Brevet FR2383134A1 — publié le 19781006

La présente invention concerne une installation de traitement d'eaux résiduaires du type comportant une cuve de coagulation-floculation cylindrique, avantageusement cylindro-c#nique, pourvue d'au moins une arrivée tangentielle basse d'eau à traiter et avantageusement de réactifs et, d'au moins un moyen d'evacuation de l'eau traitée associé à un séparateur destiné à éliminer les flocs en suspension dans l'eau traitée. connues Dans les installationv7-cegenre, les eaux résiduaires contenant des matières en suspension ordinaires et/ou colloldales sont soumises dans la cuve à ltaction de réactifs de coagulation et de floculation, l'eau floculée resultante étant évacuée de ladite cuve par une canalisation latérale tangentielle. le séparateur est alors disposé sensiblement sur le même plan que la cuve d'où il résulte des installations de traitement s'étendant désavantageusement sur de grandes surfaces. La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient et, pour ce faire, elle a pour objet une installation qui se caractérise en ce que chaque moyen d'évacuation de liteau traitée est constitué par une ouverture pratiquée dans une paroi supérieure horizontale fermant la cuve, cette ouverture s'étendant radialement sur une partie notable de la paroi supérieure. L'évacuation de liteau traitée se faisant ainsi par le dessus de la cuve, il est possible de disposer le séparateur sur la cuve elle-a#rne > notamment audelà de l'ouverture dans le sens de circulation de l'eau traitée. Le gain de place en surface est donc extrêmement important. Selon un mode de réalisation, chaque ouverture est pourvue d'une écope constituée par une plaque solidaire du bord aval de l'ouverture et se-prolongeant sous et au-delà de l'ouverture vers l'amont de façon à constituer avec la paroi supérieure de la cuve un canal de section du même ordre que la section de l'ouverture. Avantageusement, l'écope est de forme incurvée définissant des sections légèrement croissantes dans le sens de la circulation de l'eau traitée. Grâce à ces dispositions, l'eau à traiter circulant avec un mouvement sensiblement hélicoïdal du bas vers le haut de la cuve, s'engage dans ledit canal sans turbulence et sans variation brutale de la vitesse qui brisent les flocs et rendent la séparation de ces derniers tres aléatoire. Les flocs en suspension dans l'eau conservent donc toute leur cohésion et leur élimination ultérieure dans le séparateur est alors aisée. Selon un autre mode de réalisation, la cuve est partagée en espaces élémentaires de traitement cylindriques concentriques, chacun de ces espaces étant pourvu de son arrivée tangentielle d'eau à traiter et de réactifs et d'au moins une évacuation associée à un séparateur. Ainsi, selon le débit en eau à traiter et en réactifs ou la section de l'arrivée tangentielle basse, il est possible de modifier à volonté le nombre de ces espaces élémentaires. Si le débit ou cette section est trop faible la vitesse de circulation du mélange eau à traiter-réactifs n'est pas suffisante pour permettre la fludisation des boues contenues dans l'eau à traiter, fluidisation qui favorise les réactions de coagulation-floculation et par conséquent, limite la consommation en réactifs. En diminuant le volume de l'espace dans lequel peut progresser le mélange, notamment en augmentant le nombre des espaces élémentaires de la cuve, on accroit la vitesse de circulation dudit mélange ce qui permet la fluidisation recherchée. Un mode d'exécution de la présente invention -est représente à titre d'exemple sur le dessin annexé dans lequel - la figure I est une vue de dessus de l'installation de traitement selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe, suivant la ligne Il-Il de l'installation de la figure I ; et - la figure 3 est une vue en coupe développée partielle suivant la ligne III-III de la partie supérieure de l'installation de la figure 1. Sur ces figures, on a représenté en 1 une cuve constituée par une partie cylindrique 2 munie à sa partie basse d'une arrivée tangentielle 3 d'eau à traiter et de réactifs de coagulation-floculation et fermée par un-cone 4 à sa base, et par une paroi 5 à sa partie supérieure, paroi sur laquelle sont disposés des flottateurs 6, 7 et. 8 qui seront décrits ei-apres. A l'intérieur de cette cuve 1 est disposé concentriquement un cylindre 9 solidaire de la paroi 5 et de hauteur sensiblement égale à celle de la partie cylindrique 2 de la cuve, ce cylindre étant muni à sa partie basse d#'une arrivée tangentielle IO d'eau traiter et de réactifs de coagulation et de floculation.Enfin, une cheminée centrale Il s'étend du haut en bas de l'installation, cheminée dont le rôle est de permettre l'évacuation suivant F1 des boues provenant duzflottateur 8. Comme le montre plus précisément la figure 1, les trois flottateurs 6, 7 et 8 reposent sur la cuve 1. Plus précisément, les flottateurs 6 e#t 7 sont disposés de manière à surplomber l'espace délimité entre la partie cylindrique 2 et le cylindre intérieur 9, chacun de ces flottateurs occupant sensiblement une demi-circonférence, et le flottateur 8 surplombe l'espace délimité entre le cylindre 9 et la cheminée centrale 11 et occupe toute la circonférence. Pour raison de simplicité, on ne décrira ci-apres que le flottateur 7, les flottateurs 6 et 8 étant de structure identique. Sur les figures I et 3, on a représenté une plaque incurvée I2, solidaire sur toute sa largeur du bord aval 13 d'une ouverture 14 pratiquée dans la paroi 5, ouverture s'étendant radialement entre l'enveloppe de la partie cylindrique 2 et l'enveloppe du cylindre 9. La plaque 12 s'étend vers l'amont sous ladite ouverture 14 et est soli daire de l'enveloppe de la partie cylindrique 2 et de l'enveloppe du cylindre 9, Elle définit ainsi avec la paroi 5 et les enveloppes de la partie cylindrique 2 et du cylindre 9 un conduit de section du même ordre que la section de louver- ture 14, ce conduit se prolongeant suivant 15 au-dessus de la paroi 5 en s 'évasant progressivement pour déboucher à la partie basse de la paroi d'arrivée 16 du flottateur 7. il est à noter que la plaque incurvée 12 se prolonge au-dessus de la paroi 5 par une surface 17 s'incurvant vers l'horizontale de maniere à obtenir un ensemble plaque incurvée 12surface 17 présentant une section en forme de S allongé. Sous la surface 17, est disposée une amenée 18 d'eau surpressée de traitement chargée d'air, munie de buses d'éjection non représentées. Le flottateur 7, outre ses parois latérales 19 et 20, respectivement dans le prolongement de l'enveloppe du cylindre 9 et de la partie cylindrique 2, sa paroi d'arrivée 16 et un fond confondu avec la paroi 5, comporte une pa#roi de sortie associée à un dispositif permettant une évacuation distincte et sans turbulence des eaux flottées et de l'eau de traitement, l'ensemble paroi de sortie-dispositif d'évacuation étant désigné par 21. Ce dernier dispositif n'est pas décrit car il est tout à fait conventionnel (voir notamment le brevet français n0 74.27355 du 31 Juillet 1974). La paroi d'arrivée 16 du flottateur 7 est par ailleurs précédée d'une gouttière 22 constituée par ladite paroi d'arrivée 16, la partie supérieure de la prolongation 15 et l'ensemble paroi de sortie-dispositif d'évacuation 23 correspondant au flottateur 6, cette gouttière étant fermée à sa partie avant. Enfin, dans le prolongement de la surface 17, est disposée une grille 24 qui divise le flottateur 7 en deux parties, cette grille pouvant être une grille métallique formée de fils ayant un diamètre de plusieurs dixièmes de millimètre, par exemple 2 dixièmes de millirètre, et comportant des mailles de plusieurs millimètres d'ouverture, par exemple deux millimètres. il faut remarquer que dans le cas du flottateur 8, c'est l'ensemble paroi de sortie-dispositif d'évacuation de ce meme flottateur 8 qui contribue à la formation de la gouttière. L'appareil ainsi décrit fonctionne de la manière suivante. Les eaux résiduaires à traiter, chargées de boues, mélangées avec les réactifs de coagulation et de floculation provenant des arrivées tangentielles 3 et 10 pénètrent dans la cuve 1. Le mélange provenant de l'arrivée 3 va alors progresser dans l'espace compris entre l'enveloppe de la partie cylindrique 2 et l'enveloppe du cylindre 9 avec un mouvement hélicoïdal pour aboutir au niveau de la paroi 5, puis s'engager suivant la flèche F2 dans le conduit défini par la plaque 12, la paroi 5, la prolongation 15 et les enveloppes de la partie cylindrique 2 et le cylindre 9 pour enfin déboucher dans le flottateur 7 La situation est absolument identique au niveau des flottateurs 6 et 8 si ce n'est que dans le cas du flottateur ss, le mélange eaux rés iduairesléactifs arrive par l'arrivée 10 et progresse dans l'espace compris entre-l'enveloppe du cylindre 9 et la cheminée centrale 11. il est bien évident que l'arrivée tangentielle 3, tout comme l'arrivée tangentielle 10, peut être remplacée par deux arrivées distinctes, l'une pour les eaux résiduaires, et l'autre pour les réactifs. Le nombre des cylindres intérieurs concentriques et le nombre de séparateurs sont fonction des débits d'arrivée de mélange et sont choisis -de manière à fluidiser les boues contenues dans ledit mélange, fludisation qui, comme cela a déjà été dit précédemment, limite la consommation de réactifs. Il est par ailleurs possible de favoriser la sédimentation des particules très denses, non flotables, en s'assurant que la vitesse ascensionnelle de l'eau soit inférieure à la vitesse de sédimentation de ces particules. Ces dernières se rassemblent ou sont rassemblées au moyen de raclettes mobiles non représentées, dans le fond du cône 4 d'où elles sont évacuées suivant F3 Enfin, le transfert de la cuve vers les flottateurs doit se-faire avec une vitesse étudiée pour ne pas briser les flocs. Il est d'ailleurs. avantageux que la section du conduit par où se fait le transfert soit très progressivement croissante,- ceci permettant d'éviter au maximum les~turbulences et les variations brusques de vitesse susceptibles de provoquer le bris des flocs. L'eau floculée arrivant sans turbulence dans les flottateurs 6, 7 et 8 s'écoule alors dans ces derniers respectivement suivant les flèches F4, F5 et F6 L'eau traitée est ensuite évacuée du flottateur 6 par le dispositif d'évacuation 23 suivant la flèche F7, celle du flottateur 7 étant évacuée par le dispositif d'évacuation 21 suivant la flèche.F8, et celle du flottateur 8 étant évacuée de la même manière suivant la flèche F9 L'eau surpressée de traitement est éJectée sous une pression de quelques bars, 7 bars par exemple, par les buses de l'amenée 18 ; la dépressurisation qu'elle subit permet à l'air qu'elle contient de se dégager sous forme de microbulles.Cette eau de traitement se déplace ensuite dans #les flottateurs 6, 7 et 8 respectivement dans le meme sens que les flèches F4, F5 et F6 pour atteindre le dispositif d'évacuation respectif de chacun des flottateurs. Grâce a la grille 24, les deux flux de liquide, à savoir l'eau floculée et l'eau de traitement surpressée chargée d'air, se déplacent tous deux de la paroi d'arrivez jusqu a la paroi de sortie sans interference l'un avec l'autre La vitesse d'écoulement de l'eau de traitement sera toutefois choisie de manière à ne pas être trop disproportionnée. Au cours de son déplacement, liteau de traitement va donc émettre des microbulles d'air qui traversent librement la grille 24, se fixent sur les flocs et entraient ces derniers jusqu'au niveau supérieur du flottateur pour former une boue 25 qui se déverse par la tranche supérieure de la paroi d'arrivée 16 dans la gouttière 22. Il en résulte un dépôt qui est évacué suivant F De la même manière, le dépôt de la gouttière correspondant au flottateur 6 est évacué suivant F11 Le dépôt de la gouttière correspondant au flottateur 8 est, quant à lui, évacué suivant F12 dans la cheminée centrale 11. il est bien évident qu'en lieu et place des flottateurs particuliers décrits ci-dessus, il est possible d'utiliser d'autres dispositifs de flottation connus, comme par exemple, celui faisant l'objet du brevet français n0 73.38556 du 22 Octobre 1973 Enfin de compte, l'invention selon la présente demande permet de réaliser l'élimination de particules en suspension dans des eaux résiduaires au moyen d'installations de surface réduite avec une efficacité élevée grâce au dispositif de transfert particulier décrit, de l'eau floculée de la chambre de coagulation-floculation au flottateur. REVENDICATiONS I.- Installation de traitement d'eaux résiduaires du type comportant une cuve de coagulation-floculation cylindrique, avantageusement cylindro-conique pourvue d'au moins une arrivée tangentielle basse d'eau à traiter et avantageusement de réactifs et, d'au moins un moyen d'évacuation de l'eau traitée associé à un séparateur destiné à éliminer les flocs en suspension dans l'eau traitée, caractérisée en ce que chaque moyen d'évacuation de l'eau traitée est constitué par une ouverture pratiquée dans une paroi supérieure horizontale fermant la cuve, cette ouverture stetendant radialement sur une partie notable de la paroi supérieure. 2.- Installation de traitement selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque séparateur est disposé sur la cuve au-delà de l'ouverture dans le sens de circulation de l'eau traitée. 3.- Installation de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque ouverture est pourvue d'une écope constituée par une plaque solidaire du bord aval de l'ouverture et se prolongeant sous et au-delà de l'ouverture vers l'amont de façon à constituer avec la paro#i supérieure de la cuve un canal de section du même ordre que la section de 1' ouverture. 4.- Installation de traitement selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'écope est de forme ineurvee definissant des sections légèrement croissantes dans le sens de la c#irculation de l'eau traitée. 5.- Installation de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cuve est partagée en espaces élémentaires de traitement cylindriques concentriques, chacun de ces espaces étant pourvu de son arrivée tangentielle d'eau à traiter et de réactifs et d'au moins une évacuation associée à un séparateur.