Brevet FR2391162A1 — publié le 19781215

La présente invention se rapporte 4 un collecteur d'eau décantee pour station d'épuration d'eaux usées.Elle concerne plus particulièrement les installations d'épuration utilisant le procédé des " boues activées",avec traitement a' aération prolongée(boues ninéralisées),exploitées suivant le système " séquentiel qui est caractErisé par l'utilisation d'un même bassin dans lequel s'effectuent successivement le traitement puis la décantation. Ainsi on considère ici un bassin dans lequel, de manière connue, les eaux usées subissent -d1abord un traitement d'aération,notamvent par brassage au doyen d'une turbin?,puis -les matières denses se déposent au tond du bassin.pour-former un lit de boues,et enfin les eaux claires se trouvant au-dessus du lit de houes sont reprises et évacuées. La difficulté principale de ce mode d'exp1oitationséquentieI" est d'évacuer les eaux claires rapidement,doncavec un débit important,sans entratner-les boues. Il convient donc de ne pas aspirer les boues qui reposent au fond du bassin-et-ausSi d'éviter que,durant la phase précédente de décantation, il ne se forme un dépôt de boues sur les organes collecteurs des-eaux claires.Les dispositifs de reprise actuels ne donnent pas-satisfaction a' ce point de vue.En particulier, les collecteurs comprenant; u; rampe avec une série de prises d'eau décantée et une vanne soit sur chaque prise, soit commune à l'ensemble des prises donnent lieu à un depôt et un entraînement de boues. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et à réaliser un collecteur d'eau décantée donnant entière satisfaction pour le genre d'installation ici considéré, ce collecteur devant répondre aux conditions suivantes - être fermé et étanche aux eaux usées pendant le traitement et la décantation; une pas-retenir les boues -pendant -le traitement-ou la décantation; -s'ouvrir à partir d'une commande 4- distance; - avoir un débit-important et réglable initialement;; - ne pas -créeer de mouvement ascendant pouvant provoquer un en tratnesent des boues déposées au fond du bassin A cet effe-t, -l'invention a pour objet un collecteur d'eau décantée qui est constitué essentiellement par l'embout d'un conduit d'évacuation-,s'ouvrant vers le hauts et par un manchon d'axe vertical dont la partie inférieure, introduite dans l'em bout précité coaxialement à celui-ci,porte une membrane élastique de forme stnulaire gonflable au moyen d'un fluide sous pression, à partir d-'une commande-pneumatique ou hydraulique à distance, la membrane annulaire à l'état gonflé venant en contact avec l'embout de manière à obturer le collecteur,tandis qu'à l'état dégonflé elle se plaque contre le manchon et libère ainsi une ouverture annulaire tournée vers le haut, située entre ltem- bout et le manchon. La vanne à membrane ainsi réalisée assure une fermeture étanche pendant les phases de traitement et de décantation,et sa forme empoche alors toute retenue de boues par le collecteur.Âu moment de l'évacuation, son dégonflage commandé à distance libè-re une ouverture annulaire,dont l'orientation crée un appel d'eau décantée de haut en bas,donc sans risque d'aspiration des boues, et dont la section permet l'obtention d'un débit important, sans vitesses d'écoulement excessives. Suivant une forme de réalisation particulière,lrembout précité possède une partie supérieure épanonie,dans laquelle est introduite la partie inférieure du manchon. Cette forme correspond à un profilclaasfqus en tuyauterie.l)ans ce cas, le manchon est avantageusement tenu par un collier qui maintient son bord-m- férieur à une certaine distance verticale au-dessus de la partie de diamètre minimum de l'embout, en permettant un réglage de cette distance. Le réglage en hauteur du manchon permet d'ajuster initialement le débit du courant d'évacuation,pour l'adapter aux besoins et aux conditions d'emploi. Il est à noter que l'ouverture supérieure du manchon lui permet de remplir la fonction annexe de trop-plein et autorise aussi le passage dlune canalisation de fluide sous pression qui débouche à la surface extérieure du manchon, sous la membrane annulaire,pour permettre la commande à distance de cette dernière. Par ailleurs cette membrane annulaire,fixée autour du manchon par exemple au moyen de deux bagues,peut être facilement remplacée en cas de besoin. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant,à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de ce collecteur d'eau décantée Figure 1 est une vue en coupe d'un collecteur selon l'invention, en position fermée; Figure 2 est une vue en coupe du mime collecteur,en position ouverte. Le dessin représente la -paroi -latérale 1 d'un bassin de station d'épuration d'eaux usées, et an collecteur d'eau décantée 2 selon l'invention, disposé à une certaine distance de la paroi 1 et raccordé à un conduit d'évacuation coudé 3 qui traverse ladite paroi 1. L'élément du collecteur 2 raccordé au conduit d'évacuation 3 est un embout 4 d'axe vertical,dontla partie inférieure a un diamètre égal à celui du conduit 3 et dont la partie supérieure est épanouie. Dans l'ouverture supérieure-de l'embout 4 est introduite la partie inférieure d'un manchon 5 coaxial à cet embout.le manchon 5 est tenu par un collier 6 solidaire d'un support 7 scellé dans la paroi 1 du bassin, et placé ainsi dans une-position telle que son bord inférieur se trouve à une certaine distance verticale H au-dessus de la partie de diamètre minimum de l'embout 4. Une membrane élastique 80de forme annulaire,en caoutchouc ou autre matière adaptée, est fixée autour du manchon 5 au moyen de deus bagues 9 et=10. Le bord inférieur de la membrane 8 est serré autour du bord inférieur du manchon 5 par la première bague 95 tandis que le bord supérieur de la membrane 8 est serré autour de la région médiane du manchon 5 par la deuxième bague 10.La partie centrale de la membrane annulaire 8 se trouve à hauteur du bord supérieur du manchon 4. Une canalisation Il de fluide sous pression,venant d'un poste de commande extérieur non représenté,traverse la paroi 1 du bassin et se prolonge en direction du collecteur 2; elle s'introduit dans le manchon 5 par l'ouverture supérieure de celuici,et débouche par un orifice 12 à la surface extérieure du manchon 5,sous la membrane annulaire 8. Le dispositif précédemment décrit constitue une vanne.Pendant les phases de traitement et de décantation, l'air ou 1'eau sous pression amené par la canalisation Il gonfle la membrane 8,dont la partie centrale vient alors en contact avec la partie supérieure épanouie de l'embout 4 et assure une fermeture étanche de la vanne,commele montre la figure 1. Le niveau 13 de l'eau contenue dans le bassin reste normalement au-dessous du bord supérieur du manchon 5,de sorte qu'il ne se produit alors aucun écoulement par le conduit d'évacuation 3. Toutefois en cas d'élévation anormale de ce niveau, l'ouverture supérieure du manchon 5 peut servir de trop-plein. De plus,comme le montre la figure 1, le profil de la membrane annulaire 8 conserve, à l'état gonflé,une pente suffisante pour éviter le depôt de boues,notamment lors de la phase de dec antation. Pour évacuer ensuite une tranche d'eau claire,comprise entre deux niveaux, on dégonfle la membrane annulaire 8 par une commande à distance qui fait diminuer la pression pneumatique ou hydraulique dans~la canalisation 11. La membrane 8 se plaque alors contre la surface extérieure du manchon 5,ce qui libère une ouverture annulaire 14, tournée vers le haut,située entre le bord supérieur de l'embout 4 et le manchon 5 ( voir figure 2). Par cette ouverture annulaire 14 passe un courant d'eau dirigé de haut en bas, donc formé d'eau décantée n'entratnant pas de boues avec elle. Ce courant traverse d'abord le canal annulaire délimité par la partie supérieure épanouie de l'embout 4 et la partie inférieure du manchon 5,puis le tronçon de section décroissante de ltembout 4; finalement, l'eau décantée est évacuée à l'extérieur da bassin par le conduit coudé 3. La forme annulaire de l'ouverture 14 permet d'obtenir un débit important, tout en conservant une vitesse d'écoulement relativement faible. À ce suJet, il est à noter que le collecteur 2 doit être placé non pas à proximité immédiate de la paroi I,mais à une distance suffisante de celle-ci, de manière que l'eau claire soit appelée de toutes les directions autour de l'ouverture annulaire 14. De plus, le débit traversant l'ouverture 14 peut être réglé en modifiant la distance H, ce qui s'obtint facilement en desserrant le collier 5 et en aJustant alors la hauteur du manchon 5. Suivant l'importance de la station d'épuration et le débit souhaité, on peut bien entendu choisir le nombre et la disposition des collecteurs d'eau décantée pour un bassin donné.Dans le cas de plusieurs collecteurs,on a le choix entre des collecteurs totalement indépendants ou des collecteurs formant des prises d'eau décantée disposées sur une rampe commune. Comme il va de soi et comme il résulte déJà de ce qui précède,l'inventîon ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce collecteur d'eau décantée pour station d'épuration des eaux usées qui a été décrite ci-dessus- à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire,toutes les variantes- de réalisation et d'application. -REVENDICATIONS 1.- Collecteur d'eau décantée pour station d'épuration d'eaux usées, et plus particulièrement pour installations d'épuration utilisant le procédé des " boues activées ,avec mode d'exploita tionn séquentiel ", c'est-à-dire avec utilisation d'un même bassin dans lequel s'effectuent successivement le traitement et la décantation, caractérisé en ce qu'il est constitué essen tellement par l'embout d'un conduit d'évacuation s'ouvrant vers le haut, et par un manchon d'axe vertical dont la partie inférieure,introduite dans l'embout précité coaxialement à celui-ci,porte une membrane élastique de forme annulaire gonflable au moyen d'un fluide sous pression, à partir d'une commande pneumatique ou hydraulique à distance,la membrane annulaire à l'état gonflé venant en contact avec l'embout de manière à obturer le collecteur,tandis qu'à l'état dégonflé elle se plaque contre le manchon et libère ainsi une ouverture annulaire tournée vers le haut, située entre l'embout et le manchon. 2.- Collecteur d'eau décantée -selon la revendication l,carac- térîsé en ce que l'embout précité possède une partie supérieure épannuie,dans laquelle est introduite la partie inférieure du manchon. 3.- Collecteur d'eau décantée selon la revendication 2,carac- térisé en ce que le manchon est tenu par un collier qui maintient son bord inférieur à une certaine distance verticale audessus de la partie de diamètre minimum de l'embout,en permettant un réglage de cette distance. 4.- Collecteur d'eau décantée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisé en ce que la commande pneumatique ou hydraulique à distance du gonflage de la membrane annulaire est assurée par une canalisation de fluide sous pression s'introduisant dans le manchon -précité par l'ouverture supérieure de celui-ci et débouchant A la surface extérieure du manchon, sous la membrane annulaire.