Brevet FR2488518A1 — publié le 19820219

i L'invention concerne un évacuateur de boues doté d'une pompe aspirante, destiné à un bassin de dé- cantation, en particulier d'une installation d'épuration d'eau résiduaire. La plupart des évacuateurs de boues de ce type connus possèdent des pièces mobiles disposées à pro- ximité du fond du bassin ou sur ce fond lui-même. C'est ainsi que les dispositifs dits racleurs de boues possèdent une lame balayant périodiquement le fond du bassin, lame poussant les boues déposées dans une rigole formée dans ce fond, rigole dont les boues sont extraites au moyen de la pompe aspirante. Les bas- sins de décantation circulaires sont généralement dotés d'un évacuateur circulaire dont la lame d'évacuation part du centre du bassin et exécute un mouvement de ro- tation; les boues déposées sont ainsi dirigées pro- gressivement vers une cavité disposée à la périphérie du fond ou en son milieu. Travaillant selon la même technique les évacua- teurs dits à chatnes; dans ce cas, entre deux chatnes sans fin circulant parallèlement, sont disposées à une cer- taine distance l'une de l'autre des poutrelles balayant le fond du bassin et transférant les boues déposées, à la manière d'une pelle, dans une rigole prévue dans le fond du bassin. Un autre évacuateur de boues connu est l'éva- cuateur dit à aspiration; dans ce cas, un tube pourvu d'ouvertures ou de fentes d'entrée raccordé à une pompe parcourt le fond du bassin comme le fait la tuyère d'un aspirateur. Tous ces évacuateurs de boues dont certaines pièces sont en mouvement dans le bassin lui-même occa- sionnent dans l'élément contenu dans le bassin des cou- rants qui perturbent le dépôt des boues. De plus, ces systèmes évacuateurs connus sont sujets à des dérange- ments mécaniques requérant des frais de réparation élevés. Font exception les bassins dits à trémies, sur lesquels le fond présente la forme d'une ou de plusieurs trémies coniques ou pyramidales disposées les unes à côté des autres. Du point le plus bas de ces trémies, part une conduite d'aspiration par laquelle les boues sont évacuées du bassin. Ces bassins à tré- mies présentent toutefois, en dehors de l'inconvénient de leur coft élevé de construction, un autre inconvénient; ne sont extraites enEffet que les boues parvenues ef- fectivement au point le plus bas de la trémie, alors que d'autres particules de boues adhèrent à la paroi de la trémie et y occasionnent des accumulations de boues qui sont hors de portée de la conduite d'aspiration. Le but de l'invention est de créer un évacua- teur de boues du type cité -au début avec lequel il soit possible d'enlever de façon sere, à volonté en con- tinu ou par intermittence, les boues déposées dans le bassin, sans que des pièces en mouvement soient pré- sentes dans le bassin même. A cet effet, l'évacuateur de boues proposé se caractérise, selon l'invention, par le fait qu'est pré- vue une rigole collectrice destinée à reposer sur le fond du bassin de décantation, rigole ouverte vers le haut et limitée latéralement par des bords-déversoirs ho- rizontaux, de laquelle une conduite disposée au niveau du fond de la rigole part vers le côté aspiration de la pompe aspirante, rigole qui, de plus, est recouverte par une chape réservant un espace intermédiaire entre elle et les bords-déversoirs et divergeant vers le bas, cha- pe présentant des passages situés plus bas que les bords- déversoirs. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description ci-dessous., rela- tive à un exemple non limitatif de mise en oeuvre, ainsi que des dessins annexés qui font partie intégrante de la description. Les figures représentent: figure 1: en perspective et en vue fantôme partiellement éclatée une forme d'exécution de l'évacua- teur de boues proposé; figure 2: une coupe longitudinale simplifiée de l'évacuateur de boues de la figure 1, approximativement suivant la ligne II-II de la figure 3; figure 2a: une vue de gauche du tube de refoulement apparaissant sur la figure 2; figure 3: une coupe transversale simplifiée pratiquée suivant la ligne III-III de la figure 2. Comme le montrent les figures 1 et 3, un dispo- sitif d'évacuation des boues conforme à l'invention pré- sente un certain nombre d'évacuateurs de boues 10 re- posant parallèlement les uns aux autres et à une cer- taine distance les uns des autres sur le fond B d'un bassin de décantation, tous ces évacuateurs de boues étant de structure identique0 Chaque évacuateur de boues 10 possède une ri- gole collectrice 11 reposant sur le fond, s'étendant longitudinalement et ouverte à la partie supérieure, rigole limitée de chaque côté par un borddéversoir horizontal 12,13. Côté frontal, la rigole collectrice 11 est fermée par deux plaques verticales 14,15. La pla- que 15 est traversée par une conduite tubulaire 16 disposée au niveau du fond de la rigole collectrice 11 et qui conduit à une tête d'aspiration d'un dispositif élévateur pneumatique 17 (également dénommé pompe ma- mouth). La rigole collectrice 11 est sur toute sa longueur recouverte d'une chape 18 fabriquée dans un matériau d'un poids spécifique élevé, en béton par exemple. La chape 18 a la forme d'un toit en bâtière fermé frontalement par deux parois de pignon 19,20. Les pans du toit, inclinés sur l'horizontale d'environ 45 ou plus, se terminent chacun par un larmier, respectivement 23,24, les parois de pignon 19,20 se prolongeant jusqu'au-dessous de ces larmiers 23,24. Il en résulte que la chape 18 ne prend appui sur le fond B du bassin que par les parois de pignon 19,20 et qu'entre les larmiers 23,24 et le fond B, sont réservés des passages 25,26 séten- dant pratiquement sur toute la longueur de la chape 189 passages situés plus bas que les bords-déversoirs 12,13 de la rigole collectrice. Les plaques verticales 14,15 fermant les faces frontales de la rigole collectrice 11 sont au contact, par une partie de son pourtour, avec la face intérieure des pans de toit 21,22 de la chape 18. Entre les faces intérieures des pans de toit 21,22 et les bordsdéversoirs 12,13 qui leur font face, sont réservés des espaces intermédiaires, respectivement 27,28 s'étendant sur toute la longueur de la chape 18 et de la rigole collectrice 11. Ces espaces intermé- diaires 27,28 sont limités chacun par des cloisons 29,30 partant des bords-déversoirs correspondants 12,13 et orientées avec une certaine inclinaison vers le bas pra- tiquement parallèlement aux faces intérieures des pans de toit de la chape 18 qui leur fait face, cloisons qui s'étendent sur toute la longueur de la rigole collec- trice 11. Entre chaque paroi latérale de la rigole col- lectrice 11 et la cloison correspondante 29,30, est ainsi constituée une chambre 31,32 en forme d'auge, ouverte vers le bas, sur laquelle il sera revenu plus loin. Les bords inférieurs libres des cloisons 29,30 sont situés un peu plus haut que les larmiers 23,24 de la chape 18 et sont dotés à intervalles réguliers d'encoches 33 dont la des- tination sera expliquée. Comme il a déjà été mentionné, la conduite 16 conduit de la rigole collectrice 11 à la tête d'aspira- tion du dispositif élévateur pneumatique 17. Cette tête d'aspiration présente une chambre 34 dans laquelle débouche à hauteur du fond la tuyauterie 16. De la chambre 34, part un tube de refoulement 55 ouvert en bas et traversant le couvercle de cette chambre. A celle-ci, est associée une tête de distribution pneumatique 36 raccordée par une tuyauterie d'arrivée 37 à une source d'air comprimé 38 qui n'est sur la figure 2 que schématiquement représentée. Au niveau du couvercle de la chambre 34, un passage 39 est réservé entre cette dernière et la tête de distribution pneuma- tique 36. Au-dessous du passage 39, deux conduites 40,41 partent de la tête de distribution pneumatique et vont déboucher dans les chambres respectivement 31,32 à pro- ximité du sommet de celles-ci. Comme le montrent la figure 2 et en particulier la figure 2a, le tube de refoulement 35 présente dans sa paroi une entaille 42 partant de son bord inférieur et allant s'amincissant vers le haut, entaille se ter- minant à peu près à hauteur du passage 39, On voit également sur la figure 2 que le tube de refoulement conduit à une rigole d'évacuation des boues 43 qui n'est re-résentée ici que schématiquement. Le fonctionnement de l'évacuateur de boue dé- crit, qui repose, comme il a déjà été mentionné, sur le fond B du bassin de décantation et est entièrement im- mergé dans l'eau du bassin, est décrit dans ce qui suit. Le niveau normal du contenu du bassin est sensiblement plus élevé que la ligne de fatte de la chape 18. Sup- posons que la tête de distribution d'air comprimé 16 ne soit pas encore alimentée en air comprimé et que la chape 18, la rigole collectrice 11, la conduite 16, la chambre 34 et la tète de distribution d'air comprimé 36, c'est-à- dire tous les sous-ensembles se trouvant au-dessous du niveau de l'eau du bassin, soient remplis d'eau. Les boues se déposant glissent vers le bas le long des pans de toit 21, 22 et se déposent sur le fond B. principa- lement dans la zone des ouvertures 25, 26. Supposons maintenant que l'air comprimé soit amené par la tête de distribution pneumatique 36. Cet air comprimé fait d'abord baisser le niveau de l'eau se trouvant dans la tête de distribution 36 et dans la chambre 34 jusqu'à ce que de l'air comprimé puisse s'introduire dans le tube de refoulement par l'échan- crure 42 et puisse s'élever à l'intérieur du tube. Il s'ensuit (principe de la pompe mammouth) que la colonne d'eau se trouvant dans le tube de refoulement s'élève, et prélève de l'eau dans la chambre 34, et par conséquent dans la tuyauterie 16 et dans la rigole collectrice 11. Progressivement, le niveau de l'eau est encore ramené plus bas dans la tête de distribution 36, jusqu'à ce que le passage conduisant aux conduites 40,41 soit libre. Dans les chambres 31,32, le niveau de l'eau s'abaisse sous l'effet de la pression de l'air arrivant par les tuyauteries 40,41 jusqu'à ce qu'il ait atteint à peu près le bord inférieur libre des cloisons 29,30, L'air s'é- coule alors vers le haut (en raison des encoches 33 ré- parties à des intervalles réguliers), sous forme de bulles, dans les chambres intermédiaires 27, 28, et remplit l'espace vide situé au-dessous de la chape 18. Les bulles d'air en montant entrainent des particules de boues et ont par conséquent un effet de flottation favorable. L'air abaisse le niveau de l'eau sous la chape 18 et, en particulier, dans la rigole collectrice 11. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le niveau atteint dans la rigole collectrice 11 libère la conduite 16; l'air peut alors se détendre temporairement dans le tube de refoulement 35. Dans le même temps, des boues sont poussées dans la rigole collectrice 11 par dessus les 2488518. bords-déversoirs 12, 13. Le niveau des boues dans la rigole collectrice 11 remonte à nouveau. Le dégazage de la chape 18, et par conséquent aussi le remplissage de la rigole collectrice, sont interrompus aussitôt que le niveau des boues dans la rigole collectrice 11 dé- passe à nouveau le niveau de la tuyauterie 16. Le dis- positif élévateur pneumatique 17 reçoit alors à nouveau plus de boues. La vidange de la rigole collectrice re- commence. Cette vidange pulsée ou intermittente de la rigole collectrice provoque évidemment aussi une pulsa- tion du débit dans les espaces intermédiaires 27 et 28. On a remarqué que cet écoulement pulsé engendrait un effet secondaire particulièrement souhaitable. Cet effet secondaire consiste en une certaine tendance à épaissir un peu plus les boues. REVENDICATIONS I - Evacuateur de boues doté d'une pompe aspirante, destiné à un bassin de decantation, en par- ticulier d'une installation d'épuration d'eaux résiduaires, caractérisé par le fait qu'est prévue une rigole collectrice (11) destinée à reposer sur le fond (B) du bassin de décantation, rigole ouverte vers le haut et limitée latéralement par des bords-déversoirs hori- zontaux (12,13), de laquelle une conduite (16) dispo- sée au niveau du fond de la rigole part vers le c8té aspiration de la pompe aspirante (17), rigole qui de plus est recouverte par une chape (18) réservant un espace intermédiaire (27,28) entre elle et les bords- déversoirs (12,13) et divergeant vers le bas, chape présentant des passages (25,26) situés plus bas que les bords-déversoirs (12,13). 2 - Evacuateur de boues selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pompe aspirante est constituée en pompe mammouth (17) actionnée à l'air comprimé, dont le tube de refoulement (35) part d'une chambre (34) dans laquelle la conduite (16) partant de la rigole collectrice (11) débouche. 3 - Evacuateur de boues selon la revendication 2, caractérisé par le fait que de la chambre (34), un passage (39) conduit à une tête de distribution pneuma- tique (36) raccordée à une conduite d'arrivée d'air com- primé (37). 4 - Evacuateur de boues selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'aux bords-déversoirs (12,13) se rattachent des cloisons (29,30) dirigées obliquement vers le bas dans le sens d'un éloignement par rapport à la rigole collectrice, cloisons formant entre elles et la face extérieure des parois latérales de la rigole collectrice (11) une chambre (31,32) ouverte vers le bas, une conduite d'arrivée d'air comprimé (40,41) partant Le la tete de distribution (36) débouchant dans cette chambre et les bords inférieurs libres des cloi- sons (29,30) étant disposés à un niveau plus élevé que les passages (25, 26) prévus dans la chape (18). - Evacuateur de boues selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la rigole collectrice (11) s'étend longitudinalement et que la chape (18) a la forme d'un toit, et par le fait que les cloisons (29,30) sont pratiquement parallèles aux faces inté- rieures des pans de toit de la chape (18) qui leur font face. 6 - Evacuateur de boues selon la revendica- tion 4, caractérisé par le fait que les bords inférieurs libres des cloisons (29,30) sont dotés d'encoches (33) disposées à une certaine distance les unes des autres. 7 - Evacuateur de boues selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les conduites d'air comprimé (40,42) conduisant aux chambres (31,32) partent de la tête de distribution pneumatique (36) à un niveau inférieur à celui du passage (39) condui- sant de cette tête de distribution à la chambre (34) de la pompe mammouth (17). 8 - Evacuateur de boues selon la revendication 3, caractérisé par le fait que dans la cloison du tube de refoulement (35) de la pompe mammouth (17), est pré- vue une entaille (42) convergeant de son extrémité infé- rieure à son extrémité supérieure et se terminant pra- tiquement au niveau du passage (39) conduisant de la tête de distribution pneumatique (36) à la chambre (34). 9 - Evacuateur de boues selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la rigole collectrice (11) s'étend longitudinalement et que la chape (18) présente la forme d'un toit en bâtière fermé à ses deux extrémités par une paroi de pignon (19,20), les parois de pignon (19,20) s'étendant vers le bas au-delà des larmiers (23,24) des Dans (21,22) du toit étant destinés à réaliser l'appui sur le fond (B) du bassin. - Evacuateur de boues selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la rigole collectrice (11) est fermée sur ses deux faces frontales par une plaque verticale (14,15), laquelle est au contact, par une par- tie de son pourtour, avec la face intérieure des pans de toit (21,22) de la chape. 11 - Installation d'évacuation des boues com- portant plusieurs évacuateurs de boues selon la revendi- cation 1, caractérisée par le fait que les évacuateurs de boues (10) sont disposés les uns à côté des autres et avec un certain écart latéral les uns par rapport aux autres (figure 1).