Brevet FR2379483A1 — publié le 19780901

La présente invention concerne un appareil destiné à opérer la clarification des eaux résiduaires traitées . par un procédé biologique , en particulier dans un bassin d' aération , par le procédé des boues activées On connait des appareils combinés de traitement par boues activées comportant, dans un même ensemble , une zone dtaéra tion et une zone de clarification pour la séparation des boues provenant de la zone d'aération, des moyens pour le recyclage d'une partie de ces boues vers la zone d'aération et des moyens d'évacuation des boues en excès et de récupération de l'eau traitée .Ces appareils connus comportent une multiplicité de zones séparées par des parois de béton et nécessitent des ouvrages de génie civil particulièrement importants et onéreux L'apparei objet de l'invention, pallie cet inconvénient : Ne faisant pas partie intégrante de l'ouvrage , tel que bassin, qu il équipe, il est autonome, très maniable et peut être réalisé de façon simple, peu coûteuse 2 tout en présentant une efficacité complète L'appareil , objet de l'invention pallie cet inconvénient. Il est caractérisé en ce qu'il est constitué par une structure flottant sur le bassin de traitement, structure comportant des moyens permettant de faire varier sa flottabilité , des moyens, règlables, pour l'introduction à l'intérieur de l'appareil, de l'eau à clarifier, des moyens pour faciliter la circulation de l'eau dans l'appareil, des moyens pour évacuer gravitaire- ment les boues en vue de leur recyclage dans le bassin de traitement et des moyens pour évacuer de l'appareil l'eau clarifiée L'appareil suit les variations du niveau de l'eau dans le bassin de traitement Avantageusement, ses déplacements verticaux sont guidés et limités par exemple au moyen de tringles ou tiges dont les extrémités sont munies de butées fixées aux parois du bassin d'aération à la surface duquel flotte l'appareil. Suivant une caractéristique de l'invention, la flottabilité de l'appareil est assurée au moyen de waterballast qui peuvent reYê,tir la forme d'un caisson règnant sur tout le pourtour de la partie supérieure de la structure, l'appareil pouvant d'ailleurs être , à ce niveau, de toute forme quelconque convenable en section Les moyens règlables d'introduction de l'eau à clarifier dans l'appareil consistant, soit en de simples orifices à obturation régla ble, soit en des pompes à émulsion alimentées en air à partir des ballast s équipant la structure, par variation du débit d'air introduit dans le ou les ballast. L'appareil peut être réalisé en toute matière quelconque convenable : acier, aluminium, matière plastique ou peut être de construc-tion composite, plastique et acier par exemple L'appareil ainsi conçu peut être disposé dans un bassin décantées dans l'appareil, quelconque servant de bassin d'aération; les boues/sont recyclées gravitai- remuent; les boues en excès sont évacuées de façon connue à partir du bassin d'aération.Le débit d'eau clarifiée extrait reste constant ou peut être régulé au moyen d'un dispositif annexé , en fonction d'une quelconque variable extérieure Les diverses caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description, qui va suivre y d'une de ses formes possible de réalisation. ll est bien précisé qu'il s'agit uniquement d'un exemple et que toutes autres formes , proportions et dispositions pourraient être adoptées sans sortir du cadre de l1invention. Au cours de cette description, on se réfère aux dessins ci-joints qui montrent Fig 1 une vue en élévation-coupe , de l'appareil; Fig. 2 une vue en plan dudit appareil Fig. 3 et 4 des vues, schématiques , en coupe > à échelle agrandie par rapport à celle des Fig. I et Z , de détails de l'appareil Fig. 5 une vue en perspective , avec arrachements, de cet appareil Conformément à l'invention, le clarificateur est constitué par une structure, flottant à la surface a d'un bassin de traitement et délimitée par quatre parois extérieures, deux verticales (I) et deux inclinées (2) ces dernières assurant le glissement et la concentration des boues à la base, ouverte, du clarificateur .Deux compartime#ts étanches (3) éventuellement chargés d'un lest (4 > , sont disposés à la partie supérieure des parois (2), sur toute la longueur de celles-ci , de part et d'autre de l'appareil et lui permettent de flotter Dans l'exemple traite, la largeur de l'appareil, à sa partie supérieure, est avantageusement dtenviron 4 à 6 m; à la partie inférieure une ouverture (5) de 20 à 30 cm , entre la base des parois inclinées (2) permet aux boues décantées de se recycler par gravité dans le bassin d'aération.La stabilité de l'appareil est en outre assurée par un lest inférieur contenu dans un caisson (6) fixé aux parois (2) par un piètement en mdme matériau que celui de l'appareil lui-meme métallique ou plastique ; la partie supérieure de ce caisson obstruant partiellement l'ouverture (5) mais en y réservant deux ouvertures longitudinales (7) pour le passage des boues . Ce caisson empêche par ailleurs, de façon connue l'entrée dans le clarificateur de bulles d'air, , en provenance du bassin d'aération. L'appareil flottant est maintenu en position sur la surface liquide par des guides (8) autorisant une variation de niveau entre les butées (9) que comportent les guides, ces butées étant elles-memes fixées par exemple aux parois du bassin d'aération dans lequel est dispo-sé l'ap- pareil. Des orifices (10) pratiqués à la partie supérieure des parois (2) , au-dessous des caissons de flottaison (3) , permettent l'entrée dans l'appareil du liquide à clarifier ; ces orifices sont munis d'obturateurs (I1) permettant le réglage du débit liquide entrant dans le clarificateur Des cloisons siphoides (12) fixées aux parois (1) assurent la répartition homogène en profondeur du débit liquide entrant dans l'appa reil L'eau clarifiée est extraite par des orifices de reprise (13) débitant dans une rigole d'évacuation (14) d'où elle est évacuée gravitairement par une tuyauterie souple (15) . Le débit d'eau clarifiée extrait est constant, quelle que soit la variation du niveau atteint par le liqujde hydraulique dans le bassin d'aération. En effet, ce débit dépend de la charge/appliquée sur les orifices (13) , cette charge étant fonction du poids du lest (4) dans les caissons de flottaison et pouvant etre modulée par variation de ce poids de lest . Ce lest étant constitué par de l'eau, par exemple, il est possible de faire varier son poids par pompage au moyen d'une pompe volumétrique asservie à une quelconque variable extérieure Le débit entrant dans l'appareil par les orifices (10) est la somme, d'une part, du débit d'eau clarifiée extraite, débit constant et défi- ni par la charge hydraulique réglable au moyen du lest (4) et, d'autre part, du débit de boues recyclées s'écoulant par les ouvertures inférieures (7). Le débit d'entrée variant également en fonction des différences de densité entre le liquide se trouvant à l'intérieur du clarificateur, et celui se trouvant dans le bassin d'aération, est réglé par les obturateurs (11) . La concentration de la boue recyclée est donc ainsi régulée Dans une disposition avantageuse de l'appareil, représentée à la Fig. 2 , les orifices (10) sont remplacés par des tubes (16) montés en pompes à émulsion.Dans chaque tube est insufflé un débit d'air identique réglé par des diaphragmes (17) insérés sur les tubes d'amenée d'air (18) lesquels sont piqués sur les ballasts (3) utilisés ainsi comme nourrices d'air Une alimentation enair surpressé par un tube souple (19) comporte un robinet (20) permettant de régler le débit d'air total introduit dans les pompes à émulsion et par là d'imposer le débit du liquide transitant par ces pompes De cette façon2 le débit de liquide à épurer étant déterminé, le débit de boues recyclées est également bien défini. Dans une autre disposition avantageuse de l'invention représentée par la figure (3) , le dispositif de diffusion d'air dans le bassin d'aération est relié au clarificateur et fixé à la partie inférieure de l'appareil au piètement supportant le caisson de lestage (6) . Ce dispositif est constitué de façon connue par un équipage (21) supportant des nourrices d'air (22) équipées de diffuseurs d'air (23) , les ouvertures longitudinales (7) permettant le recyclage des boues du clarificateur vers le bassin d'aération étant disposées de façon à ce que les bulles d'air émises par les diffuseurs (23) ne puissent pénétrer à l'intérieur du clarificateur .Les nourrices d'air (22) sont alimentées en air surpressé par une tuyauterie souple (24) Dans le cas où le débit à traiter est important, l'appareil objet de l'invention est muni, de façon connue, de plaques ou tubes parallèles destinés à réaliser une décantation lamellaire autorisant une charge hydraulique superficielle plus importante La charge hydraulique superficielle, calculée en m3 d'eau/ m2 de surface/heure et définie par le rapport entre le débit de liquide traité et la surface liquide dans l'appareil est de l'ordre de 0, 5 à 2 m3/mZ/h, en fonction des caractéristiques du liquide à traiter ; elle devient de 2 à 15m3/m2/h dans l'appareil équipé du dispositif de plaques ou tubes paralléle s . L'avantage principal de l'appareil suivant l'inventison, outre sa maniabilité , réside dans le fait que cet appareil peut être placé dans un bassin quelconque à capacité et niveau liquide variableus, formant lui-même tampon de régulation du débit d'eau à traiter REVENDICATIONS 1 . Appareil destiné à opérer la clarification des eaux résiduaires traitées, dans un bassin d'aération, par un procédé biologique, en particulier par le procédé des boues activées, caractérisé en ce qu'il est constitué par une structure flottant sur le bassin de traitement, structure comportant: des moyens permettant de faire varier sa flottabilité, des moyens, réglables, pour l1introduction,à l'intérieur de l'appareil, de l'eau à clarifier, des moyens pour évacuer gravitairement les boues en vue de leur recyclage dans le bassin de traitement et des moyens pour évacuer de l'appareil l'eau clarifiée 2 .Appareil suivant 1) caractérisé en ce que ces moyens permettant de faire varier sa flottabilité consistent en un, ou plusieurs waterballast (3) se présentant avantageusement sous la forme d'un ( ou plusieurs ) caisson prévu à la partie supérieure de l'appareil. 3 . Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens destinés à l'évacuation gravitaire des boues en vue de leur recyclage dans le bassin de traitement consistent en des orifices (7) règnant sur toute la longueur de l'appareil, délimités par l'extré- mité inférieure des parois inclinées (2) et par un caisson (6) lesté, de forme adéquate. 4. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est maintenu sur la surface liquide par des guides (8) autorisant une variation de niveau entre deux butées (9) fixes, ou de position réglable, prévues sur ces guides et rendues solidaires d'une paroi du bassin d'aération, 5 . Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens, tels que cloisons siphoïdes (12) pour faciliter l'introduction et la circulation de l'eau à traiter dans l'appa reil. 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'introduction de l'eau à clarifier consistent en des orifices (10) dont l'obturation est règlable grâce à des moyens tels que masques (11). 7 . Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens d'introduction de l'eau à clarifier consistent en des pompes à émulsion (16) alimentées en air à partir du ou des ballast (3) , le règlage du débit d'air amené aux pompes à émulsion étant obtenu par variation du débit d'air introduit dans le, ou les ballast . 8 . Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de diffusion d'air constitué par un équipage (21) supportant des moyens (22, 23) de diffusion d'air, dont la position, par rapport aux moyens d'évacuation de la boue, est choisie de façon à éviter toute pénétration de bulles d'air à l'intérieur du clarificateur