Brevet FR2122564A1 — publié le 19720901

-1 - 2122564 L'invention concerne un procédé de purification chimique des eaux résiduaires par précipitation, en particulier de précipitation chimique de phosphates ou de production d'autres processus de floculation, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. 5 L'eau traitée dans certains dispositifs connus de ce type est dirigée vers le bas du bassin, directement au-dessus du fond et au centre de ce dernier. Un agitateur rapide situé au-dessus de l'arrivée mélange intimement à 1'emplacement de cette dernière le précipitant nécessaire additionné et les eaux devant être purifiées. 10 . Le mélange des eaux et du précipitant est ensuite dirigé vers le haut dans une partie intérieure tubulaire du bassin, puis, par un trop-plein, dans une autre couronne extérieure également circulaire, entourant la partie, intérieure tubulaire, et finalement il est ramené vers le bas, c'est-à-dire vers le fond du bassin. 15 La boue de floculation se forme dans ladite partie in térieure tubulaire après addition du précipitant. Cette boue doit d'abord être transportée vers le haut dans ce tube avant de pouvoir être amenée à se précipiter naturellement après inversion du sens de sa circulation. Une partie de cette boue accumulée au fond du bassin est diri-20 gée par plusieurs ouvertures vers l'extrémité inférieure d'entrée de la partie tubulaire intérieure dans le but d'améliorer l'efficacité du précipitant qu'elle contient encore. Ces dispositifs connus ont cependant l'inconvénient qu'il est relativement difficile de commander l'arrivée des eaux résiduaires, 25 le processus de mélange, le mélangeur se trouvant au fond du bassin et le recyclage de la boue de floculation. L'invention a pour objet un procédé et un dispositif qui évitent ces inconvénients, c'est-à-dire dans lesquels la boue de floculation se dépose également dans le bassin, tous les processus essen-30 tiels peuvent être contrôlés facilement et en permanence et de plus, le processus naturel de dépôt de la boue de floculation est favorisé. Selon une particularité essentielle du procédé de l'invention, les eaux résiduaires devant être traitées et le précipitant sont dirigés dans une zone située à la partie supérieure d'un bassin 35 et dans laquelle ils sont étroitement mélangés, puis le mélange est dirigé vers le bas à travers une zone de floculation dans une zone de sédimentation dans laquelle la boue de floculation se dépose et l'eau débarrassée de cette boue est dirigée vers le haut dans une zone d'eau pure qu'une cloison disposée dans le bassin sépare des zones de mélange 40 et de floculation. 72 01957 - 2 - 2122564 Les eaux devant être traitées et le précipitant sont dirigés de préférence sur un mélangeur à centrifugation situé immédiatement sous le niveau des eaux traitées pour être intimement mélangés. Il est possible d'améliorer avantageusement le rendement du précipitant en renvoyant dans la zone de mélange une partie de la boue de sédimentation par au moins une conduite montante atteignant la zone de sédimentation, de préférence en utilisant l'effet d'aspiration produit par le mélangeur à centrifugation coopérant avec la conduite montante pour diriger sur ce' mélangeur une partie de la boue de floculation qui s'est déposée. Selon une particularité essentielle du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, une cloison qui monte au-dessus du niveau atteint par l'eau en service et qui descend jusque dans la zone de sédimentation divise un bassin en une première chambre qui contient les zones de mélange et de floculation et une seconde chambre voisine de la première et contenant la zone d'eau pure et un conduit d'arrivée dirige les eaux à traiter et le précipitant dans la zone de mélange qui est située à la partie supérieure de la première chambre et dans laquelle se trouve un mélangeur des eaux à traiter et du précipitant . La cloison divise de préférence le bassin en une première chambre centrale contenant les zones de mélange et de floculation et en une seconde chambre entourant la première et contenant la zone d'eau pure. Le mélangeur comporte avantageusement une centrifugeuse située immédiatement sous le niveau des eaux traitées. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe axiale d'un premier exemple de réalisation du dispositif de l'invention ; la figure 2 est une vue en plan du dispositif de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe axiale d'une variante de réalisation du dispositif de l'invention ; et la figure k est une vue en plan du dispositif de la figure 3- Iâ dispositif représenté sur les figures 1 et 2 comporte un bassin tronconique 1 qu'une cloison 4 montant au-dessus du niveau 2 que l'eau atteint en service et descendant dans la zone 3 de sédimentation divise en une première chambre centrale 7 contenant la zone 72 01957 2122564 5 de mélange et la zone 6 de floculation et une seconde chambre 9 entourant la première et contenant la zone 8 d'eau pure. ' Un conduit 10 d'amenée des eaux à traiter et du précipitant dans la zone 5 de mélange située à la partie supérieure de la 5 première chambre 7 débouche directement à l'aspiration d'une centrifu geuse 11 d'un mélangeur 12 se trouvant immédiatement sous le niveau 2 que les eaux atteignent en service. la centrifugeuse 11 du mélangeur est disposée suffisamment bas sous le niveau 2 pour qu'elle n'introduise pas d'oxygène dans l'eau pendant le mélange. 10 Le précipitant étant introduit par un conduit 13 dans le conduit 10 d'arrivée des eaux résiduaires dès avant l'admission dans la centrifugeuse 11, il subit un premier mélange grossier avec l'eau devant être purifiée de ce point d'arrivée jusqu'à l'aspiration de la centrifugeuse 11. ^ Après avoir été intimement mélangés par la centrifugeuse 11, l'eau et le précipitant descendent de la zone 5 de mélange dans la zone suivante 6 dans laquelle la circulation tourbillonnaire provoquée par la centrifugeuse 11 produit la floculation et la séparation des produits solides. 20 Un déflecteur 14 destiné à améliorer le courant mélan geur et disposé dans la zone 6 de floculation est réalisé de manière que le mélange d'eau et de précipitant suive un mouvement en hélice en traversant cette zone 6. la boue de floculation qui se forme ayant une densité 25 supérieure à celle de l'eau, elle se dépose dans la zone 3 de sédimen tation. Ensuite, l'eau débarrassée de la boue remonte dans une zone 8 d'eau pure que la cloison 4 disposée dans le bassin 1 sépare des zones 5 et 6 de mélange et de floculation. Un déversoir 15 d'évacuation des eaux résiduaires purifiées chimiquement est disposé à l'extrémité su-30 périeure de la zone 8 d'eau purifiée. Une conduite 16 montant de la zone 3 de sédimentation à l'aspiration de la centrifugeuse 11 du mélangeur est destinée à recycler de manière réglable dans cette dernière la boue de floculation qui s'est déposée dans cette zone 3 afin que le précipitant actif encore 35 présent dans cette boue puisse être utilisé dans le processus continu de floculation. la force d'aspiration produite par la centrifugeuse 11 ramène continuellement dans la zone mélangeuse 5 une quantité réglable de la boue de floculation qui s'est déposée. Cette quantité peut être un multiple du débit de l'installation. Ce recyclage continu per-40 met de réutiliser le précipitant actif que la boue contient encore et 72 01957 - 4 - 2122564 donc d'en réduire la consommation. Une partie de l'eau préalablement purifiée étant également entraînée dans ce circuit, l'eau brute est continuellement diluée avec elle dans la zone 5 de mélange et donc les à-coups de charge sont ainsi compensés. , Une évacuation 17 élimine de la zone 3 de sédimentation, en fonction de son taux d'accumulation, la boue que le processus de floculation produit en continu. Une commande à deux cellules photo-électriques peut, par exemple, automatiser le dispositif 17 d'évacuation de la boue. Lorsque la surface de la boue monte au niveau de la cellule photo-électrique supérieure, la coupure du faisceau lumineux ouvre la vanne d'évacuation. Celle-ci reste ouverte jusqu'à ce que la surface descendante de la boue laisse passer le faisceau lumineux sur la cellule photo-électrique inférieure et que la vanne se ferme. La séparation marquée de l'eau et de la boue dans la zone correspondante permet d'automatiser complètement l'évacuation de la boue. Le dispositif représenté a l'avantage essentiel que toutes les étapes du processus de floculation, telles que le mélange, la floculation, la sédimentation et le recyclage^ ont lieu dans un seul appareil et nécessitent relativement peu de place. Les eaux devant être traitées étant introduites dans la zone 5 de mélange immédiatement sous le niveau 2 qu'elles atteignent en service, le contrôle nécessaire peut être assuré en permanence. La disposition du mélangeur 12 à la hauteur du niveau 2 de l'eau lui permet d'être toujours accessible pour être contrôlé, sans qu'il soit nécessaire de vider le bassin 1. Elle permet également d'éviter les longs arbres de commande. Le mélangeur n'ayant à refouler pratiquement contre aucune hauteur manométrique, l'effet atteint de mélange et de mise en circulation est important. La réalisation du dispositif de l'invention favorise dès la zone 6 de floculation la sédimentation naturelle de la boue de floculation qui se forme après addition du précipitant. La rotation produite dans cette zone favorise également le processus de floculation. Le second exemple de réalisation du dispositif de l'invention représenté sur les figures 3 et 4 ne diffère essentiellement de celui des figures 1 et 2 que par la différence de la forme du bassin 1. IL n'a donc pas à être décrit en détail, car tous ses éléments correspondent à ceux du mode de réalisation précédent. Tous les éléments identiques portent les mêmes références que ceux des figures 1 et 2. 31 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux dispositifs décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. 72 01957 _5_ 2122564 REVENDICATIONS 1. Procédé de purification chimique des eaux résiduaires par précipitation, en particulier de précipitation chimique de phosphates et de production d'autres processus de floculation, caracté- 5 risé en ce que les eaux résiduaires devant être traitées et le préci pitant sont dirigés dans une zone située à la partie supérieure d'un bassin et dans laquelle ils sont étroitement mélangés, puis le mélange est dirigé vers le bas à travers une zone de floculation dans une zone de sédimentation dans laquelle la boue de floculation de dépose et l'eau 10 débarrassée^ de cette boue est dirigée vers le haut dans une zone d'eau pure qu'une cloison disposée dans le bassin sépare des zones de mélange et de floculation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les eaux devant être traitées et le précipitant sont dirigés sur 15 un mélangeur à centrifugation situé immédiatement sous le niveau des eaux traitées pour être intimement mélangés. 3« Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins un conduit montant pénétrant dans la zone de sédimentation renvoie dans la zone de mélange une partie de la boue 20 de floculation qui s'est déposée par sédimentation. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3» caractérisé en ce que l'aspiration produite par la centrifugeuse du mélangeur coopérant avec le conduit montant est utilisée pour renvoyer sur ce mélangeur une partie de la boue de floculation qui s'est déposée 25 par sédimentation. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le précipitant est additionné aux eaux devant être traitées et un conduit d'arrivée le dirige avec celles-ci dans la zone de mélange. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 30 que des déflecteurs disposés dans la zone de floculation font suivre dans celle-ci un parcours hélicoïdal au mélange d'eau à purifier et de précipitant. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une cloison qui monte au-des- 35 sus du niveau atteint par l'eau en service et qui descend jusque dans la zone de sédimentation divise un bassin en une première chambre qui contient les zones de mélange et de floculation et une seconde chambre voisine de la première et contenant la zone d'eau pure et un conduit d'arrivée dirige les eaux à traiter et le précipitant dans la zone de h,0 mélange qui est située à la partie supérieure de la première chambre 72 01957 - 6 - 2122564 et dans laquelle se trouve un mélangeur des eaux à traiter et du précipitant . 8. Dispositif selon la revendication 7j caractérisé en ce que la cloison divise le bassin en une première chambre centrale 5 contenant les zones de mélange et de floculation et en une seconde chambre entourant la première et contenant la zone d'eau pure. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le bassin a une forme conique ou tronconique ou une forme pyramidale ou en tronc de pyramide, dont la section croit vers le haut 10 et dont l'axe de symétrie est vertical. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mélangeur comporte une centrifugeuse située immédiatement sous le niveau que l'eau atteint en service. 11. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 10, 15 caractérisé en ce qu'au moins un conduit montant de la zone de sédi mentation dans la zone de mélange recycle dans cette dernière la boue de floculation qui s'est déposée dans la zone de sédimentation. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le conduit montant est relié à l'aspiration de 20 la centrifugeuse du mélangeur. 13. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 10, caractérisé en ce que le conduit d'amenée des eaux à épurer est relié à une arrivée de précipitant en amont de sa jonction à l'aspiration de la centrifugeuse du mélangeur. 25 14. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la zone de floculation comporte des déflecteurs réalisés de manière que le mélange d'eau et de précipitant suive un mouvement en hélice en traversant cette zone de floculation. 15. Dispositif selon la revendication 7j caractérisé 30 en ce que la zone de sédimentation comporte une évacuation de la boue de floculation.