Brevet FR2378550A1 — publié le 19780825

L'invention se rapporte à un procédé de sédimentation de particules décantables que contiennent des liquides, en particulier des eaux, consistant essentiellement à subdiviser le liquide à clarifier en courants partiels parallèles, à la faire circuler de bas en haut par des canaux inclinés sur l1horizontale et dans lesquels les particules se déposent et glissent vers le bas à contre-courant parrapport au liquide, puis traversent le courant d'arrivée du liquide à clarifier à leur sortie à l'extrémité inférieure des canaux pour ensute tomber dans la zone d'épaississement du sédiment qui se trouve sous la zone d'arrivée du liquide. L'invention se rapporte par ailleurs à un dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé et comprenant un bassin de décantation dans lequel se trouve à mi-hauteur au moins un orifice central ou latéral d'entrée du liquida à clarifier et dont la section de décantation située dans la zone se trouvant au-dessus de l'entrée du liquide est remplie au moins partiellement par un dispositif oblique de clarification, tandis que la zone située sous cette entrée est réservée à une chambre collectrice des particules déposées. I1 existe des procédés et dispositifs connus de sédimentation suivie d'épaississement de particules décantables de liquides, en particulier par exemple dtimpuretés d'eaux ou d'eaux usées. Ainsi, par exemple, la figure 13 de l'article intitule 'Travaux de recherches dans le domaine des procédés d'épuration de l'eau" de C. Adam (publié dans "Bulletin d'in- formation", ler trimestre 1972, de l'Association Nationale des Services d'Eau, Bruxelles) illustre un dispositif de décanta- tion du type spécifié qui permet d'exécuter le procédé esquissé en préambule.Les eaux usées ayant été préalablement débarrassées des impuretés grossières au cours d'une première étape de sédimentation pénetrent dans le dispositif décrit de décantation , qui forme la seconde partie, dans le sens de la circulation, d'un grand bassin subdivisé par une cloison, par un orifice situé entre le fond du bassin et la cloison; ces eaux se répartissent sur la surface totale du dispositif de décantation et passent en montant par un dispositif oblique de clarification au-dessus duquel lteau épurée est évacuée. Les particules en suspension que contient encore l'eau se déposent dans le dispositif oblique de clarification, qui est de type connu à tubes, à l'extrémité inférieure duquel elles touent dans la partie du dispositif situéeau-dessous et de laquelle un racleur mécanique les évacue.L'action mécanique provoque aussi un épaississement de la boue déposée. Les flux à contrecourant du liquide brut ascendant et des impuretés séparées créent sous le dispositif oblique de clarification des possibilités de contact entre les particules encore en suspension et les particules en cours de descente et ainsi il se produit une agglomération complémentaire des particules en chute libre et des particules en suspension des avant le dispositif proprement dit de décantation constitué en clarificateur oblique. L'action de l'ensemble du dispositif en est améliorée. L'invention est destinée à apporter une autre amélioration à l'épaississement de la boue déposée par un second groupe de canaux inclinés sur l'horizontale, situé sous la zone d'entrée du liquide à clarifier et par lequel le sédiment passe au cours de sa chute avant de parvenir dans une chambre collectrice des particules déposées située sous ces canaux. Le dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé et basé sur celui qui a été décrit ci-dessus se caractérise essentIellement en ce qu'un second clarificateur oblique recouvre au moins partiellement la section de la chambre collectrice des sédiments située sous la zone d'entrée du liquide à clarifier. Ce second clarificateur oblique assume la fonction d'un dispositif d'épaississement mécanique statique, de sorte que la boue qui se compose d'un mélange de sédiments et d'eau et qui parvient dans la chambre collectrice des particules déposées est déjà fortement épaissie. L'invention a donc l'avantage supplémentaire qu'il est possible de renoncer dans certains cas aux dispositifs mécaniques et dynamiques de raclage et d'épaississement, par exemple de racloirs et/ou de mécanismes racleurs,pour obtenir la concentration voulue en solides dans la boue. Bien entendu, ces dispositifs racleurs et d'é- paississement peuvent éventuellement être aussi mis en oeuvre avec avantage dans le procédé de l'invention et être disposes dans la chambre collectrice des particules déposées qui est située sous le second clarificateur oblique. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels - les figures 1 et 2 sont une coupe vert-:.cale longitudinale et une vue en plan dun premier exemple Gn réalisation d'un dispositif de décantation selon l'inventIor#-; et - les figures 3 et 4 sont une coupe et une vue similaires d'une variante de réalisation. Des cloisons 3 et 4 disposées entre ses parois longitudinales 2 subdivisent la cuve rectangulaire 1 (ligures 1 et 2) du premier exemple de réalisation en trois compartiments 5, 6 et 7 qui se succèdent dans le sens de la circulatisn des eaux usées à traiter.- Les compartiments 5 et 6 représentent des chambres de réaction dans lesquelles les eaux brutes devant être épurées et qui pénètrent dans le compartiment 5 par une arrivée 8 indiquée schématiquement subissent un traite#ent chimique et/ou physique déclenché par mélange avec un produit tel qu'un coagulant; des crêtes de déversement 9 et 10 ainsi que les cloisons 3 et 4 forment des fosses 11 et 12 qui relient les compartiments 5 et 6 l'un à l'autre et au compartir:#ent 7; par ailleurs, des agitateurs 15 et 16 commandés par des moteurs 13 et 14 et disposés dans les compar#timents 5 et 6 sont supportés par des passerelles 17 et l8 reposant sur le bord supérieur des parois longitudinales 2 de la cuve 1. La fosse 12 débouche sur le compartiment 7 qui représente le dispositif de sédimentation des particules décantables que contiennent les eaux traitées; cette fosse 12, dont l'origine se trouve dans le compartiment 6, débouche dans un orifice 20 d'entrée des eaux à clarifier dans le compartiment 7, cet orifice étant situé dans la cloison 4 sensiblement à mi-hauteur de la cuve 1. Le niveau de cet orifice 20 subdivise le compartiment ou la partie de bassin 7 en hauteur, c'est-à-dire en un dispositif de décantation situé au-dessus de l'orifice 20 et en un épaississeur des particules déposées au-åessous de cet orifice 20. Le dispositif proprement dit de décantation situé à la partie supérieure du bassin 7 consiste en un clarificateur oblique 21 formé d'un séparateur à plaques ou à tubes dfspe- nible sur le marché. Des goulottes 22 de déversement de l'eau épurée se trouvent à la partie -supérieure de ce séparateur; elles débouchent dans une goulotte collectrice 23 (figure 2) par laquelle l'eau épurée quitte la cuve 1 à une décharge 29 indiquée schématiquement (figure 2). Un second clarificateur-oblique 2t de même type que le premier et dont le côté inférieur débouche sur une chambre collectrice 25 de la boue épaissie est dispose conformément à L'invention sous le niveau de l'orifice 20, dans la zone d'é paississement du bassin 7. Un racleur à bande 26 monté dans la chambre collectrice 25 dirige la boue épaissie dans une goulotte collectrice 27; la boue est évacuée de la cuve 1 par cette goulotte, de la manière indiquée schématiquement en 28. Le bassin 7 comprend à mi-hauteur une chambre 30 d'entrée du mélange de particules et d'eau devant être séparégpar décantation, cette chambre étant essentiellement délimitée vers le haut et vers le bas par les clarificateurs obliques 21 et 24. Le procédé selon l'invention se déroule de la manière suivante dans le dispositif décrit ci-dessus Le mélange sortant de l'orifice 20 se répartit à l'intérieur de la chambre d'entrée 30 de manière pratiquement uniforme sur la section totale et monte dans le séparateur 21 dans lequel les impuretés se séparent de l'eau. Cette dernière représente l-'eau épurée qui parvient dans les goulottes 22 et 23 et qui quitte ltétaae d'épuration par la décharge 29. La boue ou les souillures qui se sont déposées dans les canaux du séparateur 21 glissent vers le bas sur les surfaces obliques des canaux et la gravité les fait tomber du bord inférieur de ces canaux. Leurs particules traversent alors à contre-courant le liquide ascendant ainsi que la chambre d'entrée 30 et 1-' agglomération des particules qui se déposent et des particules ascendantes est favorisée par contact des boues, l'efficacité du dispositif de décantation étant ainsi améliorée. Toutes les particules qui tombent en traversant la chambre d'entrée 30 parviennent sur le second clarificateur oblique 24; la décantation et la séparation du liquide et des solides se poursuit dans ce clarificateur dans lequel la boue qui descend s'épaissit. La boue qui parvient dans la chambre collectrice 25 est ainsi bien épaissie. Dans l'exemple représenté de réalisation, le racleur à bande 26 évacue la boue de la chambre 25. Toutefois, la décharge peut aussi s'effectuer uniquement par gravité dans une chambre collectrice 25 conformée en trémie. Il est par ailleurs possible aussi d'adjoindre éventuellement à la bande d'évacuation de la boue un épaississeur à action mécanique et dynamique, par exemple un mécanisme racleur. Le second exemple de réalisation des figures 3 et 4 ne diffère que par des détails du mode de réalisation décrit ci-dessus, de sorte que les mêmes références sont utilisées pour les mêmes éléments. Comme le montrent les figures 3 et 4, l'étage dépuration de cet exemple comprend une unique chambre de réaction 6 de traitement chimique et/ou physique du mélange devant faire l'objet de la séparation. Par ailleurs, le compartiment 7 a en vue en plan une forme sensiblement carrée et non pas rectangulaire. Le racleur à bande 26 est remplacé par un mécanisme racleur rotatif 31 supporté par une passerelle 34 (figure 4) et commandé par un moteur 35. Les clarificateurs obliques 21 et 24 étant en général rectangulaires, la partie supérieure de la chambre 7 de décantation de cet exemple est constituée d'un corps ayant en plan une forme sensiblement carrée et qui se prolonge jusqu'au bord inférieur de l'épaississeur 24, tandis que le fond du bassin 7 est circulaire. Les angles situés au bord supérieur de la chambre collectrice 25 sont remplis par des surfaces inclinées qui sont situées sur la circonférence du cercle délimitant le fond de cette chambre, cette disposition n'étant pas spécifiquement représentée. Finalement, l'évacuation de l'eau épurée est d'un mode de réalisation légèrement différent du premier mode d'exécution. Les goulottes 22 et 23 sont remplacées par une crête de déversement 32 et une fosse 33 à laquelle se raccorde une canalisation 29 d'évacuation de l'eau épurée. La mise en oeuvre du procédé de l'invention s'effectue dans le dispositif des figures 3 et 4 de la même manière que celle qui a été décrite en regard des figures 1 et 2. REVENDICATIONS 1. Procédé de sédimentation de particules décantables que contiennent des liquides, en particulier des eaux, consistant essentiellement à faire monter le liquide devant être clarifié et subdivisé en courants partiels parallèles dans des canaux inclinés sur l'horizontale et dans lesquels les particules se déposent et glissent vers le bas à contre-courant par rapport au liquide, puis se déversent à leur sortie à l'extrémité inférieure des canaux à travers le liquide admis et destiné à être clarifié, ces particules tombant ensuite dans la zone d'épaississement du sédiment qui est située sous la zone d'arrivée, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste par ailleurs essentiellement à faire passer le sédiment qui descend dans un second . groupe (24) de canaux inclinés sur l'horizontale et situé sous la zone d'entrée (20) du liquide devant être clarifié avant de faire parvenir ce sédiment dans une chambre (25) collectrice des particules déposées et situe sous ces canaux. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, comprenant un bassin de décantation à mi-hauteur duquel se trouve au moins un orifice central ou latéral d'entrée du liquide devant être clarifié et dont la section de décantation située dans la zone se trouvant audessus de l'entrée du liquide est remplie au moins partiellement par un clarificateur oblique, une chambre collectrice des particules déposées étant disposée dans la zone dont le niveau se trouve sous l'entrée, dispositif caractérisé en ce qu'un second clarificateur oblique (24) recouvre au moins partiellement la section de la chambre (25) collectrice du sédiment située sous la zone (20) d'entrée du liquide devant être clarifié. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre collectrice (25) qui est située sous le second clarificateur oblique (24) est équipée d'un racleur mécanique (26, 31) d'élimination des sédiments déposés. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la chambre collectrice (25) située sous le second clarificateur oblique (24) est équipée d'un épaississeur à action mécanique et dynamique, par exemple d'un mécanisme racleur.