Brevet FR2459078A1 — publié le 19810109

La présente invention concerne une installation compacte d'électro-épuration de liquides et plus particulièrement d'eaux. Le traitement physico-chimique dans le cas des eaux urbaines par exémple est frequemment utilisé en dégrossissage lteffluent débarrassé de 70 % environ de sa polluti-on est ensuite traite par voie biologique, Au sortir du procédé biologique, il est nécessaire de conduire une nouvelle séparation physique entre les boues et les eaux épurées ; pour ce faire on peut utiliser la décantation et/ou la flottation. L'ensemble décrit ici a pour objet l'intégration des éléments nécessaires a une épuration physico-chimique complète, c'est-à-dire qui satisfait les fonctions de coagulation et de séparation physique. c - .Les install9tons s elon la présent invention mettent en oeuvre la technique d'électrocoagulFation. Il s'agit là d'une technique bien connue pour des installations de petites dimensions en particulier pour l'épuration des eaux de piscine par exemple mais qui n'a jamais, semble-t-il, pu réellement se développer au niveau d'installations plus importantes telles que l'épuration des eaux industrielles Rar exemple Or, la présente invention propose une installation d'électro-épuration des eaux excessivement compacte mais susceptible néanmoins de traiter de grandes quantités de liquide en continu. Pour ce faire, la présente invention propose une installation compacte d'électro-épuration de liquides, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins - un bassin d'électrocoagulation au sein duquel circule au moins un jeu d'électrodes métalliques à anode soluble - une alimentation en liquide à épurer débouchant dans le bassin d'électrocoagulation ; - ledit bassin d'électrocoagulation étant directement ou indirectement en relation avec un bassin d'électroflottation - un bassin d'électroflottation en contact avec ledit bassin d'électrocoagulation, ledit bassin d'électroflottation étant pourvu d'un dispositif de recueil du liquide épuré. Le principe de ltélectrocoagulation en luimeme est connu, il consiste à utiliser les phénomènes électrostatiques produits par un jeu d'électrodes au sein d'un liquide pour favoriser la coagulation des micelles en suspension dans le liquide et, en outre, en utilisant la formation d'ions ferreux et ferriques par une anode soluble en fer, à assurer ainsi, grâce aux ions ferriques en tant qu'agent de floculation, la décantation d'un floc très important. Le principe de l'électroflottation en lui-même est également bien connu et décrit notamment dans les brevets français 1 440 999 et 2 018 255. Dans un mode de réalisation préféré de l'installation selon la présente invention, l'ensemble des deux bassins est surmonté d'un dispositif mobile qui porte le jeu d'électrodes et son alimentation électrique, ainsi qutun élément râcleur situé en surface du bassin d'électroflottation, ledit dispositif mobile étant mu par un moyen moteur assurant ainsi le déplacement , des électrodes dans le bassin d'électrocoagulation et le raclage de la surface du bassin d'électroflottation. Afin ~d'éliminer les éléments flottant en surface du bassin d'électrocoagulation, matières flottées ou graisses par exemple, dans le cas de résidus urbains, le dispositif mobile peut porter, en outre, un élément de râclage de la surface du bassin d'électrocoagulation. il faut remarquer que l'utilisation d'électrodes circulantes permet d'assurer une répartition uniforme de l'agent de floculation produit par l'anode soluble dans un très grand volume et en outre assure l'agitation du bassin de coagulation afin de favoriser le contact entre l'agent de floculation et les particules à coaguler. Dans un mode de réalisation de l'installation selon la présente invention, les deux bassins ont une surface sensiblement rectangulaire et comportent une paroi commune sur leur plus grande dimension. Dans ces conditions, le dispositif mobile est mobile en translation sur la longueur de I'installation mais il est mu en translation par un moyen moteur assurant l'inversion du sens de la marche du dispositif à chacune des extrémités de l'installation1 par exemple une chaine sans fin. Suivant la nature des eaux à traiter on peut prévoir que le bassin d'électroflottation soit alimenté dans sa partie inférieure et que les eaux épurées soient recueillies à un niveau supérieur ou que le bassin d'électroflottation soit alimenté à sa partie supérieure et que les eaux épurées soient recueillies à la partie inférieure. Dans un mode de réalisation préféré de l'installation selon l'invention il est intéressant de prévoir des électrodes constituées par des ferrailles disposées dans des paniers. Bien entendu, ce type d'électrode présente énormément d'avantages car il est peu onéreux et permet d'utiliser des ferrailles de rebut ; en outre, ce type d'électrode présente une très grande surface de contact pour un encombrement réduit. Il est particulièrement intéressant d'utiliser des paniers de ferrailles mobiles en rotation autour d'un élément d'axe, lui-même solidaire du dispositif mobile assurant la circulation dans le bassin d'électrocoagulation. En effet, dans ce ces il est possible de prévoir dans le bassin d'électrocoagulation des éléments en protubérance destinés à entrer en contact avec les paniers mobiles lors de leur circulation afin de forcer leur rotation autour de l'élément d'axe. Ceci a pour effet, à intervalle régulier, de renverser les paniers et de changer complètement la disposition des ferrailles en assurant ainsi statistiquement que toutes les parties de ferrailles seront amenées en contact avec le liquide ce qui permet ainsi une certaine uniformité dans l'usure des électrodes et évite en partie leur polarisation et surtout leur encrassement. Certains éléments de l'invention avec leurs caractéristiques et avantages seront mieux compris dans la description détaillée ci-après faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue de dessus d'une installation d'électro-épuration selon la présente invention comportant des bassins à surface rectangulaire - la figure 2 est une coupe de l'installation précédente - la figure 3 représente un mode de réalisation des électrodes selon la présente invention - la figure 4 schématise le système de retournement des électrodes. Les figures 1 et 2 représentent un mode de réalisation de l'installation selon la présente invention. Il s'agit de bassins ayant une surface rectangulai-re. Cette installation comporte un bassin d'électrocoagulation 10 et un bassin d'électroflottation 11 qui comportent une paroi commune 12 sur leur plus grande dimension. Le bassin d'électrocoagulation 10 comporte un point bas i;3 oU s'accumule le floc décanté qui est prélevé par un système de pompe non représenté. L'ensemble de l'installation est surmonté par un pont roulant 14 qui se déplace entre les deux extrémités A et B de l'installation grâce à un moyen moteur non représenté. Ce pont 14 porte les électrodes 15 qui circulent dans le bac d'électrocoagulation,10. Ce pont roulant porte en outre le râcleur 16 de surface du bassin d'électroflottation, ledit râcleur 16 étant muni d'un dispositif assurant son relèvement lorsqu'il s'écarte de la partie A du bassin (chaîne sans fin) Dans ce, type d'installation, l'eau à épurer est amenée par une tuyauterie d'alimentation 17 dans le fond du bac d'électrocoagulation 10 où elle subit l'action coagulatrice des électrodes 15, le floc décanté ainsi formé étant conduit à s'accumuler dans le point bas 13. Les eaux ainsi libérées d'une partie de leurs impuretés passent par débordement au dessus de la paroi commune 12 dans le bac d'électroflottation qui comporte à sa partie inférieure des électrodes 18 génératrices de microbulles gazeuses, le floc flottant en surface est râclé par le râcleur 16 vers la rigole 19. Les eaux épurées sont prélevées en partie basse du bassin d'électroflottation par la tuyauterie 20. La figure 3 représente un mode de réalisation particulièrement intéressant d'électrodes qui peuvent être mises en oeuvre dans les installations de l'invention. Ces électrodes sont constituées de paniers contenant de la ferraille 21 qui sont enfilées sur un axe 22 et qui sont libres en rotation (ce schéma ne comporte pas les liaisons électriques des électrodes). Cet axe 22 est solidaire d'un élément monté à angle droit et fixé sur le pont mobile. Le bassin d'électrocoagulation comporte à intervalle régulier des barres telles que 23 disposées pour que, comme cela est indiqué sur la figure 4, lorsque le panier entre en contact avec une barre 23, le panier se renverse et provoque l'agitation de la ferraille pour empêcher l'encrassement des électrodes. Bien entendu, la surface des électrodes doit être optimisée en fonction du débit et de la nature 'due l'effluent, des coûts du fer et de l'énergie, de l'investissement et du résultat espéré. L'inversion cyclique de polarité évite l'encrassement en surface des électrodes. Enfin, la régulation par l'intensité (donc la quantité de fer) est maintenue constante pour un débit donné, ele peut outre asservie aux variations de débit.2 peut également être intéressant de prendre en compte la résistance spécifique de l'effluent, en effet, une augmentation importante de celle-ci est accompagnée d'une baisse de pollution (pqr exemple : régime de nuit en eau urbaine). De même, il est souhaitable de disposer d'alarme en cas de hausse ou de baisse exhorbitante de la tension. On utilisera de préférence pour le bassin de coagulation un volume qui représente entre le poème et le 20ème du débit horaire à traiter suivant la nature du floc, la quantité d'adjuvant de floculation et la circulation (au moyen d'un procédé quelconque) du floc dans les boues (recirculation, lit de boue ...) et une surface du décanteur qui soit de 2Q pour une hauteur de 1 m, et sous réserve d'une bonne répartition des flux, si Q exprime le débit horaire (temps de séjour 2 heures, vitesse de surverse 0,5 m/h). Pour le bassin d'électroflottation, on peut prévoir, 2 par exemple, pour une intensité de 100 A/m et une hauteur 2 d'eau de 1 m, une surface des électrodes d'environ Q/6 m à 2 Q/s m Si Q exprime le débit horaire. La vitesse de remontée est de 5 à 6 m/h. Bien entendu d'autres adaptations au niveau des paramètres peuvent être nécessaires en fonction de l'effluent à traiter. REVENDICATIONS 1) Installation compacte d'électro-épuration de liquides caractérisée en ce qu'elle comprend au moins - un bassin d'électrocoagulation au sein duquel circule au moins un jeu d'électrodes métalliques à anode soluble - une alimentation en liquide à épurer débouchant dans le bassin d'électrocoagulation - ledit bassin d'électrocoagulation étant directement ou indirectement en relation avec un bassin d'électroflottation - un bassin d'électroflottation en contact avec ledit bassin d'électrocoagulation, ledit bassin d'électroflottation étant pourvu d'un dispositif de recueil du liquide épuré. 2) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble des deux bassins est surmonté d'un dispositif mobile qui porte le jeu d'électrodes et son alimentation électrique, ainsi qu'un élément racleur situé en surface du bassin d'électroflottation, ledit dispositif mobile étant mu par un moyen moteur assurant ainsi le déplacement des électrodes dans le bassin d'électrocoagulation et le râclage de la surface du bassin d'électroflottation. 3) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif mobile porte, en outre, un élément de raclage de la surface du bassin d'électrocoagulation afin de râcler les éléments flottant en surface du bac d'électrocoagulation vers un bac à graisse. 4 ) Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les deux bassins ont une surface sensiblement rectangulaire et comportent une paroi commune sur leur plus grande dimension. 5) Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif mobile est mobile en translation sur la longueur de l'installation, ledit dispositif étant mu en translation par un moyen moteur assurant le déplacement et le changement de sens de ce déplacement à chaque extrémité de l'installation. 6) Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les électrodes sont constituées par des ferrailles contenues dans des paniers. 7)- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les paniers sont mobiles en rotation autour d'un élément d'axe qui circule dans le bassin d'électrocoagulation. 8) Installation selon l'une des revendications 6 et 7 caractérisée en ce que le bassin d'électrocoagulation est muni d'éléments en protubérance destinés à entrer en contact avec les paniers mobiles lors de leur circulation afin de forcer leur rotation autour de l'élément d'axe. 9) Installation selon l'une des revendications I a' 8, caractérisée en ce que le bassin d'électroflottation est alimenté à sa partie supérieure et que les eaux épurées sont recueillies à la partie inférieure.