Brevet FR2115053A1 — publié le 19720707

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'injection de fluides dans un bassin de flottation, où la flottation est réalisée par détente d'un liquide saturé de gaz sous pression dans le liquide à traiter contenant des parti-5 cules en suspension . Le procédé ainsi que le dispositif suivant l'invention , sont applicables , en particulier, en traitement des eaux, à la flottation d'eaux préalablement floculées, la flottation étant réalisée par injection , dans le bassin de flottation , 10 d'eau saturée d'air sous pression . Divers dispositifs ont déjà été réalisés pour injecter l'eau saturée d'air sous pression dans l'eau à traiter par bassins de flottation utilisés en traitement des eaux . Certains comportent une entrée commune pour 1'eau à traiter et 1'eau satu-15 rée d'air sous pression, à la base du bassin de flottation par des tubulures concentriques ayant une entrée soit verticale , soit horizontale et tangentielle au pot d'injection ; d'autres comportent , pour l'eau à traiter et l'eau saturée d'air sous pression, des entrées différentes qui sont , soit horizontales et tangen-20 tielles au " pot " d'injection, en des points différents , au même niveau , soit horizontales et perpendiculaires au " pot " d'injection en des points et à des niveaux différents ; d'autres encore comportent une entrée verticale de l'eau à traiter et une entrée horizontale de l'eau saturée d'air sous pression, tangen-25 tielle ou perpendiculaire au "pot" d'injection, à des niveaux nettement différents , de quelques dizaines de centimètres par exemple. çeg différents dispositifs connus présentent tous l'inconvénient de provoquer des turbulences locales assez fortes 30 dans l'eau floculée, lesquelles détériorent les particules floculées (ou floc) fragiles qui, fractionnées et ne pouvant plus se reconstituer , ne sont plus alors susceptibles d'être flottées„ Ces dispositifs connus conviennent donc dans le cas d'un floc solide qui ne se détériore pas ; ils sont par contre inutilisa-35 bles dans le cas des flocs fragiles rencontrés particulièrement en traitement des eaux . D'autre part, dans ces différents dispositifs connus , la détente directe de l'air sous pression estréalisèe à travers un seul élément de détente dans l'enceinte de traite-40 ment , entraine la formation de grosses bulles qui diminuent 70 42486 2115053 l'efficacité de la flottation . La présente invention permet d'éviter ces inconvénients . Elle consiste essentiellement à introduire, dans une enceinte, de préférence de forme circulaire en section, à la 5 "base de laquelle est amenée l'eau floculée, l'eau saturée d'air sous pression hors de l'épanouissement de la veine liquide constituée par l'eau floculée, ce qui évite de créer une turbulence parasite dans l'eau floculée et permet de conserver la cohésion du floc et à réaliser une détente étagée de l'eau saturée d'air sous 10 pression, avant son introduction dans l'enceinte en vue de provoquer la division de l'air sous forme de microbulles, au sein du floc, ces microbulles étant réparties de façon homogène dans la masse d'eau floculée. Le procédé de l'invention peut avantageusement 15 être réalisé au moyen d'un dispositif qui comprend une capacité dite " pot d'injection " , avantageusement de section circulaire et destinée à être placée à la base du bassin de flottation, dispositif caractérisé en ce qu'à la base du pot d'injection débouche axialement la tubulure d'arrivée d'eau floculée à traiter , 20 et qu'une tubulure horizontale d'arrivée de l'eau saturée d'air sous pression y débouche dans une direction excentrée non tangen-tielle telle que le jet d'eau saturé d'air sous pression ne rencontre pas le jet d'eau à traiter, cette dernière tubulure comportant , à proximité immédiate du pot d'injection, un dispositif ré-25 alisant la détente étagée de l'eau saturée d'air sous pression . Les divers caractéristiques et avantages de l'in vention ressortiront de la description qui va suivre , faite en référence aux Fig. 1 à 5 du dessin annexé, de différentes variantes du dispositif , objet de l'invention. 30 II est bien précisé qu'il s'agit uniquement d'exemples et que toutes autres formes , proportions et dispositions pourraient être' adoptées sans sortir du cadre de l'invention.. L'exemple traité se rapporte au cas de flottation d'eau floculée , mais l'invention n'est évidemment pas restreinte à cet exemple . 35 Suivant un mode préféré de réalisation, le dis positif, objet de l'invention , consiste en un pot d'injection a de section circulaire , de forme cylindrique(Fig.1) ou tronconique ( Fig. 4-)placé à la base du bassin de flottation b. L'eau floculée à traiter 70 42486 3 2115053 est introduite verticalement au fond du " pot d'injection " en son centre , par une tuyauterie ç , avec une vitesse pouvant être par exemple de 1m/seconde . A proximité du fond du pot est introduite par une tuyauterie d horizontalement et suivant une direc-5 tion excentrée non tangentielle l'eau saturée d'air sous pression qui peut être une fraction recyclée de l'eau traitée ; la vitesse d'entrée de cette eau saturée d'air est par exemple de 1 à 2,5 m/seconde . La veine liquide représentéeschématiquement en e j constituée par l'eau floculée à traiter s'épanouit dans le 10 pot d'injection , laissant à sa périphérie une zone morte f dans laquelle est précisément injectée l'eau saturée d'air sous pression ; de cette façon l'énergie due à la vitesse et à la détente de l'eau saturée d'air sous pression est absorbée dans la zone morte sans modifier l'écoulement de l'eau floculée. De plus, 15 grâce à l'injection excentrée de l'eau saturée d'air sous pression , la résultante des deux jets devient légèrement oblique , ce qui a pour autre effet avantageux un meilleur étalement en surface de la veine liquide , d'où une moindre déformation de cette surface , ce qui permet de ne pas altérer la cohésion des matiè-20 res flottées , se rassemblant à la surface du liquide dans le bassin de flottation . Par ailleurs, pour éviter la formation de grosses bulles par détente brusque de l'eau saturée d'air sous pression et obtenir au contraire la formation de microbulles avec 25 un certain retard et seulement à l'intérieur même du floc, la tubulure d'amenée d d'eau saturée d'air comporte un système de détente approprié qui évite les trop fortes cavitations et étage la détente . Ce système peut être constitué par deux vannes successives (Fig.3) g , h , disposées à proximité immédiate du 30 pot d'injection . Le dispositif ainsi réalisé permet une répartition homogène des microbulles dans l'eau floculée . Suivant une autre variante , représentée à la Fig.4- , du dispositif objet de l'invention , le système de détente adapté sur la tubulure d d'injection d'eau saturée d'air 35 sous pression consiste en une vanne i et une tuyère . Surveat encore une autre variante représentée à la Fig.5, le système de détente adapté sur la tubulure d'injection d'eau saturée d'air sous pression consiste en une vanne k et un /segme£td^1gggg^|r^griable dont le diamètre est inférieur 40 à celui de la tubulure . 70 42486 4 2115053 Dans les diverses formes de réalisation du dispositif objet de l'invention , la tubulure d'injection d'eau saturée d'air sous pression , est disposée de préférence à quelques centimètres au-dessus du fond du pot d'injection . Ces diverses variantes du dispositif objet de l'invention permettent d'accroître très sensiblement l'efficacité d'une flottation et s'appliquent en particulier au traitement des eaux floculées . 70 42486 2115053 REVENDICATIONS 1) Procédé pour réaliser l'injection de fluides dans un bassin de flottation où la flottation est réalisée par détente , dans le liquide à traiter contenant des particules en suspension, d'un li- 5 quide saturé de gaz sous pression, procédé qui consiste à introduire , dans une enceinte de préférence de forme circulaire en section , à la base de laquelle est amené le liquide à traiter, le liquide saturé de gaz sous pression hors de la veine liquide constituée par le liquide à traiter et à provoquer, avant son introduc-10 tion dans l'enceinte , une détente étagée du liquide saturé de gaz sous pression. 2) Dispositif pour la mise en oauvre du procédé suivant 1) qui consiste en une capacité ouverte à sa partie supérieure, dite "pot d'injection" , de section de préférence circulaire, destinée 15 à être placée à la base du bassin de flottation, recevant de préférence axialement à sa base le liquide à traiter et comportant latéralement une tubulure horizontale d'injection de liquide satu-Té en gaz , de direction excentrée non tangentielle, telle que le jet horizontal ne rencontre pas immédiatement le jet vertical de 20 liquide à traiter. 3) Dispositif suivant 2, dans lequel la tubulure horizontale d'introduction de liquide saturé de gaz sous pression comporte deux vannes successives placées à proximité immédiate du pot d'injection , lesdites vannes réalisant une détente étagée du liquide 25 saturé de gaz sous pression . 4) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3 dans lequel la tubulure horizontale d'introduction de liquide saturé de gaz sous pression comporte une vanne et une tuyère . 5) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 30 dans lequel la tubulure horizontale d'introduction de liquide saturé de gaz sous pression comporte une vanne et un segment de tuyaute riefte longueur variable dont le diamètre est inférieur à celui de la tubulure . 6) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5 35 dans lequel le pot d'injection est de forme tronconique . 7) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6 dans lequel le pot d'injection est de forme cylindrique . 8) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7 dans lequel la tubulure d'injection d'eau saturée d'air sous 70 42486 e 2115053 pression est disposée au voisinage du fond du pot d'injection. 9) Application du procédé suivant 1) et du dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à b à la flottation d'eaux préalablement floculées , le liquide saturé de gaz sous pression étant de l'eau, éventuellement constituée par une fraction de l'eau traitée recyclée, saturée d'air sous pression .