Brevet FR2498173A1 — publié le 19820723

Procédé et installation de clarification pour l'épuration des eaux usées. La présente invention se rapporte à un procédé pour l'épuration d'eaux usées dans un bassin d'aérage rond avec emploi d'aérateurs disposés à proximité du fond, pouvant se déplacer sur une piste circulaire et dont la rotation dans le bassin provoque à l'intérieur de ce dernier un courant rotatif qui est freiné au moins en un endroit de façon à être totalement ou en majeure partie arrêté; l'invention vise en outre une installation de clarification pour la mise en oeuvre dudit procédé, comportant un bassin d'aérage rond et un pont d'aération tournant autour du centre de ce dernier, muni de tubes d'amenée d'air qui y sont fixés et d'aérateurs reliés à ceux-ei, le bassin d'aérage présentant au moins une surface de retenue radiale potwrvue d'évidements pour le passage des tubes d'amenée d'air et des aérateurs.Par suite du freinage du courant rotatif produit par la résistance des aérateurs et de leurs tubes d'amenée d'air, les bullez d'air sortant de ces aérateurs tournant et exerçant pratiquement un effet d'aspira tlon montent plus lentement, sont déviées de la verticale sue dans le sens du dessin et font apparattre un trajet relativement long dans le mélange eaux usées-boues activées formant le contenu du bassin d'aérage, en assurant ainsi de façon économoque la production d'oxygéne. Les éventuels dépits de boues sont ainsi également aspirés du fond du bassin, soulevés en tourbillons et maintenus en suspension. Un procédé et une installation de clarification de ed type sont connus par la demande de brevet allemand 17 84 469. D*ns cette demande de brevet, le freinage du courant rotatif est assuré sur toute la largeur radiale du bassin d'aérage par une surface de retenue verticale s'étendant sur tout le rayon libre du bassin. Ce procédé et ce dispositif connus avec freinage sur toute la largeur du bassin d'aérage ont donné d'excellents résultats. En particulier dans les grosses installations de clarification avec bassin d'aérage d fond de grande surface et de diamètre relativement grand sans bassin de décantation central, cela peut toutefois s'avérer insuffisant pour bien utiliser dans la zone centrale du bassin d'aérage, l'oxygène amené avec l'airs étant donné qu'd cet endroit il n'existe entre les aérateurs et le contenu du bassin aucune vitesse relative permettant d'obtenir le degré d'oxygénation pouvant être atteint dans la zone extérieure du bassin, la vitesse de rotation et par conséquent la vitesse relative étant plus fatble dans cette zone centrale.Par conséquent et surtout dans les grandes installations de clarification, l'absence de vi tesse relative horizontale entre les bulles d'air produites et le mélange eaux usées-boues activées, empêche dans la zone centrale du bassin d'aérage une utilisation optimale de l'oxygène amené par l'air dans le mélange eaux usées-boues activées La présente invention a donc pour objet de réali- ser un procédé et une lnstallatlon de clarification du type précité permettant, sans augmenter la vitesse de rotation des aérateurs, d'assurer une oxygénation optimale dans la zone centrage du bassin d'aérage et par conséquent une oxy- génation optimale dans l'ensemble du bassin d'aérage. Les avantages obtenus par l'invention résident essentiellement dans le fait que le freinage du courant ro tatif du mélange eaux usées-boues activées effectué que dans la zone marginale externe du bassin d'aérage et ce jusqu'à son arrêt presque complet, il se preduit dans cette zone marginale une retenue qui dévie le mélange vers la zone centrale voisine daus laquelle il n'istervient aucun freinage du courant rotatif en raison de l'absence de surfaces de du retenue et/plus grand écartement des aérateurs entre aux, puis leur rait traverser les aérateurs en rotation pour l'amener dans la zone centrale en a-rriere de ceux-ci. il peut ainsi s'établir également dans la zona centrale * bassin une vitesse relative entre les bulles d'air introduites et le mélange eaux usées-boues activées permettant par conséquent une bonne oxygénation.On peut donc dans tous la cas, est à-dire même avec des bassins d'aérage ne grande surface et sans recourir à des moyens supplémentaires pour grosses ainsi tallations, maintenir la totalité du rond du bassin exempte de dépôts tout en réalisant une bonne oxygénatiôn pour un faible coût de construction et d'exploitation. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente, vu d'en haut, un bassin d'aérage rond d'une installation de claràfication fonctionnant suivant le principe des boues activées; la figure 2 représente le bassin d'aérage en coupe suivant A-B de la figure 1. L'installation de clarification représentée sur le dessin comprend un bassin d'aérage rond vu en plan quiest muni d'un pont d'aération 8 tournant autour du centre du bassin dans le sens de la flèche 16 avec, fixés en dessous, des tubes d'amenée d'air 9', 10' et, raccordés å ces derniers, des aérateurs 9, 10 tournant à. quelques centimètres au-dessus du fond 1 du bassin. Par son extrémité extérieure, le pont d'aération 8 est monté à l'aide d'un appui entratné 7 de façon à pouvoir se déplacer avec une vitesse d'environ 1 m/s sur le bord supérieur de la paroi extérieure 2 du bassin d'aérage. Dans le bassin d'aérage sont prévues des surfaces de retenue radiales 12, 13 qui s'étendent verticalement et sont disposées à poste fixe. Ces surfaces de retenue 12, 13 présentent, en outre, des évidements 19 pour laisser le passage aux tubes d'amenée d'air 10' balayant la zone marginale annulaire externe 20 du bassin d' aérage et à leurs aérateurs 10. Sous l'effet du mouvement circulaire des aérateurs g et 10, le mélange eaux usées-boues activées repré- santant le contenu du bassin d'aérage est entratné en un courant rotatif, puis est freiné par les surfaces de retenue 12, 13 de façon à être totalement ou partiellement arrêté. Ce freinage du courant rotatif n'a lieu que dans la zone marginale externe 20 du bassin d'aérage. A cet effet, les surfaces de retenue 12, 13 ne sont disposées que dans cette zone marginale 20. Les surfaces de retenue 12 étant placées dans une zone marginale externe 20 s'étendant dans sa largeur sur environ la moitié du rayon, ou légèrement plus, du bassin d'aérage, ou encore dans une zone externe 20 s'étendant dans sa largeur sur environ les deux tiers du rayon, ledit feinage s'effectue dans des zones marginales 20 de largeurs correspondantes du bassin d'aérage. Pour renforcer l'effet avantageux du freinage qui n'a lieu que dans la zone marginale externe 20 du bassin d'aérage , on procède dans la zone interne du bassin, voisine de ladite zone marginale externe 20 et désignée ici par zone centrale 21, à un aérage moins intensif que dans la zone marginale externe 20, et ce, conformément au rapport des volumes. A cet effet, les aérateurs 10 fixés sur le pont d'aération 8 et disposés dans la zone centrale 21, voisine de la zone marginale externe 20, du bassin d'aérage, sont prévus en plus petit nombre et à une distance réciproque les uns des autres plus grande que les adrateurs 9 placés dans la zone marginale externe 20.Les aérateurs 10 prévus dans la zone centrale 21 exercent ainsi avec leur tube d'amenée d'air 10' une résistance moindre que les aérateurs 9 disposés dans la zone marginale externe 20 avec leurs tubes d'amenée d'air corre-spon- dants 9', de sorte que la traversée du volume eaux usées-boues activées se trouvant dans la zone centrale 21 et passant à travers les espaces intermédiaires compris entre les aérateurs 10 et leurs tubes d'amenée d'air 10' est intensifiée, que la vitesse relative avantageuse précitée entre les bulles d'air produites et le mélange eaux usées-boues activées est augmentée et que par conséquent l'oxygénation est encore améliorée. Comme on peut le voir sur la figure 1, le bassin d'aérage comporte quatre surfaces de retenue radiales 12 qui son régulièrement réparties sur sa périphérie et que viennent s'appliquer par une de leurs arêtes latérales verticales sur la face interne de la paroi extérieure 2 du bassin d'aérage sur laquelle elles sont fixées.A l'une de ces surfaces de retenue 12 réparties sur la périphérie du bassin - la plus basse sur la figure 1 - sont associées deux surfaces de retenues 13 prévues l'une à caté de l'autre sur le même rayon, les intervalles latéraux formant les évidements 19 pour le passage des tubes d'amenée d'air 9' étant placés entre les surfaces de retenue 12 et 13. Pour illustrer la position des surfaces de retenue 12 et 13 par rapport aux aérateurs @ et 10 et à leurs tubes d'amenée d'air 9', 10', lesdites surfaces de retenue sont représentées en tirets sur la figure 1 et désignées par 12' et 13' tandis que au mêmt, effet, le pott 8 avec aérateurs et tubes d'amenée d'air est représenté en trait plein sur la figure 2. Pour, mEme en cas d' arr%t du poffit d'aération 8, maintenir aussi faible que possible un contact entre l'amenée s'effectuant M r un puits central 6 et la sortie s'effectuant par un puits 4 raccordé à un bassin de décantation secondaire non représenté, le puits 6 prévu au centre de la surface du fond du bassin d'aérage et comportant un appui central 18 pour le pont d'aération 8 est muni d'une surface de retenue 14 qui le traverse sensiblement radialement et qui vivent s'appliquer sur des colonnes porteuses verticales 22 du puits 6 sur lesquelles elle est fixée.La boue se dépose dans le bassin de décantation secondaire précité et l'eau épurée est amenée à un évacuateur pour lequel elle n'est plus nocive. Comme on peut le voir par ailleurs sur le dessin, les surfaces de retenue 13, en particulier dans les bassins de grande profondeur, sont renforcées de façon à les rendre résistantes à la flexion et sont ancrées dans le fond 1 du bassin. Pour les consolider en flexion, les surfaces de retenue 13 peuvent outre ondulées dans le sens vertical. Pour leur ancrage dans le fond 1 du bassin, les surfaces de retenue 13 sont maintenues par deux colonnes porteuses 17 disposées l'une derrière l'autre dans le sens de rotation 16 du pont d'aération 8, raccordées au fond du bassin et placées derrlè- re les surfaces de retenue 13 et avec lesquelles elles sont fixées. Pour favoriser la traversée, s'effectuant à travers les espaces intermédiaires compris entre les aérateurs 10 et leurs tubes d'amenée d'air 10' à l'encontre du sens de la ilèc che 16, du tolume mélange eaux usées-boues activées se trouvant dans la zone centrale 21, on prévoit sur le pont 8 dans la zone centrale 21 des surfaces déflectrices 15 et 15' qui disposées sensiblement transversalement au sens longltudlnal du pont, tournant avec ce dernier et par exemple formees par des tôles. repoussent lors de la retation du pont d, le contenu du bassin par dessus les aérateurs dans la zone centrale 21.La surface déflectrice 15 voisine du puits 6 peut, vue d'en haut, être courbée sensiblement dans le même sens que la peroiextérieure 2 du bassin d'aérage, tandis que les surfaces déflectrices las les s éleignées du puits o peu- vent présenter une courbure sensiblement en forme d'S correspondant au courant prévu Le contenu du bassin est repousse par les surfaces déflectrices 15, 15' vers la zone centrale du bassin 21 et amené à franchir les aérateurs 10 qui s'y trouvent. Le bassin d'aérage comporte. en outre, une conduite d'amenée 5 qui, à partir d'un puits 3 se trouvant sur la face externe de la parol 2 et recovant un mélange d'eaux usées brutes et de boues activées provenant d'un bassin de décantation secondaire, passe en dessous du fond 1 du bassin et va jusqu'au puits 6 dans lequel il pénètre par en dessous Le puits 6 fait alors office de puits distributeurs qui répartit le mélange eaux usées-boues astivées dans la totalité du hassin d'aérage. REVENDICATIONS 1. Procédé pour Isépuration d'eaux usées dans un bassin d'aérage rond avec emploi d'aérateurs disposés à proximité du fond, pouvant se déplacer sur une piste circu laire et dont la rotation dans le bassin provoque à l'lnté- rieur de ce dernier un courant rotatif qui est freiné de façon à être totalement ou en majeure partie arrêté, caractérisé par le fait que le freinage du courant rotatif n'est effectué que dans la zone marginale externe du bassin d'aérage rond. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le freinage est effectué dans une zone externe du bassin s'étendant dans sa largeur à peu près sur la moitié du rayon du bassin d'aérage ou légèrement plus. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le freinage est effectué dans une zone externe du bassin s'étendant dans sa largeur à peu près sur les deux tiers du rayon. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que dans la zone centrale, voisine de la zone externe du bassin, on effectue une aération moins intensive que dans la zone marginale externe. 5. Installation de clarification pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant un bassin d'aérage rond et un pont d'aération pouvant tourner autour du centre du bassin avec, fixés dessus, des tubes d'amenée d'air, et raccordés à ces derniers, des aérateurs, le bassin d'aérage comportant au moins une surface de retenue radiale présentant des évidements pour le passage des tubes d'amenée d'air et des aérateurs, caractérisée par le fait que la surface de retenue 12, 13 au moins n'est dlsposée que dans la zone externe (20) du bassin d'aérage. 6. Installation de clarification selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la surface de retenue au moins (12, 13) est disposée dans une zone externe (20) du bassin s'étendant dans sa largeur sur environ la moitié du rayon du bassin d'aérage ou légèrement plus. 7. Installation de clarification selon la revendi cation 6, caractérisée par le fait que la surface de retenue au moins (12, 15) est disposée dans une zone externe (2OJ du bassin s'étendant dans sa largeur sur environ les deux tiers du rayon. 8. Installation de clarification selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée par le fait que les aérateurs (10) fixés sur le pont d'aération (8) et disposés dans la zone centrale (21), voisine de la zone externe (20), du bassin d'aérage, sont prévus en plus petit nombre et avec un écartement réciproque les uns des autres plus grand que les aérateurs (9) disposés dans la zone externe (20) du bassin. 9. Installation de clarification selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée par le fait que plusieurs surfaces de retenue radiales (12) réparties sur la périphérie du bassin viennent s'appliquer par l'une de leurs arêtes latérales verticales sur la face interne de la paroi extérieure (2) du bassin d'aérage. 10. Installation de clarification selon la revendication 9, caractérisée par le fait qu'à au moins une des surfaces de retenue (12) réparties sur la périphérie du bassin sont associées une ou plusieurs surfaces de retenue prévues sur le mEme rayon, les intervalles latéraux formant les évidements (19) pour le passage des tubes d'amenée d'air (9') étant placés entre les surfaces de retenue (12, 13) se trouvant sur le mme rayon. 11. Installation de clarification selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisée par le fait qu'au centre de la surface du fond du bassin d'aérage est disposé un puits (6) comportant un appui central (18) pour le pont d'aération (8) et qui est muni d'une surface de retenue (14) le traversant sensiblement dans le sens radial 12. Installation de clarification selon la revendication 11, caractérisée par le fait que la surface de retenue t14) vient s'appliquer sur des colonnes porteuses verticales (22) du puits (6). 13. Installation de clarification selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisée par le fait qu'au moins les surfaces de retenue 13 sont renforcées en flexion et sont ancrées dans le fond (1) du bassin. 14. Installation de clarificaion selon la revendication 13, caractérisée par le fait qu'au moins les surfaces de retenue (13) sont ondulées dans le sens vertical pour leur renforcement en flexion et, pour leur ancrage dans le fond (1) du bassin, sont maintenues par deux colonnes porteuses (17) placées l'une derrière l'autre dans le sens de rotation (16) du post d'aération (8), raccordées au fond du bassin et par lesquelles sont attachées les surfaces de retenue 15.Installation de clarification selon l'une des revendications 5 b 14, caractérisée par le fait que sur le pont d'aération (8) sont installées une ou plusieurs surface(s) déflectrices (15),(15') tournant avec le pont d'aération et placées en dessous de celui-ci en vue de son immersion dans le bassin d'aérage. 16. Installation de clarification selon la revendi cati on 15, cai'actérisée par le fait que conformément au courant recherché la surface déflectrice (15) voisine du puits central (6) est sensiblement courbée dans le méme sens que la paroi extérieure (2) du bassin d'aérage tandis que les surfaces dé lectrices (15') situées plus loin du puits (6) présentent une courbure senslblerent en forme d'S. 17. Installation de clarification selon l'une des revendications 5 à 16, caractérisée par le fait qu'une conduite d'amenée (5) à partir d'un puits d'amenée (3) se trouvant k l'extérieur du bassin d'aérage et recevant un mélange d'eaux usées brutes et de boues activées provenant d'un bassin de décantation secondaire est disposésen dessous du fond (1) du bassin et aboutit au puits (6) dans lequel il pénètre par en dessous.