Brevet FR2383887A1 — publié le 19781013

L'invention a pour objet une installation d'epuration d'eaux résiduaires par traitement physico-chimique. Les installations connues pour ltépuration d'eaux résiduaires par traitement physico-chimique comprennent habituellement une mul tiplicitd de réceptacles ou récipients dans chacun desquels est effectuée une étape du traitement, par exemple un réglage du PH, une coagulation, une floculation, etc..., des moyens étant prévus pour transférer le contenu d'un récipient dans lequel a été effectuée une étape du traitement vers un autre récipient. Dans de telles installations, il faut prévoir des agitateurs qui ont pour but de mettre en contact les eaux résiduaires contenues dans un récipient avec un réactif de traitement déversé dans le récipient. Malgré les précautions prises, l'agitation ne peut être parfaite de sorte que le traitement des eaux n'est pas uniforme, certaines parties des eaux étant traitées différemment d'autres parties. Rn outre, il faut prévoir des moyens pour la mise en route et l'arrêt simultanés des agitateurs qui doivent être commandés en concordance avec le fonctionnement de la pompe prévue pour l'alimentation de l'installation. Des difficultés supplémentaires naissent du fait que les eaux résiduaires à traiter ne peuvent être amenées avec un débit constant mais que celui-ci varie au cours du temps, notamment lorsqu'il s'agit d'eaux résiduaires ménagères. L'installation doit alors être modifiée si le débit d'amenée des eaux à traiter varie dans une mesure relativement grande. C'est un but de l'invention de fournir une installation d'épuration d'eaux résiduaires par traitement physico-chimique qui élimine ces inconvénients et supprime ces difficultés. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait qu'on fait circuler les eaux résiduaires ou liquides analogues à traiter dans un réacteur chimique constitué par une tubulure en principe de section transversale sensiblement constante et avantageusement disposée en zigzag, des moyens d'injection-de réactifs étant prévus en des endroits prédéterminés de la tubulure et des saillies ou déflecteurs étant ménagés à l'intérieur de la tubulure pour créer l'agitation requise pour la bonne mise en contact des réactifs avec les eaux à traiter, la turbulence étant provoquée par la circulation même du liquide à traiter. Selon l'invention, également, les déflecteurs sont constitués par des nervures faisant saillie à l'intérieur de la tubulure, de telles nervures pouvant être obtenues au cours de la fabrication par formage de ladite tubulure. La fabrication est ainsi rendue facile et bon marché. Dans une forme de réalisation de l'installation selon l'invention, la tubulure est à section circulaire, les nervures étant alors avantageusement à configuration hélieoidale. L'invention vise également une forme de réalisation suivant laquelle le circuit en zigzag offert aux eaux à traiter est défini par des Jeux de cloisons transversales perpendiculaires l'une à l'autre. On aboutit alors à une réalisation qui offre une longueur de tubulure très grande sous un encombrement exceptionnellement réduit. Dans cette forme de réalisation, la turbulence est également avantageusement obtenue par des déflecteurs issus des cloisons définissant le circuit. La descriPtion qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère aux dessins annexés, dans lesquels - la figure I est une vue d'une première forme de réalisation de l'installation selon l'invention - la figure 2 est une vue d'une partie de la tubulure constituant l'installation selon l'invention - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la figure 2 - la figure 4 est une vue d'une portion de tubulure dans laquelle est ménagé un dispositif de mise en turbulence - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4, mais pour une autre forme de réalisation - la figure 6 est une vue en coupe transversale d'une seconde forme de réalisation de l'installation selon l'invention - la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-7 de la figure 8 - la figure 8 est une vue schématique d'une partie de tubulure présentant un dispositif de mise en turbulence ; et - la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne 9-9 de la figure 8. Une première forme de réalisation de l'installation selon l'invention est représentée sur la figure 1. Cette installation comprend une tubulure Il disposée en zigzag. Cette tubulure présen- te un orifice d'entrée 12 d'où dépend une branche 13 de tubulure, laquelle se prolonge par une branche 14 perpendiculaire à la branche 13 et raccordée à une branche parallèle 15 par un raccord 16. La branche 15 se prolonge par une branche parallèle 17 à laquelle elle est reliée par un raccord 18, etc',,, L'eau à traiter provient d'un réservoir 19 dans lequel est immergée une pompe 20 aspirant liteau du réservoir 19 et la refoulant à l'orifice d'entrée 12 de la tubulure 11. L'installation comprend ainsi une succession d'U 231, 232 235, les branches de chaque U étant toutes parallèles les unes aux autres. Dans la réalisation décrite, un dispositif 22 d'injection d'un premier réactif est relié à la branche d'entrée 13 de la tubulure 11, aucun autre dispositif d'injection de réactif n'étant prévu dans le premier U, 231 et le second U, 232. L'injection d'un second réactif se fait au raccordement entre l'U 232 et l'U suivant 233 au moyen d'un dispositif d'injection 24. Les U, 231 et 232 sont par exemple affectés à une première réaction du traitement d'épuration auquel sont soumises les eaux usées, les U 233 et 234 étant affectés à une seconde réaction.L'U 235 est affecté à une troisième réaction, le réactif approprié étant introduit par un dispositif d'injection 25 et cette troisième réaction se poursuit dans la branche 26 raccordée à l'U 235 à l'extrémité de laquelle se fait la sortie d'eau en 27. Immédiatement à l'aval de chacun des dispositifs d'injection, la tubulure comprend un dispositif de mise en turbulence fonctionnant du fait même de la circulation de l'eau à l'intérieur de la tubulure, chaque dispositif de mise en turbulence ou d'augmentation de la turbulence étant constitué par des déflecteurs. On a montré par exemple à l'entrée de la branche 14 un dispositif de mise en turbulence comprenant une première série de déflecteurs 27 dirigés dans un sens déterminé, suivis par une seconde série de déflecteurs 28 dirigés en sens inverse, cette seconde série étant suivie d'une troisième série de déflecteurs 29 dirigés dans le même sens que les déflecteurs de la série 27. Dans la forme de réalisation représentée, on a prévu à l'entrée de la branche 15, un autre dispositif de mise en turbulence 31, un dispositif de mise en turbulence 32 étant également prévu à l'entrée de la branche 17 ainsi qu'un dispositif de turbulence 33 à l'entrée de la branche 34 prolongeant la branche 17. D'autres dispositifs de mise en turbulence sont également montés dans les autres branches de la tubulure, de telle sorte que chaque entrée de branche comprend un tel dispositif de mise en turbulence. La tubulure 11 est disposée horizontalement soit à l'air libre, soit enterrée, des moyens d'accès aux dispositifs d'injection de réactifs étant prévus dans ce dernier cas. Les figures 2 à 5 représentent de façon plus détaillée les dispositifs de mise en turbulence ménagés dans la tubulure 11. Un déflecteur d'lm dispositif de mise en turbulence est avantageusement constitué par une nervure hélicoldale 41 obtenue lors du formage du tube constitutif de l'installation qui est réalisé par exemple en PVC. Cette nervure a un sommet arrondi 42 et des flancs 43 et 44 qui se raccordent progressivement à la paroi cylindrique 45 de la tubulure (figure 3). Un dispositif de mise en turbulence est ainsi constitué par une pluralité de telles nervures faisant saillie à l'intérieur du tube, ces nervures pouvant être décalées angulairement les unes par rapport aux autres. Dans la réalisation montrée sur la figure 2, la tubulure 46 présente, dans une zone 47 située entre deux sections transversales effectuées suivant des plans 62 et 63, une première nervure 48 et, décalée angulairement par rapport à la première nervure de façon à en être diamétralement opposée, une seconde nervure 49, les extrémités 51 et 53 des nervures 48 et 49 respectivement étant dans le même plan transversal 62 et les extrémités 52 et 54 des nervures 48 et 49 respectivement étant dans le même plan transversal 63. Deux autres nervures diamétralement opposées 55 et 56 sont ménagées entre les nervures 48 et 49, les extrémités 57 et 59 des nervures 55 et 56 étant dans le plan transversal 62, tandis que les extrémités 58 et 61 respectives de ces nervures sont ranis le plan transversal 63. Dans une première forme de réalisation dlun dispositif de mise en turbulence, plusieurs groupes de nervures, tel que celui représenté sur la figure 2, sont ménagés les uns a coté des autres dans une portion de tubulure. Les nervures sont ainsi des portions d'hélices toutes dirigées dans le même sens, senestrorsum ou dextrorsum. Dans une seconde forme de réalisation du dispositif de mise en turbulence qui est représentée sur la figure 4, plusieurs groupes de nervures analogues à celui représenté sur la figure 2 sont également ménagés dans une portion de tubulure les uns à côté des autres. La tubulure comprend ainsi un premier groupe ou Jeu 64 de nervures de même orientation entre elles, suivi par un second Jeu 65 qui, contrairement à la réalisation décrite immédiatement cidessus, a ses nervures d'orientation contraire à celle des nervures du jeu 64. Ge jeu 65 est suivi par un troisième Jeu 66 de nervures d'orientation contraire aux nervures du Jeu 65 et, en conséquence, de même orientation que les nervures du Jeu 64. Bien entendu, un dispositif de mise en turbulence peut comprendre plus de trois groupes de nervures hélicoldales. Dans encore une autre forme de réalisation de dispositif de mise en turbulence qui est représentée sur la figure 5, trois Jeux de nervures, à savoir 72, 73 et 81 sont disposés les uns à côté des autres. Le premier jeu 72 comprend quatre nervures hélicoTdales 67, 68, 69 et 71 toutes de même orientation et disposées de façon analogue à celles du Jeu de nervures décrit sur la figure 2. Le second groupe de nervures 73 comprend quatre nervures 74, 75, 76 et 77 qui sont toutes quatre d'orientation identique entre elles mais contraire à l'orientation des nervures hélicofdales consti- tuant le jeu 72.Par ailleurs, les nervures du Jeu 73 sont disposées décalées d'un demi-pas, c'est-à-dire d'une demi-longueur périphérique de nervure par rapport aux nervures du Jeu 72, comme visible sur la figure 5. Ce jeu 73 est suivi par un Jeu 81 dont les nervures sont dans la même position que les nervures du Jeu 72. On se réfère maintenant aux figures 6 à 9 relatives à une deuxième forme de réalisation de l'installation de traitement d'eaux résiduaires selon l'invention. Dans cette forme de réalisa- tion, le circuit offert aux eaux résiduaires est défini par un premier jeu de cloisons horizontales 101 1012,' etc., interposées entre les parois verticales 102, 103, 114 et 115 d'un réservoir à fond 104.Un second jeu de cloisons, verticales, parallèles aux parois 102 et 103, à savoir 105t, 1052, 105D, etc., définit avec les cloisons horizontales 101 des tubulures à section rectangulaire 1061-1, 1061-2, 1061-3, etc., 1062-1, 1062-2, etc., 1065-1, 1065-2, etc. . L'eau à traiter entre par une arrivée 108 à une extrémité 109 du compartiment allongé 1065 . Celui-ci comprend en son intérieur un dispositif de mise en turbulence 111##i. Un dispositif d'injection 112 introduit dans le compartiment 1065 1 un premier réactif qui est immédiatement mélangé à l'eau par le dispositif de mise en turbulence 1115-1. La cloison 105 reste distante de la paroi frontale arrière 114 du réservoir de façon à ménager un passage pour le liquide du compartiment 1065-1 au compartiment 1065-2. A l'entrée de ce compartiment, le liquide en circulation est soumis à l'action des déflecteurs d'un dispositif de mise en turbulence 1115 2 et il circule ensuite de façon analogue successivement dans tous les compartiments 1065 2 . 1065 7 de la rangée inférieure. Après que le liquide ait circulé dans tous les compartiments de la rangée inférieure, il parvient à l'extrémité inférieure droite (telle que vue sur la figure 6) du réservoir et gagne le compartiment 1064 7 de la rangée de compartiments immédiatement supérieure par un orifice 1155 que présente la cloison horizontale 1015. Dans cette rangée horizontale du réservoir, le liquide circule comme décrit ci-dessus en référence avec la rangée de compartiments horizontale inférieure. Des dispositifs de mise en turbulence analogues au dispositif 1115~1 sont ménagés de façon appropriée dans les compartiments de façon à obtenir une bonne agitation. On prévoit avantageusement un tel dispositif de mise en turbulence à l'entrée de chaque compartiment. On a symbolisé par un point à l'intérieur d'un cercle dans les compartiments une circulation du liquide de l'arrière vers l'avant et par une croix dans un cercle une c ircu- lation du liquide de l'avant vers l'arrière. Des dispositifs d'injection analogues au dispositif d'injection 112 sont montés par exemple dans le compartiment de chaque rangée horizontale dans lequel l'eau à traiter parvient immédiatement après avoir quitté le dernier compartiment de la rangée inférieure. De cette façon, on peut affecter chaque rangée de compartiments à une réaction spécifique du traitement auquel est soumise l'eau à épurer. Il est bien évident qu'au lieu d'affecter une seule rangée de compartiments à une réaction spécifique, on peut affecter à une telle réaction deux rangées disposées ltune au-dessus de l'autre, les dispositifs d'injection de réactifs étant alors dis- posés de façon appropriée comme expliqué ci-dessus. De même que pour la première forme de réalisation de l'uns tallation selon l'invention, les déflecteurs des dispositifs de mise en turbulence 111 sont avantageusement constitués par des nervures obtenues lors du formage des cloisons définissant les tubulures à section rectangulaire de cette deuxième forme de réalisation. Les figures 8 et 9 montrent des déflecteurs 120, 121, 122 ménagés sur une des cloisons définissant une tubulure à section rectangulaire 125 ; de telles nervures peuvent être également ménagées de façon analogue sur les autres cloisons longitudinales défini nissant la tubulure. De même que pour la forme de réalisation précédente, le réservoir 104 peut être enterré, des moyens d'accbs aux dispositifs d'injection de réactifs étant alors prévus. IIEVENDICATIONS 1. Installation d'épuration d'eaux résiduaires par traitement physico-chimique, caractérisée en ce qu'elle comprend une tubulure de section transversale sensiblement constante, des moyens d'inJection de réactifs étant prévus en des endroits prédéterminés de la tubulure et l'agitation requise pour la bonne mise en contact des réactifs avec les eaux à traiter résultant de moyens de mise en turbulence intérieurs à la tubulure et ménagés à l'aval desdits moyens d'injection,-la turbulence étant provoquée par la circulation même du liquide à traiter. 2, Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de mise en turbulence intermédiaires entre deux zones d'injection de réactif. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tubulure est disposée en zigzag de façon à former des U et en ce qu'un dispositif de mise en turbulence est prévu à l'entrée de chaque branche constitutive de chaque U. 4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la tubulure est à section circulaire et les moyens de mise en turbulence sont constitués par des nervures internes à disposition hélicoldale. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que plusieurs nervures hélicoidales formant un groupe sont ménagées suivant la périphérie de la tubulure entre deux plans transversaux à ladite tubulure, les nervures hélicoldales de ce groupe étant de même orientation. 6. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que plusieurs groupes de nervures hélicoidales sont disposés l'un à côté de l'autre, ces groupes constituant un dispositif de mise en turbulence. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les nervures hélicoidales de deux groupes adjacents sont de même orientation. 8 Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les nervures hélicoidales d'un groupe sont dextrorsum tandis que les nervures hélicondales d'un groupe adjacent de nervures sont senestrorsum. 9. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le circuit en zigzag est défini par deux Jeux de cloisons perpendiculaires disposées à l'intérieur d'une enceinte, les cloisons d'un jeu ayant une extrémité aboutissant à la paroi de l'enceinte tandis que l'extrémité opposée reste distante de la paroi en regard. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une rangée horizontale de compartiments limités par les cloisons. 11. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs rangées horizontales de compartiments superposées l'une à l'autre avec une communication entre un compartiment d'extrémité et le compartiment sus-jacent de la rangée immédiatement supérieure. 12. Procédé d'épuration d'eaux résiduaires par traitement physico-chimique, caractérisé en ce qu'on fait circuler les eaux à traiter dans une tubulure de section transversale sensiblement constante avantageusement disposée en zigzag, en ce que l'on introduit des réactifs en des endroits prédéterminés de la tubulure et en ce que les eaux sont mises en turbulence par des moyens statiques ménagés sur la paroi intérieure de la tubulure et disposés à l'aval de chacune des zones d'introduction de réactifs ainsi qu'éventuellement entre deux telles zones.