Brevet FR2216233A1 — publié le 19740830

L'invention concerne l'épuration des eaux résiduaires. On sait que des liquides aqueux ayant servi à certains traitements industriels doivent subir des transformations avant d'tre rejetés à l'égout. Les usines ou ateliers comportent donc des installations dites d'épuration qui, recevant les liquides de traitement, appelés le plus souvent eaux résiduaires, assurent les transformations souhaitées par introduction de réactifs chimiques. Dans certaines installations, les eaux résiduaires circulent à travers des cuves dont chacune est affectée à l'intervention d'un réactif et la circulation des eaux résiduaires à travers ces cuves a lieu d'une manière continue, en fonction du débit des eaux résiduaires à traiter. De telles installations présentent l'inconvénient grave de ne pas assurer une épuration des eaux ou seulement d'une manière insuffisante lorsque la concentration en produits à éliminer augmente brusquement, par exemple par suite du déversement d'un bain concentré. La non-épuration a des conséquences sérieuses qui, dans de nombreux cas, ne sont plus acceptées. Dans un autre type d'installations, on effectue un traitement périodique, habituellement un par jour, ce qui permet de doser les réactifs en fonction de la concentration des produits à éliminer. Mais de telles installations exigent une cuve d'une capacité suffisante pour pouvoir recevoir les eaux résultant de l'activité de l'usine ou de l'atelier pendant ladite période. Ces cuves sont d'une dimension considérable, donc très encombrantes et d'un prix de revient élevé. L'invention évite ces inconvénients et supprime ces difficultés. Elle a pour objet un procédé suivant lequel les eaux rési- duaires sont traitées par quantités relativement petites, suivant des cycles de faible durée, de l'ordre de la minute à quelques dizaines de minutes, dans une cuve de capacité relativement faible, les transvasements pour le remplissage de la cuve et sa vidange s'opérant à débit élevé de sorte qu'ils n'occupent qu'une faible fraction du cycle. A chaque cycle les quantités de réactifs introduites correspondent à la concentration des produits à transformer ou éliminer, de sorte que le traitement est complet. Suivant un mode d'exécution, le traitement proprement dit comprend une mise en circulation du liquide de la cuve dans un circuit fermé et on fait application de la dépression résultant de ladite circulation pour introduire les réactifs. L'invention vise également une installation pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuve de capacité relativement faible avec, d'une part, des moyens de pompe pour remplir la cuve au début de chaque cycle de traitement et des moyens de pompe pour vider la cuve après le traitement, les débits des moyens de pompe étant suffisants pour que les durées de transvasement soient faibles par rapport à la durée requise pour le traitement proprement dit. Celui-ci s'opère dans ladite cuve par l'introduction de réactifs au moment requis, avantageusement sous la commande d'organes sensibles à des caractéristiques chimiques ou physico-chimiques du liquide en cours de traitement. L'invention vise une forme de réalisation suivant laquelle à la cuve sont adjoints des moyens de pompe qui, soutirant le liquide de la cuve, le ramènent dans cette dernière à la partie supérieure, le liquide circulant en circuit fermé pendant la durée de traitement proprement dit, ainsi que des moyens pour introduire les réactifs dans la partie du circuit à l'extérieur de la cuve. Elle vise un mode d'exécution selon lequel ledit circuit comporte des étranglements pour ajuster l'action d'aspiration que provoque, dans les canalisations d'amenée des réactifs, la circulation du liquide en traitement. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère au dessin annexé qui est une vue schématique d'une installation selon l'invention. L'installation comprend une cuve 10 d'une capacité relativement faible, c'est-à-dire capable de contenir non pas les eaux résiduaires provenant du fonctionnement de l'usine ou de l'atelier pendant vingt-quatre heures, comme habituel dans les installations de traitement par cuvée, mais seulement une quantité qui correspond à une arrivée d'eaux résiduaires suivant un débit maximal pendant une durée de l'ordre de la dizaine de minutes, une capacité de 500 litres satisfaisant cette condition pour la plupart des usines et ateliers, cette indication numérique étant fournie à simple titre d'exemple mais n'ayant pas de caractère limitatif. Dans l'orifice largement ouvert de la cuve 10 aboutit une canalisation 11 reliée au refoulement d'une pompe à débit élevé 12, par exemple de 20 m/heure, qui aspire par la tubulure 13 les eaux résiduaires parvenant dans un regard 14. Des moyens schématisés en 16 sont prévus pour n'autoriser le fonctionnement de la pompe 12 que lorsque la quantité de liquide dans le regard 14 est suffisante pour que la cuve 10 puisse en tre remplie. De mme, des moyens schématisés en 17 sont prévus pour interrompre le fonctionnement de la pompe 12 lorsque la cuve 10 est remplie. Du fond de la cuve 10 est issue une tubulure 21 dans laquelle débouche d'abord une canalisation de contrôle 22 qui a son origine 23 à l'intérieur de la cuve 10, à la partie inférieure de celle-ci. Dans la canalisation 23 plonge un premier capteur ou sonde 24 relié par un circuit électrique 25 à un premier appareil 26 de contrôle, qui peut etre un pHmètre, ainsi qu'un second capteur 27 relié par un circuit électrique 28 à un second appareil de contrôle 29 qui peut etre un rHmètre dans le cas du traitement d'eaux résiduaires de galvanoplastie contenant des cyanures ou contenant des chromates. Entre le débouché 31 de la canalisation 22 dans la tubulure 21 et l'origine 32 de ladite tubulure, celle-ci présente un étranglement 33. Dans ladite tubulure 21 débouche, à l'aval du débouché 31, une autre canalisation 34 issue d'une réserve de réactif, par exemple une réserve de soude caustique comme schématisé par le réservoir 35. Sur la canalisation 34 est une électro-vanne 36 pour l'ouverture et la fermeture de cette canalisation qui à cet effet est reliée électriquement à un contacteur 37 commandé par le pHmbtre 26. Un second étranglement 38 est prévu dans la tubulure 21 entre le débouché 31 et le débouché 39 de la canalisation 34. A l'aval dudit débouché débouche une troisième canalisation 41 reliée à un réservoir 42 de réactif qui, dans l'exemple, est de l'acide persulfurique ou acide de Caro et sur la canalisation 41 est prévue une électro-vanne 43 dont l'ouverture et la fermeture sont commandées électriquement par un circuit 44 issu d'une botte contacts 45 sous la commande du rHmètre 29. Entre le débouché 39 et le débouché 46 de la canalisation 41, la tubulure 21 présente un troisième étranglement 47. Une quatrième canalisation 51 a un débouché 52 à l'aval du débouché 46 et elle est issue d'un troisième réservoir 53 contenant de l'acide sulfurique, les réactifs indiqués ici étant ceux qui correspondent au traitement pour l'élimination des cyanures. Sur la canalisation 51 est prévue une électro-vanne 54 dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par un circuit électrique 55 issu de la botte à contacts 37 elle-mme commandée à partir du pHmatre 26. Entre le débouché 46 et le débouché 52 la tubulure 21 présente un quatrième étranglement 48. La tubulure 21 est reliée à l'entrée d'aspiration 56 d'une pompe 57, dans l'exemple d'un débit de 15 m3/heure, dont la sortie de refoulement 58 ramène le liquide par une tubulure 59 jusqu'à l'orifice 61 de la cuve 10. Une seconde tubulure 62 est issue du fond 63 de la cuve 10 et est reliée à l'entrée 64 d'une troisième pompe 65 dont le débit est, dans l'exemple, de 15 m3/heure, et dont la sortie 66 est reliée à l'égout par une tubulure 67. Le fonctionnement est le suivant : Lorsque le regard 14 contient une quantité suffisante d'eaux résiduaires à traiter, la pompe 12 se met en marche. La cuve 10, initialement vide, est emplie, dans un temps d'une minute et demie dans 1'exemple décrit. Lorsque la cuve 10 est emplie, le fonctionnement de la pompe 12 cesse. Lorsque la cuve 10 est pleine, l'arri- vée du liquide au niveau prédéterminé non seulement interrompt le fonctionnement de la pompe 12 mais il met également en fonctionnement la pompe 57. L'aspiration de celle-ci met en mouvement le liquide contenu dans la cuve 10 : ledit liquide circule dans la tubulure 21, à grande vitesse, et est refoulé par la tubulure 59 vers la partie supérieure de la cuve, circulant ainsi en circuit fermé. La circulation du liquide dans la tubulure 21 provoque, par dépression, une aspiration dans les canalisations 22,34,41,51 qui débouchent dans ladite tubulure 21 et tend ainsi à faire circuler du liquide dans lesdites canalisations. Les étranglements 33, 38,47,48 sont de section de passage croissante, de sorte qu'il y a une aspiration effective à chaque débouché 31,39,46,52 des canalisations. La circulation du liquide dans la canalisation 22 assure que les capteurs 24 et 27 baignent constamment dans le liquide en traitement, de sorte que constamment des informations caractéristiques de l'état du liquide sont présentes aux appareils de contrôle tels que 26 et 29, dans 1'exemple un pHmètre et un rHmètre. Dans la première phase du traitement proprement dit, 1'électro-vanne 36 est ouverte et la circulation du liquide dans la tubulure 21 provoque l'introduction par la canalisation 34 de soude caustique provenant du réservoir 35. L'étranglement 38 a été ajusté initialement pour tenir compte de la viscosité de la soude caustique et également du diamètre et de la longueur de la canalisation 34. Lorsque le pH du liquide en traitement atteint la valeur re quise, comme perçu par le pHmètre 26,1'électro-vanne 36 se ferme par l'intervention d'un contact de la botte à contacts 37 et 1'électro-vanne 43 s'ouvre. La circulation du liquide se poursuivant dans la tubulure 21, sous l'action de la pompe 57, c'est maintenant de l'acide de Caro qui est introduit dans le liquide et qui réagit avec les cyanures dans la cuve 10, le liquide contenu dans cette cuve étant en mouvement constant par l'arrivée et le soutirage ininterrompus, le mélange pouvant s'il y a lieu tre accentué par un brassage. Lorsque le capteur 27 faisant partie du rHmbtre 29 montre que la réaction est suffisante, l'ordre appliqué à la boite à contacts 45 provoque la fermeture de 1'électro-vanne 43 et l'ouverture de 1'électro-vanne 54. Comme pour l'étranglement 38, les étranglements 47 et 48 ont été ajustés en fonction de la résistance à la circulation des liquides introduits dans les tubulures respectivement 41 et 51. L'arrivée de l'acide sulfurique permise par l'ouverture de 1'électro-vanne 54 ramène le pH à la valeur requise ; lorsque celle-ci est atteinte, l'intervention du pHmètre 26 provoque la fermeture de 1'électro-vanne 54, l'interruption du fonctionnement de la pompe 57 et la mise en fonctionnement de la pompe 65. La durée totale du traitement dans la cuve 10 est de l'ordre de 6 minutes. Par le fonctionnement de la pompe 65, la cuve 10 est vidée et son contenu rejeté à l'égout ; la vidange dure environ 1 minute 30 secondes. L'installation est prete au traitement d'une nouvelle quantité d'eaux résiduaires, lequel est entrepris dès que le regard 14 est suffisamment rempli. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'épuration d'eaux résiduaires comme celles provenant d'un atelier de galvanoplastie, par introduction de réactifs en quantité correspondant aux réactions chimiques et physico-chimiques à effectuer pour l'épuration, caractérisé en ce qu'à partir des eaux provenant de l'atelier ou analogue, on effectue le remplissage d'une cuve à un débit d'un ordre de grandeur supérieur à celui de l'arrivée des eaux résiduaires, on effectue le traitement dans ladite cuve et on vide celle-ci à un débit d'un ordre de grandeur supérieur à celui de l'arrivée des eaux résidaires, après quoi on effectue un nouveau remplissage de la cuve, et ainsi de suite. 2. Procédé pour le traitement d'eaux résiduaires comme celles résultant de la galvanoplastie, dans une cuve à l'aide de réactifs, caractérisé en ce qu'on fait circuler le liquide à à l'extérieur de la cuve dans un circuit aboutissant à nouveau à la cuve et en ce qu'on applique la circulation dudit liquide pour l'introduction des liquides réactifs par aspiration. 3. Installation pour l'épuration d'eaux résiduaires comme celles provenant de la galvanoplastie, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuve de capacité correspondant à l'arrivée suivant un débit maximal des eaux résiduaires pendant une durée de l'ordre de la dizaine de minutes, des moyens de pompe à grand débit pour remplir la cuve, des moyens de pompe pour faire circuler le liquide de la cuve suivant un circuit fermé avec des moyens pour introduire des réactifs dans ledit circuit, et des moyens de pompe pour vider la cuve. 4. Installation pour l'épuration des eaux résiduaires, comme celles provenant de la galvanoplastie, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuve et un circuit de circulation du liquide de la cuve comprenant des moyens de pompage pour soutirer le liquide de la cuve et le ramener à la partie supérieure de celle-ci ainsi que des canalisations débouchant dans la partie du circuit comprise entre le fond de la cuve et les moyens de pompage, le profil de circulation dans ladite tubulure étant choisi pour mettre en dépression les débouchés desdites canalisations. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdites canalisations sont reliées à des réserves de réactifs. 6. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une canalisation est reliée à la cuve et comprend des sondes pour la détermination de caractéristiques chimiques ou physicochimiques du liquide de la cuve. 7. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la tubulure issue de la cuve comprend des étranglements entre son origine sur le fond de la cuve et la pompe de mise en circulation à l'amont de chaque débouché de canalisation. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les étranglements sont de section décroissante à partir du fond de la cuve.