Brevet FR2345398A1 — publié le 19771021

La présente invention a pour objet un appareil pour le traitement biologique des eaux résiduaires d'origine urbaine ou indus trielle. Elle concerne plus particulièrement un aérateur rotatif de surface à axe horizontal destiné à ltoxygénátion des eaux résiduaires. Le traitement biologique des eaux résiduaires necessite la mise en oeuvre d'appareillage capable d'assurer d'une part la circulation des eaux résiduaires et d'autre part leur oxygénation. Dans les installations les plus couramment utilisées, ces deux fonctions sont assurées par des rotors d'aération constitués par un arbre horizontal sur lequel sont fixés Hadialement des brosses ou des pales. Les brosses et les pales sont montées au-dessus du plan d'eau de telle façon qu'en marche elles frappent sur et dans l'eau à grande vitesse. Dans les installations de ce type la disposition de l'aérateur situé perpendiculairement au sens de circulation des eaux usées provoque une fatigue importante des brosses ou pales qui sont soumises à des efforts constants de flexion puisqu'elles engendrent la mise en mouvement de la masse d'eau. L'invention concerne un appareil qui permet de rémédier à cet inconvénient. La présente invention concerne un aérateur rotatif de surface à axe horizontal destiné à l'oxygénation des eaux résiduaires caractérisé par le fait qu'il est constitué par un tambour tournant à axe horizontal à l'intérieur duquel sont disposées régulièrement des pales fixées sur l'axe du tambour et par une hélice de dégagement fixée à l'axe du tambour et placée à la sortie de celui-ci. Selon un mode de réalisation particulier de l'aérateur, une vis d'Archimède coaxiale à l'axe du tambour est enroulée autour du tambour et fixée sur sa surface extérieure. t'aérateur est immergé partiellement dans un bassin d'oxydation à une profondeur telle que l'axe du tambour soit au-desss du niveau d'eau et que l'axe du tambour soit parallèle au sens d'écoulement des eaux résiduaires. Celles-ci entrent par une extrémité du tambour et ressortent par ltextrémité munie de l'héli- ce de dégagement. Le mouvement de rotation des pales provoque un brassage des eaux résiduaires et par conséquent leur oxygénation. L'hélice de dégagement et, éventuellement la vis d'Archimède assurent la circulation. Celle-ci est particulièrement bonne en profondeur ce qui est favorable pour éviter la décantation des boues. Le tambour peut avoir des dimensions variables selon l'installation à laquelle il est destiné. La longueur peut par exemple varier entre 1,00 et 3,00m. Elle est le plus souvent de 1,50m. Son diamètre varie également entre 0,70m et 1,50m. Les pales peuvent également avoir des formes variables. Elles peuvent être constituées par des turbines de turbulence ou des équipages de bras agitateurs. Elles sont de préférence choisies de façon qu'immergées, par exemple d'environ 30cm dans l'eauoelles provoquent une cavitation partielle et une projection sous forme de fines gouttelettes. L'hélice de dégagement comporte plusieurs pales inclinées. L'inclinaison des pales provoque une dépression en amont et, par conséquent, une aspiration de l'eau.Cette inclinaison est de préférence variable afin de pouvoir ajuster la vitesse de circulation de l'eau en fonction de la vitesse de rotation du tambour. L'aérateur est mis en rotation par tout type de moteur. On utilise en particulier un motoréducteur. La vitesse de rotation optimale est déterminée expérimentalement. Elle est comprise entre environ 60 et 100 tours minutes. L'aérateur selon l'invention présente une grande souplesse d'utilisation. Il peut être utilisé dans les bassins d'oxygénation de forme annulaire, circulaire, rectangulaire. Il convient plus particulièrement aux bassins de type chenal permettant une aération prolongée des eaux résiduaires. Suivant les besoins en oxygène et la largeur des bassins les aérateurs selon l'invention peuvent être montés en série ou en parallèle. A titre d'exemple on décrit ci-dessous une forme de réalisation de l'aérateur selon l'invention. Cet aérateur est représenté schématiquement dans les figures annexées. La figure 1 est une vue en élévation en coupe longitudinale de l'aérateur selon l'invention. La figure 2 est une vue en élévation de l'extérieur du tambour. La figure 3 est une coupe, selon un plan diamétral du tambour La figure 4 est une vue de face du tambour montrant l'hélice de dégagement. L'aérateur compo#rte un tambour (1) à arbre horizontal (2)* A l'intérieur du tambour sont disposées régulièrement des turbines de turbulence (4) et la sortie du tambour est pourvue d'une hélice de dégagement (5). A l'extérieur de ce tambour est disposée une vis d'Archimède (3, fig.2) coaxiale à l'axe du tambour, enroulée autour du tambour et fixée à sa surface extérieure. Les turbines de turbulence (4) plus particulièrement visibles sur la figure 3 sont, dans l'aérateur représenté, constituées par de minces plaques métalliques fixées à l'arbre (2) du tambour de fa çon à être tangentes à celui-ci. Leur longueur est telle qu'elles affleurent presque la paroi du tambour mais sans la toucher pour pouvoir être démontables. Elles pourraient être soudées directement sur le tambour. L'hélice de dégagement est plus particulièrement visible sur la figure 4. Elle comporte, dans l'aérateur représenté quatre pales orientables (Sa). Il pourrait également y avoir par exemple 3 ou 6 pales. Cette hélice est fixée sur l'arbre (2) du tambour (1). Elle a le même diamètre que les turbines à turbulence et elle tourne dans le même sens que le tambour. Comme on peut le voir sur la figure 1 en position de marche l'aérateur est immergé dans le plan d'eau à une profondeur telle que l'arbre du tambour (2) soit au-dessus du niveau d'eau mais que le tambour (1) soit partiellement immergé. Lorsque le tambour est en mouvement les turbines de turbulence (4) soulèvent l'eau du cté ascendant du tambour, puis la laisse retomber en fines gouttelettes. Les eaux oxygénées sont évacuées par l'he- lice de dégagement (5) qui aspire l'eau. L'hélice de dégagement et la vis d'Archimède assurent directement la mise en mouvement des couches d'eaux supérieures et indirectement le mouvement des tranches d'eau inférieures par frottement. REVENDICATIONS 1) Aérateur rotatif de surface à axe horizontal destiné à l'oxygénation des eaux résiduaires caractérisé par le fait qu'il est constitué par un tambour tournant à axe horizontal à l'intérieur duquel sont disposées régulièrement des pales fixées sur l'axe du tambour et par une hélice de dégagement fixée à l'axe du tambour et placée à la sortie de celui-ci. 2) Aérateur rotatif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une vis d'Ar,chime'de coaxiale à l'axe du tambour est enroulée autour du tambour et fixée sur sa surface extérieure. 3) Aérateur rotatif-selon les revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que l'hélice de dégagement comporte plusieurs pales à inclinaison variable.