Brevet FR2229649A1 — publié le 19741213

La présente invention concerne un appareil d'épuration de liquides, de préférence de l'eau, par flottation, dans lequel un gaz, de préférence de l'air, est dissous dans le liquide qui est ensuite amené dans une cuve de flottation munie d'orifices d'évacuation pour le liquide purifié et pour les boues flottées, la partie inférieure de la cuve de flottation communiquant avec une masse de liquide qui contient du gaz dissous et a une surface libre, la surface du liquide, à la partie supérieure de la cuve de flottation, étant à un niveau considérablement supérieur à celui de la surface libre de la masse de liquide et la partie supérieure de la cuve de flottation étant raccordée à un dispositif de production vide. les installations de flottation connues du type ci-dessus sont conçues de façon à produire une solution de gaz, par exemple de 1'air, dans un liquide. La solution est amenée à se déplacer vers le haut dans une cuve de flottation pendant qu'elle est soumise à une réduction continue de pression. A une pression donnée, l'air dissous commence à se dégager sous forme de petites bulles d'air. les bulles adhèrent aux impuretés contenues dans le liquide et les en trarnent à la surface du liquide. les impuretés peuvent alors être facilement enlevées. Il est désirable de dissoudre autant d'air que possible dans le liquide et, pour cette raison, le mélange de liquide et d'air est, en général, exposé à une pression élevée. Pour mettre en oeuvre ce procédé sans utiliser de chambre de compression ou autres agencements compliqués, un appareil connu fonctionne d'une manière telle que le mélange d'air et de liquide est amené dans une zone de séjour qui est située à une profondeur considérable au-dessous de la surface d'une masse de liquide. Etant donné qu'une pression élevée est désirée, un tel appareil a une hauteur verticale considérable, de telle sorte qu'il peut étre quelquefois difficile à installer et est relativement onéreux à fabriquer. Un autre inconvénient est que le temps de séjour du mélange est limité, ce qui signifie qu'il n'est pas possible de dissoudre dans le liquide une quantité d'air importante qu'il serait théoriquement possible à la pression régnant dans les mimes conditions réelles. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus et de fournir un appareil d'épuration des liquides par flottation qui soit simple et peu onéreux à fabriquer et à installer et qui nécessite beaucoup moins d'espace que les appareils connus tout en permettant d'obtenir, cependant, le même degré d'épura tion du liquide. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil principalement caractérisé en ce que l'orifice de sortie des boues flottées communique, d'une part, avec une structure collectrice qui est disposée dans la cuve de flottation et comporte un déversoir et, d'autre part, avec un conduit d'évacuation qui débouche dans un récipient collecteur de boues, l'ouverture du conduit d'évacuation étant située au-dessous du niveau de la surface libre du liquide. Grâce à la caractéristique ci-dessus de l'invention, il est possible d'amener du liquide à la pression atmosphérique dans la cuve de flottation. Le liquide amené dans la cuve de flottation a été en contact avec l'air pendant une période de temps considérable et il est très simple de réaliser une solution presque complètement saturée d'air dans le liquide. Pendant que le liquide passe de la partie inférieure à la partie supérieure de la cuve de flottation, la réduction de pression nécessaire est produite par le vide qui règne dans la partie supérieure de la cuve de flottation et est créé par le dispositif de production de vide. Il s'est avéré possible d'obtenir un degré d'épuration aussi élevé que dans l'appareil connu avec un trajet du liquide dans la cuve de flottation qui n'a que la moitié de la hauteur du trajet du liquide dans l'appareil connu. Dans un mode de réalisation -préférentiel de l'invention, le conduit d'évacuation du liquide épuré débouche dans une chambre qui est raccordée au dispositif de production de vide et comporte un déversoir, et l'élévation du niveau de la surface libre de la masse de liquide provoque le transport de liquide dans la cuve de flottation, puis par-dessus le déversoir. De cette manière, l'invention réalise le transport du liquide d'un bout à l'autre de l'installation sans nécessiter, d'une quelconque manière, l'utilisation de pompes à liquides ou dispositifs similaires comportant des pièces mobiles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé sur lequel la Fig. unique représente un mode de réalisation d'un appareil selon l'invention. La Fig. unique représente une cuve de flottation 10 qui comprend une partie supérieure 11, une partie intermédiaire 12 et une partie inférieure 13. La partie inférieure 13 communique, par l'intermédiaire d'un conduit 14, avec un réservoir 15. Ce dernier est divisé en deux parties dont l'une est un compartiment de dissolution de gaz 16 et dont l'autre contient une masse de liquide 17. De l'air est aspiré, dans le sens indiqué par la flèche 18, par une pompe 19 qui refoule l'air, par une conduite 20 et un dispositif de sortie de courant d'air 21, dans le compartiment de dissolution de gaz 16 dans lequel le liquide pollué est également amené par un tuyau 23, le liquide s'écoulant dans le sens indiqué par la flèche 22. le liquide s'écoule ensuite dans la masse de liquide 17 en passant par-dessus un déversoir 24. L'air est aspiré de la partie supérieure 11 de la cuve de flottation par des conduites 25 et 27 et par une pompe 28, dans le sens indiqué par la flèche 29. De cette manière, une dépression est engendrée dans la partie supérieure 11, dans laquelle un racloir à boues 30 est monté. Ce racloir peut être raccordé à un dispositif d'entratnement 31 et il déplace les boues flottées jusqu'à une poche 32 d'où elles sont évacuées par un conduit 33 dans un récipient collecteur 34. Le conduit 33 débouche au-dessous de la surface 35 d'une masse 36 de liquide et de boues accumulés. Le liquide épuré dans la cuve de flottation est amené, en passant au-delà d'une cloison 37 et par un conduit 38, dans une chambre d'évacuation 39. La partie supérieure de la chambre 39 communique, par l'intermédiaire de la conduite 27 et d'une conduite 26, avec la pompe à vide 28, et ainsi une dépression correspondant à celle qui règne dans la partie supérieure li de la cuve de flottation est maintenue dans la chambre 39. Naturellement, la chambre 39 peut également faire partie de la cuve de flottation 10, auquel cas la conduite 26 peut autre réalisée sous forme d'un branchement à l'intérieur de la cuve. La chambre 39 comporte une cloison 40 dont le bord supérieur constitue un déversoir 41. le liquide épuré passe par-dessus le déversoir 41 dans une partie collectrice 42 et s'écoule ensuite par un conduit 43 dans un récipient 44 muni d'un tuyau d'évacuation 45 d'où le liquide épuré est évacué dans le sens de la flèche 46. le tuyau d'évacuation est disposé de telle sorte que l'ouverture 47 du conduit 43 reste toujours au-dessous de la surface 48 du liquide épuré. L'appareil décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante. le liquide pollué est tout d'abord amené dans le compartiment de dissolution de gaz 16. le compartiment 16 peut comporter plusieurs cloisons, non représentées, qui, d'une part, provoquent la circulation à ccntre-courant du liquide et des bulles d'air dégagées par le dispositif de sortie du courant de gaz 21 et, d'autre part, ont pour effet de déterminer un long temps d'écoulement du liquide à travers le compartiment de dissolution de gaz. Ensuite, le liquide passe par-dessus le déversoir 24 pour tomber dans la masse de liquide 17 qui comporte une surface libre 49. Du fait du vide créé à la partie supérieure 11 de la cuve de flottation, une colonne de liquide peut être formée et maintenue dont la hauteur est égale à la distance entre la surface 49 et la surface 50 du liquide dans la cuve 10.Lorsque du liquide est amené dans la masse de liquide 17, la surface 49 s'élève. Cependant, conformément à la loi des vases communiquants, la surface 51 du liquide dans la chambre 39 est toujours au même niveau que la surface 50. En conséquence, une faible élévation de cette surface 49 a pour seule conséquence que du liquide est déversé par-dessus le déversoir 41 dans la partie collectrice 42 et ensuite dans le récipient 44. Le liquide épuré est ainsi évacué de la cuve de flottation au meme rythme que le liquide pollué est introduit dans le compartiment de dissolution de gaz 16. Ainsi, un transport du liquide est réalisé qui ne comporte absolument aucune pièce mobile. Pour assurer que meme une faible quantité de liquide introduite dans la masse de liquide 17 provoque le déplacement du liquide, la superficie de la surface libre 49 est faible par rapport à celle de la surface de liquide 50, 51 à la partie supérieure 11 de la cuve de flottation 10. le même vide règne respectivement dans la partie supérieure de la cuve de flottation 10 et dans la chambre 39. En conséquence, dans le conduit 43, il est formé et maintenu une colonne de liquide qui a la même hauteur que la colonne de liquide formée dans la cuve de flottation. Ainsi, la distance entre les surfaces de liquide 48 et 52 dans la partie collectrice 42 et dans le récipient 44 est la même que la distance entre les surfaces de liquide 49 et 50. Il existe une relation correspondante en ce qui concerne le conduit 33 dans lequel cependant, le liquide est mélangé aux boues. En outre, des boues peuvent flotter à la surface du liquide contenu dans la poche 32. L'accumulation de liquide dans le conduit 33 est fonction d'une part, du fait que les boues formées au cours du processus de flottation, en soi connu, ont une teneur relativement importante en liquide dans la cuve de flottation. D'autre part, du liquide de la surface 50 peut Qtre entraîné par le racleur de boues 30 et suivre les boues par-dessus le déversoir formé par la paroi interne 55 de la poche 32. Pendant que le liquide pollué se trouve dans le compartiment de dissolution de gaz 16 ou dans la masse de liquide 17, des produits précipitants ou coagulants peuvent titre ajoutes au liquide d'une manière oennue.En outre, avant que le liquide pollué soit introduit dans le compartiment de dissolution de gaz 16, on peut le faire passer dans une cuve de décantation préalable. les boues formées dans cette cuve et dans le récipient 34 peuvent autre transportées ensuite par des moyens non représentai Jusqu'à une installation de traitement des boues. - REVENDICATIONS 1 - Appareil d'épuration de liquides, de préférence de l'eau, par flottation du type dans lequel un gaz,de préférence de l'air, est dissous dans le liquide qui est ensuite amené à une cuve de flottation munie d'orifices d'évacuation pour le liquide purifié et pour les boues flottées, la partie inférieure de la cuve de flottation communiquant avec une masse de liquide qui contient du gaz dissous et a une surface libre, la surface du liquide à la partie supérieure de la cuve de flottation étant à un niveau considérablement supérieur à celui de la surface libre de la masse de liquide et la partie supérieure de cuve de flottation étant raccordée à un dispositif de production de vide, caractérisé en ce que l'orifice de sortie des boues flottées communique, d'une part, avec une structure collectrice qui est disposée dans la cuve de flottation et comporte un déversoir, et, d'autre part, avec un conduit d'évacuation qui débouche dans un récipient collecteur de boues, l'ouverture du conduit d'évacuation étant située au-dessous du niveau de la surface libre du liquide. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'évacuation du liquide épuré débouche dans une chambre qui est raccordée au dispositif de production de vide et comporte un déversoir, l'élévation de la surface libre de la masse de liquide provoquant le transport de liquide dans la cuve de flottation , puis par-dessus ce déversoir. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure collectrice est disposée de façon à coopérer avec un racleur de boues monté dans la cuve.