Brevet FR2467267A1 — publié le 19810417

La présente invention concerne une fosse d'aisances septique mobile, en particulier pour l'usage à bord des navires. Les inconvénients de modèles anciens de telles fosses proviennent, entre autres choses, du refoulement du fluide de la chambre d'aération à la cuve de débour- bage lorsque le déplacement du fluide dans la chambre d'aération augmente la hauteur de fluide dans la co- lonne d'élévation Ce refoulement peut se produire lorsque le navire roule et/ou tangue, selon la place occupée par la fosse dans le navire. Ce refoulement aura tendance à entraîner des matières solides non macérées dans le réservoir de rétention de la cuve de débourbage, donc à surcharger l'écumoire et le conduit de retour de boues. Dans les fosses anciennes, bien qu'une soupape com- mandée à la main, à la partie supérieure de la cuve de débourbage, permette à la totalité de l'air pré- sent dans cette partie de s'échapper dans l'atmosphère à la mise en marche de la fosse, lorsque cette cuve est envahie par l'effluent provenant de la chambre d'aération, pendant le fonctionnement normal de la fosse tout gaz entraîné par l'effluent s'accumulera au sommet du réservoir de rétention situé à la partie supérieure de la cuve de débourbage. Le volume du gaz pourra augmenter au point que l'interface entre le gaz et l'effluent soit en dessous du niveau des écumoires et rende ces dernières inactives. Même si cette interface ne s'abaisse pas jusqu'à ce point extrême, le gaz situé à la partie supérieure du ré- servoir de rétention tend à s'accumu-ler au dessus de chaque écumoire et à en diminuer l'efficacité. Un autre inconvénient des écumoires de type ancien est la présence de zones mortes à la partie supérieure du réservoir de rétention, dans lesquelles l'action des écumoires est inapte à engendrer un mouvement su- perficiel suffisant pour entraîner les boues flottan- tes jusqu'à l'orifice de sortie des écumoires, en sorte qu'il se forme, à la partie supérieure du ré- servoir de rétention, des mottes de boue pouvant fi- nir par paralyser le fonctionnement des écumoires. La présente invention permet d'éliminer les inconvé- nients précités en disposant la colonne d'élévation au centre de la chambre d'aération de façon que la hauteur de fluide au dessus de cette colonne reste constante malgré le tangage et/ou le roulis du navire oufoute autre action modifiant l'inclinaison de la chambre d'aération Un évent, ouvert en permanence en direction de la chambre d'aération, est disposé immédiatement au des- sus du sommet de l'écumoire de façon à empocher l'ac- cumulation du gaz à la partie supérieure du réservoir de rétention, au dessus de l'écumoire. Les tuyaux de montée des grosses boues collectées et des conduits de retour de l'écumoire sont disposées dans la chambre d'aération, donc éliminées de la zone du réservoir de rétention de la cuve de débourbage. La partie supérieure du réservoir de rétention est de section transversale réduite et comporte, en son cen- tre, un orifice de sortie unique correspondent à l'é- cumoire 246726? L'invention est décrite ci-après en détail en se ré- férant à un exemple préféré, non limitatif, de réali- sation représenté sur les dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une coupe verticale médiane d'une fosse d'aisance4Mobile conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe horizontale de la même fosse selon un ensemble de plans 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue arrière, en coupe partielle, de la fosse des figures 1 et 2; - la figure 4 est une coupe verticale selon le plan 4-4 de la figure 2; et - la figure 5 est une coupe transversale selon le plan 5-5 de la figure 2 Toutes ces figures sont à la même échelle, la hauteur de la fosse, telle que représentée à la figure 1, é- tant d'environ 1,80 m. Les figures 1 et 2 représentent une fosse d'aisances septique mobile comprenant une chambre d'aération 11 ayant la forme générale d'un parallélépipède rectangle et comportant un fond 13, une face supérieure 15, une face avant 17, des faces latérales 19 et 21, et une paroi arrière 23. Près du fond se trouvent des parois inclinées avant et arrière 25 et 27 Une cuve de débourbage, ou de clarification, 31 est contiguë à l'arrière de la chambre d'aération; cette cuve présente une section horizontale rectangulaire et comporte une paroi arrière 33 et des parois laté- rales 35 et 37; sa paroi avant est constituée par la paroi arrière 23 de la chambre d'aération et forme donc paroi commune. 246726? lia cuve 31 comporte une face supérieure 39, scellée hermétiquement, une face inférieure ou fond 41 plus petite que la face supérieure, et des parois incli- nées latérales, arrières et avant 43, 45, 47, 49 (se reporter également à la figure 3). Contre les parois latérales inclinées 43, 45 et en dessous de la partie supérieure de la cuve de débour- bage se trouvent un compartiment de désinfectant 51 et un compartiment de réserve 53 comportant des parois inférieures 55, 57, des parois latérales 59, 61 et un barrage 63 entre ces compartiments Revenant aux figures 1 et 2, on voit qu'à l'intérieur de la cuve de débourbage, et pendant de sa paroi su- périeure, se trouve une jupe formant réservoir 71 La partie supérieure de cette jupe a la forme d'un tronc de pyramide rectangulaire et comporte trois parois supérieures 73, 75, 77 inclinées d'au moins 452 sur la verticale et rejoignant la paroi commune 23 à la partie avant du réservoir. Trois parois latéra- les verticales 79, 81, 83 (figure 3) pendent des pa- rois supérieures et coopèrent avec la paroi commune 23 pour former la partie inférieure de la jupe.- On obtient ainsi une jupe s'évasant vers le bas, ou déflecteur, constituant un réservoir dont la section transversale horizontale est plus petite à sa partie supérieure qu'à sa partie inférieure. la chambre d'aération comporte un orifice d'entrée d'eaux usées 91 (figure 2) et le compartiment de ré- serve 53 comporte un orifice de liquide clair 93. L'air parvient à la partie inférieure de la chambre d'aération par le diffuseur 95 alimenté par le con- duit d'air 97 recevant de l'air d'une source extérieu- re (non représentée). L'air fait macérer les matières solides contenues dans les eaux usées et y augmente l'activité des bactéries qui dissolvent ces matières solides. L'effluent de la chambre d'aération traverse la paroi commune 23 par l'ouverture 99, protégée par un déflec- teur 101 contre l'entrée de matières solides non dés- intégrées dans la chambre d'aération. L'effluent en- trant dans la cuve de débourbage pénètre d'abord dans le réservoir 71 formé par la jupe pendante. Les ma- tières solides qui auraient pu pénétrer par l'ouver- ture 99 auront ainsi l'occasion de se séparer de l'ef- fluent et de tomber au fond de la cuve de débourbage Les boues s'accumulant au fond de cette cuve seront évacuées par le tube collecteur de boues 103 raccordé au tube- de montée 105 de la chambre d'aération par le tube de transfert 107 traversant la paroi commune 23. Les boues sont élevées pneumatiquement par de l'air injecté dans le tube de montée par le conduit d'air 109, et déversées à la partie supérieure de la chambre d'aération par le conduit de retour de boues 111 débouchant au dessus du niveau normal des eaux usées 113. Les matières solides peu denses flottent à la partie supérieure du réservoir de rétention 71, près de l'orifice de l'écumoire 115 situé à l'extrémité su- périeure du tube 117 dont l'extrémité inférieure est raccordée, par le tube de transfert 119 traversant la paroi commune 23, à l'extrémité inférieure du tube de montée 121 de la chambre d'aération. Les boues sont élevées pneumatiquement dans le tube de montée 121 par de l'air arrivant par le conduit d'air 123. A son ex- trémité supérieure, le tube de montée 121 est raccordé au conduit de retour de boues légères 125 qui débouche au dessus du niveau normal des eaux usées 113. Immédiatement au dessus de l'orifice de l'écumoire 115 est placé un tube extérieur d'évacuation d'air 127 raccordé, par le conduit de retour des gaz 131, éga- lement extérieur au reste de l'appareil, à la face supérieure de la cuve de débourbage, au dessus du ni- veau d'eaux usées 113. On voit donc que la seule tuyauterie située dans le réservoir de rétention 71 est celle associée à l'é- cumoire. Avec une seule écumoire disposée centrale- ment dans un réservoir de rétention dont la partie supérieure possède une surface réduite et exempte d'obstructions, l'écumoire peut engendrer un flux superficiel suffisant pour chasser pratiquement tou- tes les boues légères de la partie supérieure de ce réservoir et diminuer ou éliminer l'accumulation de mottes de boue qui gêneraient l'écoulement de ces boues. Le tube d'évacuation d'air placé au dessus de l'écumoire et ouvert en permanence vers la chambre d'aération permet l'évacuation continue du gaz et empêche la formation d'une poche de gaz gênant l'é- coulement des boues. Bien que la partie supérieure du réservoir 71 soit rétrécie pour bien enceindre l'écumoire et éliminer les zones mortes o cette dernière n'engendrerait pas de flux, la partie inférieure de ce réservoir a une section transversale plus grande pour empocher la pé- nétration d'un courant ascendant rapide dans le réser- voir en provenance de l'ouverture 99. Un tel courant rapide pourrait engendrer de la turbulence et gêner la séparation des matières solides dans la cuve de débourbage En se référant spécialement maintenant aux figures 2, 4 et 5, on voit que le liquide est extrait de la cuve - de débourbage par un tube perforé 141, 143, 145 of- frant un orifice de sortie diffus à la partie supé- rieure de ladite cuve. Cet orifice diffus ou tube perforé situé dans la cuve de débourbage est raccordé, par le tube de transfert 147 traversant la paroi com- mune 23, à un tube horizontal latéral 149 situé dans la chambre d'aération. Ce tube 149 se raccorde au tube horizontal transversal 151 raccordé à l'extré- mité inférieure de la colonne d' élévation 153 qui détermine le niveau des eaux usées 113 dans la cham- bre d'aération. Quand ce niveau s'élève au dessus du niveau normal 113, correspondant à la partie su- périeure de la colonne 153, les boues s'écoulent dans la cuve de débourbage puis submergent la colonne 153 par les raccords coudés 155, 157 pour passer dans le tube de descente 159. L'extrémité inférieure de ce dernier est raccordée, par le tube horizontal trans- versal 161, au tube horizontal latéral 163 débouchant, par l'orifice 165 percé dans la paroi commune 23, dans le compartiment de chloruration 51 (voir figure 4). 246?267 Pour éviter le siphonnement, la partie supérieure du tube en forme de U inversé formée par les raccords coudés 155 et 157 s'ouvre sur la chambre d'aération par un tube d'évacuation d'air 167. La chambre d'aé- ration s'ouvre sur l'atmosphère extérieure (en perma- nence ou par une soupape à commande manuelle non re- présentée) par l'embout 169 (figure 1) En se reportant à la figure 5, on voit que le point de jonction des deux raccords coudés 155 et 157 dé- finit effectivement le point le plus élevé d'ascen- sion du liquide sortant de la colonne dl élévation 159 avant de déborder, et par conséquent définit éga- lement le niveau des eaux usées 113 dans la chambre d'aération. Ce point de jonction, qui co!ncide avec le tube d'évacuation d'air 167 (figure 2), est situé au centre de la surface liquide des eaux usées dans la chambre d'aération. Par conséquent, l'inclinaison de la chambre n'affectera pas ce niveau à ce point de jonction et le roulis ou le tangage du navire, ou au- tre véhicule, portant la fosse d'aisances, n'occasion- neront pas de refoulement, c'est à dire des arrêts d'écoulement par l'ouverture 99 alternant avec des écoulements exagérés provoquant le transfert de ma- tières solides non macérées, non désintégrées, de la chambre d'aération dans la cuve de débourbage et un écoulement prématuré de cette dernière dans le com- partiment de chloruration Une pompe foulante 171 injecte de l'hypochlorite de sodium dans le compartiment de désinfectant en quan- tité suffisante par rapport au volume de ce comparti- ment pour assurer x minutes d'un taux prédéterminé de- 246?267 concentration de chlore, par exemple y parties par million, même lorsque le débit de l'écoulement sera z fois le débit moyen. Les valeurs de x, y et z sont choisies de façon à assurer la destruction des formes de vie les plus pathogènes dans l'effluent liquide. Lorsque le liquide dans le compartiment de désinfec- tant 51 (figure 2) atteint le niveau du barrage 63, ce liquide se déverse dans le compartiment de réserve 53. Le liquide traité est extrait par l'orifice de sortie 93, par la pesanteur ou au moyen d'une pompe (non représentée). Bien qu'on ait représenté et décrit un mode préféré de réalisation de l'invention, celle-ci est suscep- tible d'être modifiée par tout spécialiste de ces questions sans quitter le domaine de l'invention REVENDICATIONS 1. Fosse d'aisances, caractérisée en ce qu'elle com- prend: - une chambre d'aération (11) possédant un orifice d'entrée (91); une cuve de débourbage (31) contiguë à ladite chambre d'aération et possédant une paroi com- mune (23) avec celle-ci; - ladite cuve de débourbage comportant une face supérieure fermée (39) à un niveau inférieur à celui de la face supérieure (15) de ladite cham- bre d'aération; - une ouverture (99) dans ladite paroi commune; - une hotte déflectrice: (73, 75, 77, 79, 81, 83) partant de ladite paroi commune, de part et d'au- tre de ladite ouverture, et isolant une partie de l'intérieur de ladite cuve pour former un réser- voir de rétention (71); - une buse aspiratrice de boues légères écumées (115) dont l'entrée est située à la partie supé- rieure du réservoir de rétention; - une buse aspiratrice de boues lourdes (103) au voisinage de la partie inférieure de la cuve de débourbage; - un groupe d'orifices de sortie répartis sur une grande longueur (141, 143, 145) placé dans la - cuve de débourbage extérieurement au réservoir de rétention; - une première tuyauterie comportant un tube de descente (117) raccordé à son extrémité supé- rieure à ladite première buse d'aspiration (115) et à son extrémité inférieure à un premier tube de transfert (119) traversant ladite paroi com- mune (23), ainsi qu'un premier tube de montée (121) raccordé à son extrémité inférieure audit premier tube-de transfert (119) et à son extrémité supérieure à un tube de décharge de boues légères (125); - une seconde tuyauterie comportant un second tube de transfert (107) traversant ladite paroi com- mune (23), raccordé à ladite seconde buse d'as- piration (103), ainsi qu'un second tube de mon- tée (105) raccordé à son extrémité inférieure audit second tube de transfert (107) et à sa partie supérieure à un tube de décharge de boues lourdes (111); et - une troisième tuyauterie comportant un troisième tube de transfert (147) traversant ladite paroi commune (23), raccordé audit système d'orifices de sortie (145), ainsi qu'une colonne d'élévation ( 153) raccordée à son extrémité inférieure audit troisième tube de transfert (147) et à son extré- mité supérieure à un tube de descente (159) abou- tissant à un compartiment de désinfectant (51); - lesdits premier et second tubes de montée (121, 105), ainsi que laditë colonne d'élévation (153) étant placés dans ladite chambre d'aération (il) 2. Fosse d'aisances selon la Revendication 1, carac- térisée en ce que le sommet de la jonction entre la colonne d'élévation (153) et le tube de 'descen- te (159) est situé au voisinage du centre de la partie supérieure de la chambre d'aération (11). 3. Fosse d'aisances selon une quelconque des Revendi- cations 1 ou 2, caractérisée en ce que la hotte déflectrice (73 à 83) se rétrécit à son sommet de façon que la section droite horizontale du ré- servoir de rétention (71) soit plus petite à sa partie supérieure qu'à sa partie inférieure, la- dite buse d'écumoire (115) étant placée près du centre de ladite partie supérieure. 4. Fosse d'aisances selon la Revendication 3, carac- térisée en ce qu'elle comporte un tube d'évacua- tion d'air (127) placé directement au dessus de ladite buse d'écumoire (115) 5. Fosse d'aisances selon une quelconque des Revendi- cati.ns 1 ou 2, caractérisée en ce que la jonction entre la colonne d'élévation (153) et le tube de descente (159) comporte une évacuation d'air (167) vers la chambre d'aération (11). 6. Fosse d'aisances, caractérisée en ce qu'elle com- prend: - une chambre d'aération (11) comportant un orifice d'entrée d'eaux usées (91); - une cuve de débourbage (31) comportant une face supérieure fermée (39) de façon à pouvoir fonc- tionner noyée sous une certaine hauteur.de flu- ide; . - la face supérieure (15) de ladite chambre d'a6- ration étant plus élevée que ladite face supé- rieure (39) de la cuve de débourbage afin que le niveau des eaux usées dans la chambre d'aération puisse être plus élevé que la face supérieure de la cuve de débourbage pour produire cette hauteur de fluide; - ladite cuve de débourbage comportant un orifice d'entrée d'influent (99) raccordé à ladite cham- bre d'aération à un niveau inférieur à la face supérieure de la cuve de débourbage; - ladite cuve de débourbage comportant un orifice de sortie (93) - une hotte déflectrice (73, 75, 77, 79, 81, 83) à l'intérieur de ladite cuve de débourbage, iso- lant un réservoir de rétention (71) du reste de cette cuve; - ladite cuve de débourbage comportant un passage d'entrée dans ledit réservoir de rétention; - un dispositif écumeur (115) comportant un orifice d'entrée à la partie supérieure dudit réservoir de rétention; - la section droite horizontale de ladite hotte déflectrice étant plus petite à sa partie supé- rieure, au voisinage de l'entrée de l'écumoire (115) qu'à un niveau inférieur proche dudit ori- fice d'entrée (99) de la cuve de débourbage. 7. Fosse d'aisances selon la Revendication 6, carac- térisée en ce qu'elle comporte en outre une tuyau- terie (149 à 163) raccordant ladite cuve de dé- bourbage (31) à un compartiment de ohloruration (51), ladite tuyauterie comportant une partie coudée (155, 157) au dessus du niveau de liquide (113) de ladite chambre d'aération (11) et un tube d'évacuation d'air (167) partant de ladite partie coudée, ledit tube d'évacuation d'air étant essentiellement situé au centre géométrique de ladite chambre d'aération au dessus du plus haut niveau de liquide dans ladite chambre, en vue d'éviter le siphonnage du liquide depuis ladite cuve de débourbage (31) vers ledit com- partiment de cloruration (51) À 8. Fosse d'aisances selon la Revendication 6, carac- térisée en ce qu'elle comporte en outre: - une buse aspiratrice de boues lourdes (103) au voisinage de la partie inférieure de la cuve de débourbage (31); - un groupe d'orifices de sortie répartis sur une grande longueur (141, 143, 145) placé dans la cuve de débourbage extérieurement au réservoir de rétention (71); - une première tuyauterie comportant un tube de descente (117) raccordé à son extrémité supé- rieure audit dispositif écumeur (115) et à son extrémité inférieure à un premier tube de trans- fert (119) traversant la paroi (23) commune à la chambre d'aération et à la cuve de débourbage, ainsi qu'un premier tube de montée (121) raccordé à son extrémité inférieure audit premier tube de transfert (119) et à son extrémité supérieure à un tube de décharge de boues légères (125); - une seconde tuyauterie comportant un second tube de transfert (107) traversant ladite paroi com- mune (23), raccordé à ladite buse aspiratrice (103), ainsi qu'un second tube de montée (105) raccordé à son extrémité inférieure audit second tube de transfert (107) et à sa partie supérieure à un tube de décharge de boues lourdes (111); et - une troisième tuyauterie comportant un troisième tube de transfert (147) traversant ladite paroi commune (23), raccordé audit groupe d'orifices de sortie (145), ainsi qu'une colonne d'élévation (153) raccordée à son extrémité inférieure audit troisième tube de transfert (147) et à son extré- mité supérieure à un tube de descente (159) abou- tissant à un compartiment de désinfectant (51); - lesdits premier et second tubes de montée (121, 105), ainsi que ladite colonne d'élévation (153) étant placés dans ladite chambre d'aération (il) 9. Fosse d'aisances selon la Revendication 8, carac- térisée en ce que le sommet de la jonction entre la colonne d'élévation (153) et le tube de des- cente (159) est situé au voisinage du centre de la partie supérieure de la chambre d'aération (il). 10. Fosse d'aisances selon une quelconque des Revendi- cations 8 ou 9, caractérisée en ce que la hotte déflectrice (73 à 83) se rétrécit à son sommet de façon que la section droite horizontale du ré- servoir de rétention (71) soit plus petite à sa partie supérieure qu'à sa partie inférieure, ledit dispositif écumeur (115) étant placé près du centre de ladite partie supérieure. 11. Fosse d'aisances selon la Revendication 8, carac- térisée en ce qu'elle comporte en outre un tube d'évacuation d'air (127) placé directement au des- sus de l'orifice du dispositif écumeur (115) 12. Fosse d'aisances selon une quelconque des Revendi- cations 8 ou 9, caractérisée en ce que la jonction entre la colonne d'élévation (153) et le tube de descente (159) comporte une évacuation d'air (167) vers la chambre d'aération (il). 13. Fosse d'aisances selon la Revendication 6, carac- térisée en ce que la partie supérieure de ladite colonne d'élévation (153) comporte une évacuation d'air vers ladite chambre d'a-ération 14. Fosse d'aisances selon la Revendication 6, carac- térisée en ce que ladite cuve de débourbage (31) renferme une hotte déflectrice (73 à 83) y défi- nissant un réservoir de rétention (71) à proximité du centre duquel est disposé l'orifice du dispo- sitif écumeur (115), et dont la section droite ho- rizontale est plus petite à sa partie supérieure qu'à sa partie inférieure. 15. Fosse d'aisances selon la Revendication 6, carac- térisée en ce qu'elle comporte un dispositif écu- meur dont l'orifice d'entrée (115) est situé à la partie supérieure de ladite cuve de débourbage (31), cette dernière comportant une évacuation d 'air (127, 131) vers ladite chambre d'aération (11), au dessus dudit dispositif écumeur. 16. Fosse d'aisances selon la Revendication 15, carac- térisée en ce que ladite cuve de débourbage (31) renferme une hotte déflectrice (73 à 83) y défi- nissant un réservoir de rétention (71) et compor- tant une partie supérieure en forme de tronc de pyramide inversé - 17. Fosse d'aisances selon la Revendication 16, carac- térisée en ce que la partie inférieure de ladite hotte déflectrice comporte des parois latérales verticales 18. Fosse d'aisances selon la Revendication 8, carac- térisée en ce que ladite cuve de débourbage (31) comporte une évacuation d'air à sa partie supé- rieure immédiatement au dessus dudit orifice d'en- trée du dispositif écumeur (115) À 19. Fosse d'aisances, caractérisée en ce qu'elle com- prend - - une chambre d'aération (11) comportant un ori- fice d'entrée d'eaux usées (91); - une cuve de débourbage (31) comportant une face supérieure fermée (539) de façon à pouvoir fonc- tionner nt ae snus- uniw c-rtaie hantue dûm f=u- ide - la face supérieure (15) de ladite chambre d'aéra- tion étant plus élevée que ladite face supérieur (39) de la cuve de débourbage afin que le niveau des eaux usées dans la chambre d'aération pui'a être plus élevé que la face supérieure de la =ea- de débourbage pour produire cette hauteur de lma- ide; - ladite cuve de débourbage comportant un orifâra d'entrée d'influent (99) raccordé à ladite Calm- bre d'aération à un niveau inférieur à la fame supérieure de la cuve de débourbage; - ladite cuve de débourbage comportant un ori.fie de sortie (93); - un compartiment de cloruration (51) dans laaft cuve de débourbage; et - une tuyauterie (149 à 163) raccordant ladite ewv de débourbage audit compartiment de chlorura-m; - ladite tuyauterie comportant une partie couie (155, 157) au dessus du niveau de liquide (i13X de ladite chambre d'aération et un tube d'évmm- tion d'air (167) partant de ladite partie cou.ée,, ledit tube d'évacuation d'air étant essentie=- ment situé au centre géométrique de ladite chm- bre d'aération au dessus du plus haut niveau - liquide dans ladite chambre, en vue d'éviter 1- siphonnage du liquide depuis ladite cuve de dé- bourbage (31) vers ledit compartiment de chloru-- ration (51) À