Brevet FR2317232A1 — publié le 19770204

L'invention concerne l'épuration des eaux d'égouts, en particulier celles provenant d'un ou d'un petit nombre d'habitations. Habituellement, cette épuration d'une petite quantité d'effluents est réalisée S l'aide de fosses septiques d'un fonctionnement assez imparfait1 surtout lorsque le débit atteint une certaine valeur. En contrepartie, les stations d'épuration biologiques des eaux d'égouts ne sont concevables qu'en grosses unités, pour traiter par exemple les effluents d'une ville entière, et sont par suite extremement onéreuses, Le but de l'invention est de réaliser une fosse d'Epu- ration biologique des eaux d'égouts qui accepte un volume d'effluents moyen ou faible et qui soit d'un fonctionnement efficace tout en étant relativement simple de construction et d'entretien. L'invention consiste à faire déverser les effluents dans un panier dilacérateur R hélice placé au centre d'une cuve cylindrique qui comporte dans sa partie inférieure une turbine d'aération de surface immergez, l'hélice et la turbine susmentionnées étant calées sur le meame axe vertical monté sur coussinets et entrarné en rotation par une turbine motrice du type Pelton ou similaire entraSnEe par un jet d t eau. Les effluents ainsi épurés par la mEehodes des boues activées sont repris au centre du fend de la cuve à travers un élément de filtration et conduits dans une cuve latérale comprenant également plusieurs éléments de filtration & travers lesquels le liquide s'écoule progressivement tout en continuant son épuration La commande de la turbine motrice est de préferrence réalisée par une voie entibrement hydraulique grâce à un volet basculant actionné par les effluents déversés et actionnant un tiroir hydraulique distributeur de la pression d'eau vers le jet de la turbine motrice. D'autres particularités de l'invention apparaleront dans la description qui va suivre dlun mode de rXalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la figure unique est une coupe verticale axiale de l'appareil. Comme on le voit sur la figure, la fosse d'épuration selon l'invention comporte une première cuve 1 de forme sensiblement cylindrique dont le fond comporte un orifice central 2 sur lequel se raccorde un conduit 3 conduisant à une cuve latérale 4. La cuve principale 1 est fermée par un couvercle; 5 comportant de préférence un dispositif central d'aération constitué par une couronne 6 en matériau poreux disposé entre le couvercle 5 et un disque supérieur 7. La cuve latérale 4 est fermée également par un couvercle 8. Les effluents arrivant par le conduit d'entrée 9 sont conduit-s par un déversoir 10 au centre de la cuve 1 ou ils s'écoulent dans un panier central perforé 11 dans lequel tourne une hélice 12 faisant fonction de dilacérateur pour broyer les particules solides contenues dans les effluents. Ce panier il est supporté par des bras 13 reposant sur des taquets-supports 14 permettant le démontage de tout lten- semble par le haut de la cuve L'hélice 12 est calée sur un arbre vertical 15 qui est monté à son extrémité supérieure sur deux paliers 16 et 17 reliés par des bras, respectivement 18 et 19, au couvercle 5 à la base de la couronne 6. Sur l'extrémité inférieure de l'arbre 15 est calée une turbine d'aération de surface 20 constituée de préférence par un disque métallique muni de dents 21 qui sont alternativement repliées vers le haut et vers le bas. Ce disque permet, par une action centrifuge, de brasser le liquide 22 contenu dans la partie inférieure de la cuve 1 et d'émulsionner de l'air dans ce liquide afin de favoriser le développement rapide de bactéries aérobies selon la méthode dite des boues activées. Il présente en outre l'avantage d'etre incolmatable et de contribuer à la division de petites particules solides déjà réduites par le dilacérateur. Sur ce même arbre vertical 15, entre le déversoir 10 et le palier 17, est calée enfin une turbine motrice 23 de grand diamètre comportant à sa périphérie des pales ou cuillères 24 du type Pelton ou similaire sur lesquelles agit un jet tangentiel jaillissant de l'embout 25 par où débouche dans la cuve 1 une canalisation d'eau sous pression 26. Le fond de la cuve 1 comporte, autour de orifice central 2 surlélevë, une zone annulaire 27 surbaissée permettant l'accumulation des particules solides denses non encore digérées par l'épuration précédente, D'autre part l'orifice 2 est refermé par un disque 28 en matériau poreux permettant l'évacuation de la partie liquide en grande partie épurée vers le conduit 3 b 11 intérieur duquel se poursuit l'épu- ration par voie aérobie puis anaérobie. Un autre disque 29 en matériau poreux est également de préférence disposé audessus de l'orifice 30 par lequel le conduit 3 débouche dans la cuve latérale 4. Enfin, la base de cette cuve 4 est compartimentée par deux barrages transversaux respectivement 31 et 32 également en matériau poreux de porosité de plus en plus fine. Le matériau poreux destiné à la constitution de la couronne 6 ainsi que des disques 28 et 29 et des barrages 31 et 32 peut avantageusement etre constitué par du béton à double durcissement du type décrit dans le brevet français n0 75 20153 en choisissant des charges d'une nature et d'une granulométrie appropriée selon la porosité désirée. Pour assurer un foncticnnement automatique, les effluents provenant de la conduite 35/sont raccordés sur l'embout d'arrivée 9 par l'interméditire d'une boitte de jonction 34 à l'intérieur de laquelle se trouve placé un volet 35 basculant autour d'un axe 36 et rappelé en position verticale, de préférence à l'aide d'un lest 37. Lorsque ce volet bascule autour de son axe sous l'action des effluents, il actionne par une bielle 38 la tige de commande 39 d'un tiroir distributeur 40 coulissant dans une enceinte 41 alimentée par une conduite d'eau sous pression 42. Le basculement du volet 35, en déplaçant le tiroir 40, démasque l'ouverture 43 de la conduite 26 par ou 1'eau sous pression peut être communiquée à ltembout 25 du#jet tangentiel. Un dispositif de temporisation non représenté peut également maintenir cette distribution d'eau pendant un certain temps après le retour du volet 35. L'ensemble de la fosse d'épuration peut donc fonctionner de manière automatique sans installation électrique ni moteur Chaque distribution de lteau sous pression produit tout a la fois I'entranement à grande vitesse de la turbine 23, donc du dilacérateur et de la turbine d'aération, en meme temps que l'eau jaillissant à la périphérie de la turbine contribue à rincer les parois de la cuve et à entrai- ner un supplément d'oxygène dis.sous. L'ensemble mécanique extremement simple, puisque réduit à un seul ensemble tournant, n'est pratiquement pas susceptible de panne, et en outre il peut facilement etre démonté par simple enlèvement du couvercle 5, cet enlèvement étant en outre facilité par la légèreté de l'ensemble. Finalement, à chaque arrivée nouvelle d'effluents dans le panier 11, le niveau du liquide en 22 s'élève légèrement, puis redescend très lentement au fur et à mesure que les produits en cours d'épuration progressive filtrent à travers les disques 28 et 29, puis à travers les barrages 31 et 32, pour finalement s'écouler complétement épurés au-dessus du déversoir 44 précédent le conduit de départ 45. C'est donc une eaux parfaitement claire et parfaitement épurée qui sort en 45 avec un débit régularisé par rapport à celui des effluents, ce liquide pouvant etre épandu ou réutilisé, par exemple pour l'arrosage des cultures. En particulier cette eau récupérée peut etre mise en pression par un moto-pompe, avec ou sans accumulation, et utilisée pour des usages divers tel que l'arrosage, en en prélevant une petite partie pour actionner les chasses d'eau-et alimenter la conduite 42 assurant le fonctionnement de la fosse elle-meme grâce å un recyclage permanent de cette petite fraction. En définitive, on voit que l'installation selon l'invention est à fonctionnement entièrement automatique et parfaitement efficace tout en étant néamoins d'une grande simplicité technologique et d'une grande facilité d'entretien. REVENDICATIONS 1. Fosse- d'épuration biologique des eaux d'égouts par la méthode des boues activées ?caractérisée par le fait qu'elle comporte une cuve principale sensiblement cylindrique à axe vertical dans laquelle est monté fou un arbre vertical disposé selon cet axe et entraînant à la fois l'hélice d'un dilacérateur central dans lequel se déversent les effluents, ainsi qu'une turbine d'aération de surface placée en bout-d'arbre en dessous du dilacérateur, tout en étant entraîné par unq turbine motrice du type Pelton ou similaire placée au-dessus du dilacérateur et au-dessous d'un double palier support de l'arbre, ladite turbine étant entraînée par un jet tangentiel d'eau sous pression. 2. Fosse suivantjla revendication 1, caractérisée par le fait que le double palier de l'arbre vertical est solidaire d'un couvercle de cuve et que le panier fixe du dilacérateur comporte des bras latéraux supportes de manière amovible par des taquets fixés dans la paroi de la cuve pour permettre un--retrait de toute la partie mecanique simulta-nément à l'enlèvement du couvercle. 3. Fosse d'épuration selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le couvercle comporte un évent formé par une couronne de matériau poreux. 4. Fosse d'épuration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte une cuve latérale accolée à la cuve principale et raccordée à cette dernière par un conduit inférieur débouchant au centre de la cuve principale par un orifice fermé par un disque de matériau poreux, ladite cuve latérale comportant intérieurement à sa base un compartimentage également fait à l'aide de cloisons en matériau poreux avec de préférence un autre disque de matériau poreux refermant l'orifice d'arrivée dA conduit inférieur, 5 Fosse d'épuration selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'arrivée des effluents se fait à travers un sas comportant un volet basculant à rappel élastique ou gravifique actionnant un tiroir distributeur qui établit la communication entre une distribution d'eau sous pression et le jet d'action nement de la turbine motrice.