon- dant d'eau à épurer à partir du récipient à travers un conduit de sortie comportant une prise située de préfé rence dans la partie supérieure du récipient, ce conduit communiquant avec l'entrée de la cuve comportant au moins un compartiment de décantation. 16. Appareil selon l'une des revendications 10 à 15 caracté risé en ce que le dispositif faisant circuler le mélange à travers la cuve de décantation comporte un dispositif pour la mise sous pression au moyen atun gaz comprimé du récipient contenant le mélange à épurer, et une prise de prélèvement com!auniquant avec Ta cuve de décantation pour le passage de l'eau à épurer vers la cave. 17. Appareil selon l'une des revendications 10 à 16, caracté risé en ce que la prise de prélèvement est en position fixe légèrement en-dessous du niveau iu mélange contenu dans le récipient, cette prise étant rglable an hauteur pour permettre de modifie l'épai.srne r se la veine de liquide pénétrant dans la prise. 18. Appareil selon l'une des revendications 10 à 16, caracté risé en ce que la prise 5 rélèvetrien du mélange est fixée dansla partie la plus basse du rôcip ient pour per mettre d'étendre le traitenent à tout le contenu du réci Plant. 19a Appareil selon l'une des revendications 10 à 16, carac térisé en ce que 13 prise de prélèvement est formée pour que son bord supérieur suive les variations du niveau du mélange dans la rc1piant, de façon que ce bord supé rieur se trouve toujours un peu en-dessous de la surface supérieure du mélange afin que le mélange soit touJours prélevé des couches supérieures du mélange contenu dans le récipient. 20. Appareil selon l'une des revendications 10 à 16, carac térisé an ce que la prise de prélèvement est constituée par un ensemble de tubes télescopiques, le tube télesco pique intérieur co-uniquant avec la cuve de décantation et le tube extérieur étant fixé à un dispositif à flot teurs pour le maintien du bord supérieur du tube extérieur un peu an-dessous du dispositif à flotteurs, l'étanchéitê entre les tubes consécutifs étant assurée par des bagues toriques en matière élastique telle que du caoutchouc à faible coefficient da frottement, et l'alignement des différents tubes télescopiques étant assuré par un guide vertical fixe dans lequel peut se déplacer le tube le plus extérieur et par des éléments de centrage formés sur les tubes télescopiques.