Brevet FR2372421A1 — publié le 19780623

La présente invention a trait au domaine du traitement des eaux usées, notamment à la régulation des stations d'épuration d'eaux résiduaires. Elle concerne plus spécialement un nouveau dispositif de détection ou sonde permettant de mesurer à tout moment et en continu la position exacte de l'interface eau-boue dans des bassins de décantation primaire et/ou secondaire. On sait que le " niveau de voile " de boue, ou ligne ou zone de séparation entre une boue résiduaire et lieau clarifiée d,ans un bassin de ddcan- tation, constitue un paramètre important et qu'il est indispensable de déterminer pour assurar la régulation de traitement des eaux résiduaires. Jusqu'à présent, parmi les moyens les plua perfectionnés utilisés pour effectuer cette détermination, on a fréquemment recours à des dispositifs permettant de déceler des différences de densité, tels que notamment des détec- teurs à ultra-sons. De tels systèmes donnent souvent satisfaction dans le cas des ddcanteurs dits primaires c'est-à-dire ceux où l'on assure la première sépa- ration grossière des boues ou déchets en suspension et de l'eau à clarifier ; en effet, les différences de densité entre les deux milieux à sdparer sont, dans ce cas, suffisamment importantes pour être décelées par les ultra-sons avec une pré- cision convenable.Toutefois, dans les ddcanteurs secondaires où sont envoyés les eaux usées issues des bassins de décantation primaires, les différences de densité sont beaucoup plus faibles et ne peuvent être détectées correctement par les dispositifs précités. Ainsi, on doit avoir recours à un autre type de mesure. On peut penser, à priori, à la détermination de l'opacité mais on se heurte théoriquement à une difficulté du fait que le développement des algues est favorisé dans le domaine de la lumière blanche ou spectre visihle où se situe normalement les décanteurs exposés à l'air libre. L'invention offre une solution simple et efficace à ce problème de la mesure d'interfce' entre deux milieux liquides contenant des matières en suspension et dont les différences de densité sont faibles. Elle permet d'effectuer une ddtermination précise et en continu du voile de boue ou autres suspensoudes sans contribuer au développement des algues ou autres végétaux susceptibles de troubler la mesure. Elle présente en outre l'avantage de proposer un dispositif capable d'assurer son auto-nettoyage dans un milieu particulièrement salissant et de fournir des résultats fiables dans tous types de bassins de décantation. Le nouveau dispositif selon l'invention est basé sur la mesure de l'opacité de milieux à étudier et il est essentiellement constitué par une sonde comprenant un corps de type couronne circulaire au sein de laquelle sont disposés, au sein de cavités aménagées dans la partie pleine et diamétralement opposées, un émetteur et un récepteur d'ondes lumineuses hors du spectre visible devant lesquels circule en permanence un jet d'eau propre, les organes de transmission de commande des émetteur-récepteur -étant reliés à un tube-guide de suspension de la sonde immergée. Bien que tout appareil, émettant des ondes dont les longueurs d'ondes sont situées hors du spectre visible, (0,40 à 0,80 microns) puisse convenir dans la mise en oeuvre de l'invention, il a été trouvé particulièrement avantageux d'utiliser des oouples émetteurarécepteur à rayonnemente infra-rouge- c'est-à-dire correspondant à des longueurs d'ondes de 0,80 à 25 microns ou, plus couramment, 0,90 à 15 microns. Sous de tels rayonnements, les algues et autres végétaux en suspension dans les eaux résiduairess à traiter sont détruits alors qu'au contrait les rayonnements du spectre visible favorisent le développement de ceux-ci. Selon une caractéristique de l'invention, les systèmes de protection, du type plaques de verre ou analogue, de l'émetteur et du récepteur d'ondes sont nettoyés en permanence par envoi d'eau sous légère pression dans des canaux creusés dans la partie pleine de la couronne et qui, débouchant devant lasdites plaques, reJoignent le tube-guide de suspension de la sonde. Ainsi, on évite tout encrassement du système et on obtient toute garantie contre une éventuelle dérive de zéro du dispositif- à ondes. Selon une autre caractéristique, le mouvement de descente-immersion de la sonde dans le bassin de décantation et son réglage automatique au niveau correspondant à l'interface recherchée sont asservis aux coefficients d'absorption des rayons lumineux dans le milieu de mesure, oes rayons étant en voyés sur un amplificateur à seuil réglable. D'autres caractéristiques encore apparaitront au cours de la description suivante, relative à un mode de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention par référence à la figure 1, qui représente une vue schématique en ooupe et en proJection sur un plan de la nouvelle sonde de mesure de voile de boues. Tel qu'il est représenté, le détecteur a une forme circulaire et revêt l'allure d'une couronne à partie pleine 1 et à partie vide 2. On notera que la forme de découpe de la partie vide ainsi que l'aspect sphérique de la sonde ne sont pas fonctionnels, toute autre modification convenable pouvant 8tre apportée; par exemple les gorges 3 prévues à deux extrémités du polygone 4 sont ici aimplement destinées à faciliter la fabrication de la couronne, par exemple par découpage à la scie sauteuse d'un bloc en matière plastique. Au sein des cavités diamétralement opposées, prévues dans la partie pleine 1, on dispose un appareil émetteur 5 et un appareil récepteur 6, lesquels sont iciéquipés pour délivrer et recevoir un flux de rayonnement infrarouge. Les organes de transmission et commande de ces appareils sont logés dans de fins canaux 7 creusés au sein de la partie pleine 1 et rejoignant vers le haut un tuyau-guide8 auquel est relié le système de suspension de la sonde dans le bassin de décantation (éléments non représentés).En outre, un autre couple de canaux 9 est prévu dans la partie pleine 1 de façon à pouvoir faire circuler de liteau propre (potable ou non), sous une pression de 3 à 5 bars environ, depuis le tuyau-guide 8 jusqu'aux plaques en verre 10 disposées devant les.dispositifs émetteur-récepteur. L'eau suit le trajet fléché il en ressortant dans la partie vide 2 de la sonde et son jet assure un nettoyage permanent des plaques 10, ce qui évite à ces dernières d'être en contact avec le milieu salissant. En fonctionnement, les rayons f..R. émanant de 5 traversent la plaque en verre 10 et le jet d'eau -11 en se trouvant plus-ou moins absorbés selon que. la sonde se trouve dans la boue ou dans l'eau; ces rayons sont captés par le récepteur 6. La mesure est envoyée sur un amplificateur à seuil réglable qui commande à volonté, soit en montée soit en descente, le treuil auquel est suspendue la sonde. Un potentiomètre de recopie est fixé sur le treuil qui traduit, en signaux électriques, le niveau de la boue dans le bassin. Des séries de sondes du type susdécrit ont été expérimentées dans des bassins de décantation primaire et secondaire d'une station d'épuration d'eaux résiduaires. Elles ont permis d'obtenir des résultats fiables et précis (à + 5 %) près) sur la détermination du niveau- d'interface entre les boues et le liquide surnageant. Il a été constaté, en particulier, par des essais comparatifs (avec et sans circulation de jets d'eau) que la circulation de l'eau, destinée au nettoyage et sous des débits d'environ 3 litres/minute, ne provoquait aucune perturbation sur les mesures. Bien entendu, on peut substituer à la matière plastique utili sée pour la confection d'une telle sonde tout autre matériau convenable et il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, de prévoir des modes de réalisation équivalentst, REVENDICATIONS 1. Sonde permettant de déterminer continu le niveau de l'interface eau-boue dans des bassins de décantation d'eaux résiduaires, caractérisée en ce qu' elle est constituée par un corps de type couronne circulaire au sein de la quelle sont disposés, au sein des cavités aménagées dans la partie pleine et diamétralement opposées, un émetteur et un récepteur d'ondes lumineuses hors du spectre visible devant lesquels circule en permanence un jet d'eau propre, les organes de la transmission de commande des dmetteur-récepteur étant re liés à un tube-guide dezsuspension de la sonde immergée. 2. Sonde selon la revendication 1, caractérisée en Ce que le couple émetteur récepteur est du type à rayonnement infra-rouge. 3. Sonde selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la circulation de jet d'eau propre, destinée au nettoyage des plaques de verre situées devant l'émetteur et le récepteur d'ondes, est faite sous pres sion dans deux canaux creusés dans la partie pleine de ladite couronne et qui, débouchant devant lesdites plaques, rejoignent le tube-guide de Suspension, l'eau de nettoyage étant ensuite évacuée dans le bassin de décantation par la partie vide de la couronne. 4. Sonde selon la revendication 3, caractérisée en ce que les organes de trans mis si on de commande des émetteur-récepteur sont également disposés dans deux canaux creusés dans la partie pleine de la couronne et rejoignant ledit tube guide. 5. Sonde selon la revendication 4, caractérisée en ce que son mouvement de des; conte-immersion dans le bassin de décantation et son réglage sont asservis aux coefficients d'absorption des rayons lumineux dans le milieu'de mesure, ces rayons étant envoyés sur un amplificateur à seuil réglable. 6. Sonde selon l'une(quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le corps est réalisé à partir d'un bloo de matière plastique dans loquel on a découpé une partie centrale et ménagé dans la partie pleine des canaux pour la circulation d'eau de lavage et les organes de transmission du sys tème émetteur-récepteur d'ondes.