Brevet FR2238525A1 — publié le 19750221

La présente invention est relative à un procédé pour l'aération d'un liquide, à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi qu'à une application du procédé à l'aération du purin. Il est actuellement de pratique courante de recueillir le purin dans une fosse. Le purin contenu dans une telle fosse pendant un certain temps est le siège d'un processus de putréfaction, au cours duquel il se forme des substances toxiques telles que 1 t ammoniac libre, l'hydrogène sulfuré, des mercaptans, etc. Lorsqu'on épand le purin aux fins de fumure, les substances précitées risquent d'inhiber fortement la croissance, voire provoquer la destruc tisons de la flore bactérienne, de la faune et de la flore aérobies du sol cultivé ainsi fumé. Le purin épandu parvient souvent dans les nappes d'eau et entraîne de graves pollutions et, fréquemment, une destruction des milieux biologiques nécessaires à l'auto-épuration des eaux. Il n'est pas rare que l'eau potable soit contaminée par les substances toxiques précitées. De plus, l'épandage du purin s'accompagne d'un dégagement d'une odeur très désagréable. Il est connu d'aérer le purin afin d'éviter ces inconvénients. Toutefois une simple agitation du purin dans la fosse ne fournit qu'un apport insuffisant d'oxygène. Partant de ce qui précède, on a déjà proposé d'insuffler de l'air sous pression dans le purin. Toutefois, on n'atteint un mode d'action satisfaisant que lorsque l'oxygène de l'air est introduit sous la forme de fines bulles. Par conséquent les tubes de répartition d'air situés dans le purin doivent présenter des ouvertures de très petit diamètre, qui risquent de s'obstruer aisément. Il est d'autre part connu d'introduire de l'air dans le purin à l'aide de ventilateurs centrifuges, ce qui exige toutefois des installations très coûteuses et peu fiables. La présente invention a pour objectif d'éliminer les inconvénients mentionnés plus haut. L'invention vise ainsi à réaliser d'une manière simple et efficace un apport optimal de l'agent d'aération dans le liquide à aérer. Suivant l'invention, ce but est atteint, en appliquant le procédé décrit ci-dessus dans lequel le liquide est atomisé et mélangé avec un agent d'aération, dans une chambre de mélange. Suivant l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé par un système débouchant dans une chambre de mélange et servant à atomiser le liquide, ainsi que par un système d'amenée servant à introduire l'agent d'aération dans la chambre de mélange. Des exemples de réalisation de l'invention nullement limitatifs seront exposés ci-après d'une manière plus dertaillée, en se référant au dessin schématique annexé sur lequel : - la figure 1 représente une installation pour l'aération d'un liquide, - la figure 2 est une vue en coupe d'une autre forme de réalisation d'un dispo#sitif pour produire le mélange de liquide et d'agent d'aération. La figure 1 représente d'une manière schématique une partie d'un bassin 1 dans lequel on recueille le liquide à aérer 2, par exemple du purin. Un moteur 3 - un moteur électrique dans le cas présent - entrain le rotor (non représenté) d'une pompe de construction connue, logée dans un carter 4. Le carter 4 peut éventuellement contenir aussi une ailette de fragmentation de type connu servant à fragmenter les matières solides présentes dans le purin. L'orifice d'aspiration 5 de la pompe est situé à proximité du fond l#du bassin. Le côté refoulement de la pompe est relié-à un tuyau de refoulement 6 bridé sur le carter 4 et qui se dirige d'une façon sensiblement verticale vers l'extérieur du bassin 1. A ce tube de refoulement 6 est raccordé, par l'intermédiaire d'une valve à trois voies 7, dont le fonctionnement sera décrit dans la suite, un tuyau 8 qui n'est représenté que partiellement et à travers lequel le liquide est évacué lors de la vidange du bassin 1. Par exemple, dans le cas du purin, celui-ci peut être transvasé dans une citerne à purin à travers le tuyau 6. La valve à trois voies 7 est en outre raccordée à une conduite 9, orientée essentiellement dans le sens horizontal. Sur cette conduite 9 est bridé un coude tubulaire 10, lui-même relié à un tronçon tubulaire intermédiaire 11 comprenant une chambre de mélange 16, tronçon auquel est réuni un tube 12 pratiquement vertical, muni- d'un coude de-sortie -13. Le tronçon intermédiaire 11 comprend une tuyère 14 qui débouche dans la chambre de mélange 16 constituée par un tronçon tubulaire 15. On peut prévoir dans la région 14a où débouche la tuyère 14, sur la face intérieure de cette dernière, des chicanes ou des rainures pour produire une turbulence dans le liquidé, cette disposition étant mieux mise en évidence en se référant à la figure 2. Au moins une- conduite d'#aspiration d'air 17, qui débouche également dans la chambre de mélange 16 est fixée au tronçon tubulaire 15. Dans cette conduite d'aspiration d'air 17 est intercalé un organe de réglage 17a, par exemple une soupape de réglage à commande manuelle ou un robinet de réglage, à l'aide duquel-on peut régler la quantité de l'air aspiré. L'installation décrite ci-dessus fonctionne comme suit Pour vider le bassin 1, on place la valve à trois voies 7 dans une position telle que le tuyau de refoulement 6-soit mis~en communication avec la conduite 8. La pompe refoule alors le liquide hors du bassin d'une manière connue en soi. Pour aérer le liquide, on place la valve à trois voies 7 dans une position dans laquelle le tube de refoulement 6 est en communication avec la conduite 9. La pompe refoule alors le liquide à travers le tuyau de refoulement 6, la conduite 9, le coude tubulaire 10, le tronçon intermédiaire 11, le tronçon tubulaire 15 et le tuyau 12. Le liquide est refoulé dans le bassin à travers le coude de sortie 13. Dans le tronçon intermédiaire 11 a lieu l'atomisation du liquide et son mélange avec l'air. Agissant à la manière d'un éjecteur, le jet de liquide quittant la tuyère 14-crée dans la chambre de mélange 16 une dépression, de sorte que de l'air est aspiré à travers la conduite d'aspiration d'air 17. Le robinet de réglage 17a permet de régler d'une façon optimale l'air ainsi as piré Il se produit donc dans la chambre de mélange 16 un brassage intime du liquide atomisé avec l'air aspiré. Le liquide enrichi d'oxygène de l'air est ramené au bassin 1. La circulation et l'aération du liquide décrites ci-dessus peuvent avoir lieu- d'une manière périodique ou continue, selon le besoin. Il peut s'avérer nécessaire, compte tenu des dimensions du bassin, de prévoir un agitateur, afin que la totalité du contenu du bassin soit refoulée régulièrement et avec certitude à travers l'installation d'a & ration. Le tronçon intermédiaire 11, dans lequel est mis en oeuvre le principe d'aération proprement dit, peut être réalisé de plusieurs manières différentes tout en étant conforme au principe de fonctionnement décrit cidessus. Une autre forme de-réalisation possible de ce tronçon intermédiaire Il est représentée #dans la figure 2, où il est désigné par 111. La tuyère 114 présente à son extrémité ouverte 114a des chicanes ou rainures 20, formées sur la face intérieure et orientées obliquement par rapport à l'axe longitudinal de la tuyère. Ces chicanes ou rainures servent à imprimer une turbulence au liquide sortant.de ladite tuyère 114. Telle ci est entour#ée d'un tronçon tubulaire cylindrique 21 muni d'orifices d'entrée d'air 22 répartis uniformément sur sa pvriphérie. Le tronçon tubulaire 21 est prolongé par un autre tronçon tubulaire 23, raccordé au premier et présentant un étranglement. Cette tuyère 23 est suivie d'un divergent 24. Les tronçons tubulaires 21 et 23 sont entourés d'une chemise cylindrique 25, à laquelle est fixée au moins une conduite d'aspiration d'air 117. Cette chemise 25 forme, conjointement avec les tronçons tutulaires 21 et 23, une chambre 26, dans laquelle débouche la conduite d'aspiration d'air 117. Le tronçon intermédiaire 111 peut etre interposé à la place du tronçon intermédiaire 11 entre le coude tubulaire 10 et le tube 12, dans l'installation représentée dans la figure 1. Le liquide quittant la tuyère 114 crée, de la manière exposée à propos de la figure 1, une dépression, laquelle a pour effet une aspiration d'air à parti-r de la chambre 26, à travers les orifices d'entrée d'air 22, dans la chambre de mélange 116 limitée par les tronçons tubulaires AL et 23. Dans la chambre de méLange 116 se produit ensuite un mélange entre le liquide atomisé et mis en turbulence, d'une part, et l'air aspiré, d'autre-part. L'installation décrite ci-dessus convient particulièrement pour l'aération du purin. Cette installation est cependant aussi applicable à l'aération d'autres liquides, tels que les eaux usées de tannerie ou les liqueurs de chaux. D'autre part, on peut utiliser, au lieu d'air, un autre agent d'aération approprié, l'oxygène pur par exemple. Lorsque du purin est traité de la manière décrite ci-dessus, il se forme en son sein des produits non toxiques, grâce à des processus de dégradation et d'inversion. Le-pH est abaissé-dans une mesure telle que l'ammoniac libre se transforme pour la plus grande part en ions d'ammonium non toxiques. La formation dthydrogène sulfuré et de mercaptans est empêchée. Quant aux substances malodorantes qui se forment normalement dans le purin sous l'effet de la putréfaction, elles ne se présentent pas dans le purin aéré ou sont transformées dans une large mesure sous l'effet de l'oxygène de l'air en matières inodores. Le dispositif décrit ci-dessus est d'une construction très, simple et peut être réalisé à un prix relativement réduit. L'adjonction du système d'aération proprement dit peut le plus souvent être réalisée sans difficulté, en particulier dans les installations où il existe déjà un dispositif pour le vidage du bassin par pompage-.-- Au besoin, on peut raccorder au coude de sortie 13 un tube de rallonge parallèle au fond du bassin. On peut aussi concevoir le remplacement du coude de sortie par un divergent de sortie. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'aération d'un liquide, notamment de purin, caractérisé en ce que le liquide (2) est atomisé et mélangé à un agent d'aéra- tison, dans une chambre de mélange. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un organe (14, 114) débouchant dans une chambre de mélange (16, 116) et servant à l'atomisation du liquide, ainsi qu'un organe d'amenée servant à introduire l'agent d'aération dans la chambre de mélange (16, 116). 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide (2) est refoulé à travers une tuyère (14, 114)-débouchant dans la chambre de mélange (16, 116)9 l'agent d'aération étant aspiré dans la chambre de mélange (16, 116) par le liquide (2) sortant de la tuyère (14, 114). 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe de refoulement (3) pour le liquide (2) combiné avec une tuyère (14, 114) dont l'ouverture (14a, 114a) est entourée d'un dlé- ment tubulaire (15, 21, 23) déterminant la chambre de mélange- -(16, 116) et présentant au moins une entrée (17, 117, 22) pour l'agent d'aération. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que l'élément tubulaire est un tronçon tubulaire (15) auquel est adaptée au moins une conduite (17) destinée à l'agent d'aération, ladite conduite débouchant dans la chambre de mélange (16). 6. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la tuyère (114) est entourée d'un tronçon tubulaire (21) auquel est raccordé un autre tronçon tubulaire (23) présentant un étranglement et pourvu d'orifices d'entrée (22) pour l'agent d'aération, lesdits orifices étant répartis sur la périphérie du tronçon tubulaire (23). 7. Dispositif suivant la revendication 6. caractérisé par le fait que les deux tronçons tubulaires (21, 23) sont entourés d'une chemise cylindrique (25), munie d'au moins une conduite d'aspiration (117) pour l'agent d'aération, conduite qui débouche dans la chambre (26) formée par la chemise (25) et les tronçons tubulaires (21, 23). 8. Dispositif suivant la revendication 6y caractérisé par le fait qu'un divergent (24) est disposé en aval dudit autre tronçon tubulaire (23) 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que la tuyère présente sur sa face intérieure, dans la région de son débouché (14, 114) des chicanes ou des rainures n203 destinées, -à mettre le liquide (2) en turbulence. 10. Dispositif suivant la revendicátion 4, caractérisé par le fait que le côté aspiration (5) du dispositif de refoulement (3)des g situ4 dans un bassin collecteur (1) du liquide (2) et que l'élément tubulaire (15, 21, 23) débouche dans le bassin collecteur. 11. Dispositif suivant la revendication 5 ou 7, caractérisé par le fait qu'il est prévu dans la conduite d'aspiration (17, 117) un organe de réglage (17a) destiné à régler la quantité d'agent d'aération aspiré.