Brevet FR2328664A1 — publié le 19770520

L'invention a trait à une installation d'épuration à aérateurs pour le traitement des eaux résiduaires. On connaît déjà différents procédés pour le traitement des eaux résiduaires et en particulier des procédés de traitement biologique. Dans ces procédés, on met l'eau usée en contact avec les bactéries qui réalisent la nitri- fication des eaux et ce, en faisant intervenir l'équilibre substranutritif et oxydation propre à la division des colonies bactériennes et portant à l'assimilation-désassimilation des matières organiques pour les rendre stables. Dans les lits bacteriens ou les disques, on élimine les matières en suspension décantables qui doivent se transformer avec l'aide des bactéries anaérobies, les matières non séparables et dissoutes étant traitées par voie aérobie et les bactéries fixées sur les matériaux filtrants ou les disques. Dans les boues activées, les bactéries sont fixées sur des particules mi nérales dont la concentration constitue la boue activée, à laquelle l'effluent est mélangé dans les bassins d'aération, l'oxygène étant nécessaire dans les deux cas pour maintenir en vie les micro-organismes. Pour ce dernier procédé, on a réalisé des installations comportant soit des aérateurs horizontaux, soit des aérateurs verticaux. Ainsi, on connaît des installations circulaires avec au moins un rotor horizontal. En général, ces installations comportent un poste de relevage aboutant à un local de commande et suivi d'un dégrillage automatique. Après ce dégrillage automatique, on prévoit un double dessablage statique pourvu d'un débitmètre. Puis les eaux résiduaires sont dirigées vers un oxydateur à rotor horizontal disposé au dessus d'un chenal d'activation. Ce dernier est juxtaposé à un clarificateur ayant un pont racleur. De plus, cette installation est pourvue d'un piège à boues, d'un silo à boues et de lits de séchage des boues. Une autre installation connue comporte des rotors horizontaux en chenal épicycloidique. Dans cette installation, l'arrivée des eaux usées se fait à proximité des oxydateurs à rotors horizontaux placés au dessus d'un chenal ayant une forme épicycloldique. Ce chenal comporte un déversoir automatique permettant l'évacuation des eaux traitées. Cette installation est égalesent pourvue d'un piège à boues, d'un silo à boues et de lits de séchage des boues. Dans ces deux types d'installations, les eaux usées sont soumise à un circuit fermé. On connaît également une installation comportant un premier bassin d 'aé- ration pourvu d'une turbine à rotor vertical. Les eaux usuées sont ensuite dirigées vers un décanteur secondaire puis, par l'intermédiaire d'une station de pompage, vers un bassin de digestion pourvu également d'une turbine à rotor vertical. Ainsi, tous les procédés d'épùration connus font appel à des moyens meca- niques comme par exemple les turbines de surface, les rotors d'oxydation, les systèmes d'insufflation avec surpresseur et rampe. Les systèmes classiques font appel pour leur part à des lits bactériens avec matériaux filtrants, à des disques biologiques, à des matières plastiques alvéolées et autres. La présente invention a pour but de présenter une installation d'épuration pourvue d'aérateurs submersibles ayant la fonction de pompes immergées rattachées à un système de captation d'air ambiant extérieur. A cet effet, l'invention concerne une installation d'épuration à aérateurs pour traitement des eaux résiduaires caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison un bassin d'aération circulaire central, alimenté en son centre en eaux usées et pourvu d'un portique d'épuration, mobile en rotation et présentant au moins un aérateur satellite à rotor vertical, un bassin de décantation périphérique concentrique relié au bassin d'aération circulaire central, d'une part, par des ouvertures d'intercommunication pour le transvasement des eaux usées depuis le bassin d'aération au bassin de décantation et, d'autre part, par des moyens de recirculation des boues décantées, un évacuateur à déversement laminaire des eaux traitées en liaison avec un canal exutoire et un silo épaississeur des boues biologiques dont l'arrivée est en liaison avec le bassin d'aération circulaire central, ce silo étant relié à l'alimentation des eaux usées pour leur ensemencement. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en plan de l'installation d'épuration conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en élévation en coupe de l'installàtion conforme à l'invention pourvue d'aérateurs submersibles - la figure 3 est une vue R levation en coupe de l'installation pourvue d'aérateurs de surface - la figure 4 est une vue identique à la vue de la figure 3 mais l'installation étant pourvue d'aérateurs à cheminées verticales. On se réfère aux figures I et 2. Les eaux usées, après prétraitement tel que dégrillage, dessablage et dégraissage, sont dirigées vers un canal d'alimentation en eaux usées 1. La sortie 2 de ce canal I est reliée, par l'intermédiaire d'une conduite 3, à un bac d'alimentation 4 reposant sur un ensemble de poteaux 5 entre lesquels passe ladite conduite 3. Ce bac d'alimentation 4 comporte à sa partie inférieure 6 des trous 7 à travers lesquels les eaux usées se déversent dans un bassin d'aération 8. Ce bassin d'aération 8 a une forme circulaire et il est disposé à la partie centrale de l'installation d'épuration 1. Ce bassin d'aération 8 présente une pluralité d'ouvertures 9 pourvues & un diffuseur 10.Les eaux usées en provenan ce du bassin d'aération 8 se déversent à travers ces ouvertures 9 dans un bassin de décantation périphérique 11. Ce bassin de décantation 11, concentrique au bassin d'aération 8, présente diamétralement opposé aux ouvertures 9, un évacuateur 12 permettant un déversement laminaire des eaux traitées dans un canal exutoire 13. Cet évacuateur présente une certaine hauteur pour maintenir les boues décantées tout en permettant le déversement des eaux traitées disposées à la partie supérieure de la nappe d'eau circulant dans le bassin de décantation 11. Le bassin de décantation il présente un fond 14 à plan incliné dont le point haut se trouve du coté des ouvertures 9 et le point bas du côté de l'évacuateur 12.Le canal exutoire 13 comporte une double inclinaison steten- dant depuis ses extrémités 15,16 jusqu'à une conduite d'évacuation des eaux traitées 17, cette conduite 17 étant pourvue d'un regard d'officialisation des eaux traitées 18. Le pourtour extérieur 19 du bassin de décantation il sert de chemin de roulement à l'extrémité 20 d'un portique d'évacuation 21. Ce portique d'évacua- tion 21 repose sur un pivot 22 disposé à proximité de son autre extrémité 23, ce pivot 22 prenant appui sur le dessus 24 du bac d'alimentation 4. L'extrémité 23 de ce portique 21 se trouve au-delà du centre du bassin d'aération 8, vue à partir de l'extrémité 20 circulant sur le pourtour 19 du bassin de décantation II. Ce portique d'évacuation 21, pourvu d'une passerelle d'accès 25, sert de support à deux aérateurs 26, 27 à rotor vertical. Le premier de ces aérateurs 26 est solidaire de l'extrémité 23 du portique 21, cette extrémité 23 se trouvant à peu de distance de l'axe de rotation vertical 28 du portique 21.Le second aérateur 27 se trouve à faible distance du pourtour extérieur 29 du bassin d'aération 8. En raison de l'action 30 de ces aérateurs 26, 27, on provoque la rotation du portique d'évacuation 21. De ce fait, lesdits aérateurs 26, 27 ont une fonction de satellite. En effet, il y a combinaison du mouvement de rotation des aérateurs 26,27 autour de leur propre axe vertical 31 et du mouvement de rotation du portique 21 impliquant un trajet circulaire aux aérateurs 26, 27 selon deux cercles circonscrits 32,33 par rapport à l'axe de rotation vertical 28 du portique 21. Par ailleurs, le portique d'évacuation 21 sert de support à des moyens de recirculation des boues. Ces moyens sont une pompe immergée 34 avec des moyens de raclage et de concentration. Cette pompe immergée 34 aspire les boues 35 qui ont tendance à se déposer sur le fond 36 du bassin de décantation il pour les refouler à travers une conduite 37 dans le bassin d'aération 8. Avantageusement on pourvoit le portique d'évacuation il d'un monorail 38. Celui-ci permet les interventions d'exploitation et/ou d'entretien au niveau des aérateurs 26, 27 et des pompes 34. Dans le bassin d'aération 8 débouche l'extrémité 39 d'une conduite d'as piration 40 dont l'autre extrémité 41 est branchée sur une pompe 42 logée dans une fosse 43. Cette pompe 42 aspire les boues biologiques 44 qui se déposent sur le fond à pan incliné 45 pour les refouler par l'intermédiaire d'une conduite 46 dans un silo épaississeur 47. Ce silo épaississeur 47 comporte une cheminée centrale de diffusion des boues 48. Les boues se déposent dans le fond incliné 49 du silo et sont évacuées par l'intermédiaire d'une conduite 50 en direction de lits de séchage, de local de deshydratation et autres. En raison de cette décantation, on obtient à la partie supérieure une couche d'eaux traitées 51 qui se déversent par l'interme- daire d'un trop-plein 52 dans un caniveau 53. Ce caniveau 53 permet l'evacua- tion des eaux traitées pour l'ensemencement des eaux d'alimentation. A cet effet, le caniveau 53 comporte une conduite d'évacuation 54 dont l'extrémité 55 débouche dans le canal d'alimentation-l. Or. se réfère à la figure 2. Dans cette figure, les deux aérateurs 26,27 sont des aérateurs submersibles se composant d'un moteur submersible 56 et d'une turbine 57. Celle-ci est reliée par l'intermédiaire d'une tuyauterie 58 pourvue d'un filtre 59 à l'air. La turbine 57 aspire l'air et mélange cet air avec les eaux usées se trouvant dans le bassin d'aération 8. On crée ainsi le milieu favorable à la décomposition des eaux résiduaires. On se réfère à la figure 3. Selon un autre mode de réalisation, les deux aérateurs peuvent être des aérateurs de surface 60,61. Ces aérateurs de surface 60, 61 sont constitués d'un groupe moto-réducteur 62, 63 et d'une turbine à ailettes 64, 65. Pour annihiler toute zone de non influence avec dépôts de matières organiques engendrant des fermentations néfastes au milieu, on pourvoit le fond du bassin d'aération 8 d'un anneau de circulation à section triangulaire 66. Ainsi, la combinaison de cet anneau 66 et de la turbine 64, 65 est propice à la circulation hydraulique du milieu. Selon un autre mode de réalisation représenté dans la figure 4, les deux aérateurs peuvent etre des aérateurs à cheminées verticales 67, 68. Ces aérateurs sont constitués d'un groupe moto-réducteur 69, 70, d'une turbine à ailettes 71, 72 et d'une cheminée d'aspiration 73, 74. Ce type d'aérateurs est utilisé pour des ouvrages profonds. Ils sont pratiquement identiques aux aérateurs de surface 60, 61 qui ne peuvent engendrer le cheminement hydraulique elliptique vertical au-delà d7une certaine profondeur du bassin d'aération 8. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1) Installation d'épuration à aérateurs pour traitement des eaux résiduaires caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison un bassin d'aération circulaire central 8, alimenté en son centre en eaux usées et pourvu d'un portique d'épuration 21, mobile en rotation et présentant au moins un aérateur satellite à rotor vertical 26,27-60,61-67,68, un bassin de décantation périphérique concentrique 11 relié au bassin d'aération circulaire central 8, d'une part, par des ouvertures d'intercommunications 9 pour le transvasement des eaux usées depuis le bassin d'aération 8 au bassin de décantation et, d'autre part, par des moyens de recirculation des boues décantées 34,37, un évacuateur à déversement laminaire des eaux traitées 12 en liaison avec un canal exutoire 13 et un silo épaississeur des boues biologiques 47 dont l'arrivée 48 est en liaison avec le bassin d'aération circulaire central 8, ce silo 47 étant relié à l'alimentation des eaux usées 1, 3 pour leur ensemencement. 2) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bassin d'aération circulaire central 8 comporte un bac d'alimentation 4 soutenu le par un ensemble de poteaux 5 reposant sur/fond du bassin 8 et présentant à sa partie inférieure 6 des trous 7 à travers lesquels se déversent les eaux usées amenées par une conduite 3 reliant ledit bac 4 à un canal d'alimentation en eaux usées prétraitées 1, ce bac 4 étant disposé au centre dudit bassin 8. 3) Installation selon la revendication 1 cåracterisee en ce que les trous d'intercommunication 9 pourvus de diffuseur 10 sont diamétralement opposés à l'évacuateur 12 pour assurer une circulation des eaux en provenance du bassin d'aération 8. 4) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bassin de décantation périphérique 11 comporte un fond à pan incliné 14 dont le point haut se trouve du coté des ouvertures 9 et le point bas se trouve du côté de ltevacuateur 12, ce dernier comportant une certaine hauteur pour maintenir les boues décantées tout en permettant le déversement laminaire des eaux traitees. 5) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le canal exutoire 13 comporte une double inclinaison s'étendant depuis ses extrémités 15, 16 jusqu a une conduite d'évacuation des eaux traitées 17, cette conduite 17 étant pourvue d'un regard d'officialisation des eaux traitées 18. 6) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le portique d'évacuation. 21, pourvu d'une passerelle d'accès 25, comporte un premier aérateur 26 à rotor vertical, disposé à proximité d'une des extrémités 23- du portique 21, cette extrémité 23, se situant au-delà du centre de rotation du portique, repose sur un pivot 22 prenant appui sur le dessus 24 du bac d'ali mentation 4, et un second aérateur 27 à rotor vertical, disposé à proximité du pourtour extérieur 29 du bassin d'aération 8, chaque aérateur 26,27 étant soumis à sa rotation propre tout en décrivant des cercles 32, 33 circonscrits l'axe de rotation vertical 28 du portique 21. 7) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le portique d'évacuation 21 comporte les moyens de recirculation des boues décantées constitués d'une pompe 34, immergée dans le bassin de décantation Il et pourvue de moyens de raclage et de concentration, et d'une conduite 37 dans laquelle circulent les boues biologiques 35 aspirées par la pompe 34. 8) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le portique d'évacuation 21 comporte un moyen de transport tel que monorail 38 pour les interventions d'exploitation et/ou d'entretien au niveau des aérateurs 26, 27 et des pompes 34. 9) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le silo épaississeur des boues biologiques 47 comporte une cheminée central de diffusion des boues 48 reliée, par l'intermédiaire d'une conduite d'aspiration 40, débouchant dans le bassin d'aération 8, d'une pompe 42,logée dans une fosse 43 et d'une conduite de refoulement 46, au bassin d'aération 8. IQ) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le silo 47 comporte une conduite d'évacuation des boues 50 pour diriger les boues vers des lits de séchage, de local de deshydratation et autres. 11) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le silo 47 comporte un trop-plein 52 permettant le déversement d'eaux traitées 51 dans un caniveau 53 relié par une conduite 55 au canal d'alimentation 1 pour assurer l'ensemencement des eaux d'alimentation du bassin d'aération 8. 12) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les aérateurs satellites sont des aérateurs submersibles 26,27 constitués d'un moteur submersible 56 et d'une turbine 57 reliée par l'intermédiaire d'une tuyauterie 58 pourvue d'un filtre 59 à l'atmosphère environnante. 13) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les aérateurs satellites sont des aérateurs de surface 60,61 constitués d'un groupe moto-réducteur 62,63 et d'une turbine à ailettes 64,65, ces aérateurs 60,61 coopérant avec un anneau de circulation à section triangulaire 66 solidaire du fond du bassin d'aération 8 pour annihiler toute zone de non influence avec dépôts de matières organiques engendrant des fermentations néfastes au milieu. 14) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les aérateurs satellites sont des aérateurs à cheminées verticales 67,68 constitués d'un groupe moto-réducteur 69,70, d'une turbine à ailettes 71,72 et d'une cheminée d'aspiration 73,74.