Brevet FR2174692A1 — publié le 19731019

La présente invention concerne un dispositif ou appareil en vue du traitement d eaux résiduaires ou d'eaux usées en vue de la séparation des particules graisseuses en suspension au sein du milieu liquide. On cherche, avant de soumettre les eaux résiduaires a un traitement d'épuration notamment par voie biochimique, a séparer de cette eau les partic ules ou vesicules graisseuses en suspension dans le milieu liquide et qui représenteraient un accroissement considérable de la demande biochimique en oxygène (DBO) et risqueraient d'entrainer des perturbations dans le fonctionnement de l'instaIla- tion de traitement, qu'il stagisse d'un filtre bactérien ou d'une installation à boues activées. Dans les techniques actuellement mises en oeuvre on procède à la séparation des particules graisseuses par flottaison, les graisses entrainées ensirface étant séparées du milieu liquide. Pour accélérer l'entrainement des particules graisseuses on procède à un apport d'air dans le milieu liquide, soit par insufflation d'air comprimé au sein du bassin ou cuve contenant les eaux à traiter, soit par aération superficielle au moyen d'une turbine; cette dernière technique est généralement préférée pour son efficacité supérieure car elle augmente les probabilités de rencontre entre les bulles d'air et les particules graisseuses et elle a en outre cet avantage de provoquer par un effet de projection et agglutimation des particules qui s'agglomèrent entre elles et recueillent également des matières en suspension; le milieu liquide est lui meme entrainé en rotation périphérique jusqu a la zone d'élimination superficielle de la couche de particules graisseuses maintenues en surface, La présente invention vise à améliorer l'efficacité des dispositifs de ce type en prévoyant des moyens aptes à accroitre considérablement les chances de rencontre entre les particules graisseuses avec les bulles d'air créees par la turbulence de la turbine, ces bulles entrainant en suspension à la surface les particules de graisse rencontrées et agglomérées entre elles. A cet effet l'invention concerne un dispositif et une installation pour le traitement d'eaux résiduaires ou eaux usées, en vue de la séparation des particules de graisse en suspension dans le milieu liquide, du type comportant une cuve de traitement alimentée par une tubulure d'entrée de Effluent à traiter et une seconde tubulure de sortie pour llévacuation de l'effluent rès traitement, la cuve étant associée à une turbine d'aération superficielle, caractérisé en ce que la cuve comporte une cloison intérieure de forme générale cylindrique cons tituant une jupe entourant l'aérateur et descendant sensiblement au-dessous du niveau du fil de l'eau, la dite jupe étant apte à séparer la partie supérieure de la cuve en une zone intérieure ou zone de turbulence et une zone périphérique annulaire ou zone de tranquillisation, la jupe cylindrique étant prévue avec des ouvertures ou lumières de forme allongée disposées sur le pourtour de sa paroi selon un plan horizontal situé légèrement en dessous du fil de l'eau. De préférence la turbine d'aération superficielle est disposée au droit d'une cheminée centrale débouchant à proximité de la base de forme tronconique de la cuve. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention la cuve de traitement comporte un compartiment intérieur communicant avec le milieu liquide contenu dans la cuve par un déversoir à hauteur réglable, ce compartiment étant relié à une tubulure d'évacuation. Le compartiment intérieur sert à la récupération et l'élimination des eaux chargées en particules de graisse concentrées et agglomérées et qui sont ainsi séparées du milieu à traiter. De préférence la jupe se prolonge au-dessous du niveau du fil de l'eau d'une profondeur de l'ordre de 50 centimètres. De préférence encore les lumières ou orifices disposés dans la jupe ont la forme d'ouvertures rectangulaires disposées sur le pourtour de la jupe cylindrique suivant un plan horizontal, ces lumières ayant une largeur de quelques centimètres et étant disposées à faible distance en dessous du fil de l'eau. Le dispositif réalisé selon l'invention permet dans une seule et meme cuve de déterminer deux enceintes en communication mais correspondant à deux fonctions différentes. La première enceinte ou enceinte intérieure contenant la turbine d'aération est la zone active ou sont créées les intéractions bulles-particules; dans cette enceinte naft la recirculation intérieure de l'effluent traité qui remonte par la cheminée centrale étant appelé par l'effet de projection de la turbine et se trouve ensuite recirculé de la partie centrale vers le fond de la cuve à l'extérieur de la cheminée. Dans la zone annulaire définie par la paroi de la jupe d'une part et la paroi de la cuve d'autre part on obtient une zone detranquillisation où peut s'effec tuer la séparation des graisses et leur rassemblement en surface; la jupe de séparation grâce aux lumières calibrées qui sont disposées circonférentiellement à quelques centimètres sous le fil de l'eau permet de cantonner la turbulence à la zone centrale en utilisant dans le meme temps et au sein du meme appareil la zone périphérique annulaire pour la récupération automatique des particules graisseuses ramenées et charriées en surface; on obtient ainsi une communication constante entre la zone centrale ou s'effectue l'in- teraction particules et bulles d'air et la zone annulaire où sont rassemblées les particules de graisses flottées; cette communication se fait par les ouies ou lumières disposées sur le pourtour de la jupe et également par la zone inférieure immergée, c'est à dire sous la base de la jupe où les bulles d'air sont entralnées par les courants de recirculation provenant de la turbine centrale. Par ailleurs l'équilibre des diverses parties composant cet ensemble permet de déterminer dans la zone annulaire périphérique correspondant à l'entraf- nement des graisses un courant lent qui provoque le cheminement des graisses jusqu'au niveau du déversoir. Ce déversoir est disposé diamétralement dans la zone annulaire et rejoint la jupe d'une part et la paroi interne de la cuve d'autre part. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de rdalisation préférentielle de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe transversale d'une cuve de séparation conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en plan de la cuve selon la figure 1. La cuve 1 peut etre réalisée en matière plastique armée comme dans le cas de la figure représentée mais peut également être réalisée en béton armé; la cuve 1 se compose d'une partie cylindrique 2 reposant sur une base ou radier tronconique 3. Sur la partie supérieure on a prévu une couverture 4 pourvue en son centre d'une ouverture ou prise d'air 5. Au couvercle est suspendu par une armature appropriée 6 un moteur 7 pourvu d'un réducteur entrainant en rotation la turbine 8. Cette turbine sera de préférence conforme aux caractéristiques décrites dans le brevet français numéro 69 19.983 au nom de la Société demanderesse. Une jupe cylindrique 9 est également suspendue à une armature 10 solidaire de la partie supérieure de la cuve. Cette jupe délimite deux zones une zone centrale 11 et une zone annulaire 12, ces deux zones étant concentriques. La jupe se prolonge en dessous du fil de l'eau sur une profondeur de tordre de 50 centimètres, et elle comporte à quelques centimètres au dessous du fil de l'eau un certain nombre de jours ou lumières 13, 13' constitués d'ouver tures allongées et rectangulaires se succédant sur le pourtour de la jupe selon un plan horizontal. Une cheminée d'aération 14 est disposée au centre de la cuve et elle est de préférence suspendue à l'armature 6 à la verticale de la turbine 8. La turbine 8 provoque des courants de circulation conforme aux flèches F 1 représentées sur la figure 1. L'effluent débouche au sein de la zone centrale 11 par la conduite 15 d'arrivée des effluents. Sur la périphérie ou dans la zone annulaire 12 est prévu un bac intérieur 16 pour l'évacuation des particules graisseuses de l'ensemble de traitement par la conduite 17. Le bac 16 communique avec le plan supérieur de l'eau en traitement contenue dans la cuve par un déversoir 18 à niveau réglable. L'eau traitée quitte la cuve par la conduite 19 plongeant dans l'enceinte annu laire et pourvmed'un déflecteur 20 pour l'élimination des particules graisseuses entraînées en surface vers le bac 16. Les eaux grasses sont introduites dans la partie centrale 11 par le conduit d'arrivée des effluents 15 et les eaux nouvelles à traiter se mélangent aux eaux en cours de traitement. L'aérateur entraîne la circulation de l'ensemble du milieu contenu dans la cuve par la cheminée centrale et répartit ce mélange en surface avec turbulence. Le zone centrale 11 ou zone de turbulence est le lieu de rencontre des bulles d'air formées par l'aérateur et des particules ou vesicules graisseuses en suspension dans le milieu liquide; ces particules passent de la zone de turbulence à la zone de tranquillisation en utilisant d'une part les ouies ou lu misères pratiquées dans la jupe sous le fil de l'eau ou en contournant le bas de la jupe étant entrainée avec les bulles d'air par les courants de recirculation provoqués par l'aérateur arrivant dans la zone de tranquillisation ou zone périphérique annulaire; les particules graisseuses agglomérées entre elles sont entraînées rapidement à la surface ou elles suivent le parcours annulaire selon la flèche F 2.Les graisses passent le seuil du déversoir au fur et à mesure de la montée en charge de la cuve du fait de l'alimentation et de l'arrivée d'effluent frais, la récolte du gâteau de particules graisseuses flottées est donc automatique et alimente le bac de récupération 16. Le dispositif selon l'invention permet d'utiliser les avantages conventionnels des aérateurs de surface en permettant une préaération bénéfique quant à l'action épuratrice ultérieure des flores bactériennes. Surtout le dispositif selon l'invention permet d'obtenir un rendement dans la séparation des particules graisseuses qui s'est révélé être deux à trois fois supérieur à ceux obtenus par les séparateurs conventionnels fonctionnant par simple différence de densité. Il facilite en outre l'élimination du milieu d'un nombre important de particules solides qui sont absorbées ou entraînées sur les particules de graisse entrainées par flottaison. La description qui précède n'ayant été donnée qu'à titre d'exemple d'une forme de réalisation de l'invention n'a aucune caractère limitatif et l'on pourra sans franchir les limites de l'invention réaliser à partir d'éléments décrits plusieurs variantes ou formes de réalisation de l'invention. R EVENDICAT IONS 1 - Installation pour le traitement d'eaux résiduaires ou eaux usées, en vue de la séparation des particules de graisse en suspension dans le milieu liquide, du type comportant une cuve de traitement alimentée par une tubulure d'entrée de l'effluent à traiter et une seconde tubulure pour l'évacuation de l'effluent après traitement la cuve étant associée à une turbine d'aération superficielle, caractérisé en ce que la cuve comporte une cloison intérieure de forme générale cylindrique constituant une jupe entourant l'aérateur et descendant sensible ment au dessous du niveau du fil de l'eau, la dite jupe étant apte à séparer la partie supérieure de la cuve en une zone intérieure ou zone de turbulence et une zone périphérique annulaire ou zone de tranquillisation, la jupe cylindrique étant prévue avec des ouvertures ou lumières de forme allongée disposées sur le pourtour de sa paroi selon un plan horizontal situé lég èrernent en dessous du fil de l'eau 2 - Installation pour le traitement d'eaux résiduaires ou eaux usées, en vue de la séparation des particules de graisse en suspension dans le milieu liquide, caractériséeen outre en ce que la turbine d'aération superficielle est disposée au droit d'une cheminée centrale débouchant à proximité de la base de forme tronconique de la cuve. 3 - Installation pour le traitement d'eaux résiduaires ou eaux usées, en vue de la séparation des particules de graisse en suspension dans le milieu liquide caractériseeen outre en ce que la cuve de traitement comporte un compartiment intérieur communicant avec le milieu liquide contenu dans la cuve par un déver soir à hauteur règlable, ce compartiment étant relié à une tubulure d'évacuation. 4 - Installation pour le traitement d'eaux résiduaires ou eaux usées, en vue de la séparation des particules de graisse en suspension dans le milieu liquide caractérisée en outre en ce quelea jupe se prolonge au dessous du niveau du fil de l'eau d'une profondeur de l'ordre de 50 centimètres. 5 - Installation pour le traitement d'eaux résiduaires ou eaux usées, en vue de la séparation des particules de graisse en suspension dans le milieu liquide caractérisée en outre en ce que les lumières ou orifices disposés dans la jupe ont la forme d'ouvertures rectangulaires pratiquées sur le pourtour de la jupe cylindrique suivant un plan horizontal, ces lumières ayant une largeur de quelques centimètres et étant disposées à faible distance en dessous du fil de l'eau.