Brevet FR2511262A1 — publié le 19830218

La présente invention concerne un dispositif de décantation des liquides, notamment des eaux, du type dit à lit de boue fluidisé. Dans ce type de décantation, on élimine phy- siquement les éléments gênants du liquide en provoquant la formation d un précipité au moyen de réactifs chiïïiiques approprie. Ce précipita qui a l'apparence d'une boue, est suffisamment lourd pour rassurer une décantation accélérée des éléments légers initialement présents. Pour permettre un traitement en continu, on alimente par le bas le décanteur en liquide à traiter et on capte à la partie supérieure du dispositif le liquide décanté. Le courant de liquide ascendant assure 1 'expan- sion du lit de boue fluidisé, c'est-à-dire son maIntien à un certain niveau dans le décanteur. Cependant, un lit fluidité par un courant de vitesse ascensionnelle constante est instable ; tout déséquilibre de l'état d'expansion ou de tassement tend à s'amplifier et non à s'amortir. Un moyen connu de stabilisation consiste à produire des variations brusques du débit d'alimentation en liquide à traiter dans le décanteur. La variation consécutive de la vitesse du courant ascendant de liquide maintient le lit de boue en expansion et évite son tassement. De cette manière, l'effet de décantation est amélioré, et il est possible de disposer d'un débit plus grand qu'avec une décantation simple. Ces variations brusques du débit ont été obtenues par divers moyens, tels qu'une vanne automatique montée sur la conduite d'alimentation, une pompe fOnC- tionnant par intermittence, un réservoir auxiliaire associé à un siphon, ou des moyens analogues. Tous ces dispositifs présentent 1' inconvénient que la variation brusque de l'alimentation du décanteur aura des répercussions notables sur le débit total du dispositif, ou sur la pression dans la canalisation d'amenée de liquide. Un ~traitement continu est impossible sans utilisation d'un réservoir iïîn##diaire de stockage Au contraire, le dispositif selon ltinvention permet de produire an courant de liquide à vitesse variable assurant le maintien en expansion du lit de boue, tout en conservant un débit amont constant, sans variation notable de pression et sans accumulatfon. A cette fin, le dispositif comporte une pluralité de compartiments de décantation alirnel7tes chacun à leur partie inférieure par une canalisation de liquide brut ; un ensemble de collecte du liquide décanté, situé à la partie supérieure des compartiments de décantation ; un distributeur alimentant cycliquement en liquide brut chacune des canalisations d'arrivée, de manière à produire une variation périodique du débit dans chacun des compartiments, tout en conservant un débit total de liquide brut sensiblement constant. Avantageusement, il comporte également des moyens pour obtenir, de manière réglable, sur llensemble des compartiments, un débit auxiliaire prélevé sur le débit principal, de manière à n'alimenter cycliquement les compartiments qu'avec une fraction du débit total de liquide brut. Ainsi, le débit de liquide décanté dans chaque compartiment est la somme d'un débit dérivé, permanent, de valeur ajustable (éventuellement nulle) et d'un débit variable résultant de l'action du distributeur. De préférence, le distributeur est un distributeur tournant dont la rotation produit l'alimentation cyclique des compartiments. Cette rotation peut etre régulière ou saccadée, selon l'effet que l'on désire obtenir. Il en résulte dans chaque compartiment un débit dont la variation a l'allure d'une impulsion. L'intensité maximale de cette impulsion de débit (ou de vitesse du fluide) est fonction de la proportion du débit dérivé, ainsi que du nombre de compartiments. Par exemple, abstraction faite du débit dérivé, un distributeur qui alimenterait tour à tour, à débit sensiblement constant, chacun des quatre compartiments d'un décanteur, produirait une vitesse maximale du liquide dans le comartiment alimenté égale à quatre fois la vitesse nominale qui aurait été obtenue en l'absence de compartimentage. On voit ainsi que, sans modification notable du débit d'ensemble, on peut obtenir la survitesse périodique dans le lit de boue qui permet la décantation activée. La périodicité de cette activation est réglable aisément par le choix de la vitesse de rotation du distributeur. L'allure de la survitesse (forme de l1impulsion) dépend du régime de rotation, régulier ou saccadé, du distributeur, ainsi que de la géométrie de la section de sortie de liquide du distributeur et de la section d'entrée des canalisations d'arrivée de liquide brut de chaque compartiment. Ainsi, si le distributeur présente une section de sortie circulaire, et les canalisations d'arrivée des compartiments, une section circulaire, lorsque le distributeur occulte en tournant une fraction d'une section d'une canalisation, il découvre une fraction de la section de la canalisation suivante. Le débit dans la première canalisation diminue, et en méme temps celui dans la canalisation suivante augmente. On peut calculer que la somme des deux sections circulaires alimentées simultanément (l'une croissante, l'autre décroissante) ne varie pas de plus de 8 %, de telle sorte qu'il n'y a pas, en amont, de variation importante de débit et de pression. Dans chaque compartiment du décanteur, si par exemple celui-ci comporte quatre compartiments, le débit sera croissant pendant un quart de la période de rotation du distributeur, décroissant pendant un quart de cette même période, et constant (nul ou égal au débit dérivé) pendant le reste du temps. Dans une variante, on peut prévoir un distributeur présentant une section de sortie rectangulaire, et des canalisations d'arrivée présentant une section triangulaire. L'impulsion de débit dans chaque compartiment sera ainsi plus marquée. D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés où la figure 1 est un plan de la partie inférieure du décanteur, vue selon la ligne I-I de la figure 2, la figure 2 est une élévation du décanteur, vue en coupe selon la ligne Il-Il de la figure 1, la figure 3 est un plan, vue selon la ligne III-III de la figure 2, montrant le réseau de canalisations de collecte d'eau, la figure 4 est une coupe verticale du distributeur rotatif, vue selon la ligne IV-IV de la figure 5, la figure 5 est une coupe horizontale de ce même distributeur, vue selon la ligne V-V de la figure 4. Les figures 1 et 2 présentent un décanteur 100, constitué de quatre compartiments identiques 110, 120, 130, 140 Ce nombre n'est bien entendu aucunement limitatif, non plus que la forme de ces compartiments, qui peut être quelconque. Chacun de ces compartiments-est alimenté par une canalisation d'arrivée de liquide, par exemple d'eau brute, respectivement 111, 121, 131, 141. Pour obtenir une diffusion aussi régulière que possible de l'arrivée d'eau, chacune de ces canalisations est elle-même ramifiée en canalisations secondaires, telles que 112, comportant des orifices 113. De préférence, les orifices de deux canalisations secondaires adjacentes sont disposés face à face, de manière à éviter les tourbillons et à obtenir des filets d'eau parallèles.On peut noter que, en variante, on peut employer d'autres dispositifs de tranquillisation qui procureront le meme résultat. Le distributeur rotatif 200 alimente tour à tour chacun des quatre compartiments. Il est relié (figure 2) à la conduite d'arrivée principale d'eau brute 210, et il est entrainé en rotation par un arbre 220 relié à un ensemble moteur-transmission 230 placé au sommet du décanteur. Une telle disposition, avec le distributeur à la base et la motorisation au sommet, permet d'éviter les problèmes d'étanchéité et d'accessibilité de l'ensemble moteur. Les boues en excès sont évacuées par des robinets 114 et 115 reliés à des canalisations puisant dans une zone de concentration (telle que 116, visible sur les figures 1 et 2) délimitée par des parois, par exemple à l'intérieur des compartiments. Le nombre de ces concentrateurs, disposés à l'intérieur ou à l'extérieur des compartiments, ainsi que leur dimensionnement, sont onction de la nature du liquide à traiter et du traitement effectué. Chaque concentrateur peut, comme représenté, ere propre à chacun des compartiments, mais, en variante, un concentrateur peut être commun à deux compartiments contigus. De préférence, les compartiments 110, 120î 130, 140, sont prolongés vers le haut en un compartiment commun unique 300, à la partie supérieure duquel s'effectue la collecte de l'eau décantée, au moyen d'un réseau de canalisations 310 (visible en plan sur la figure 3) percé d'orifices de captation tels que 311, et débouchant dans un collecteur commun 320 qui amène l'eau traitée vers la canalisation de sortie 330. Le fait que la partie supérieure du décanteur ne soit pas compartimentée permet d'améliorer la collecte de l'eau traitée, en annulant l'effet des variations de débit dans chaque compartiment. La hauteur de cette zone commune peut être très réduite, ou mêmenulle dans certains cas. En figures 4 et 5, on peut voir en détail le distributeur rotatif 200. Il est essentiellement constitue dlun coude à 900 tournant autour de sa génératrice verticale, et dont le profil hydraulique est améliore par l'installation d'aubes directrices 201. Le coude est entouré d'un chemisage 202 permettant le guidage du distributeur ainsi que son étanchéité. On peut noter, à ce propos, que des jeux importants, de l'ordre du millimètre, ne sont pas gênants dans un tel ensemble, du fait de la faible différence de pression entre la conduite centrale d'alimentation 210 et les canalisations d'arrivée d'eau brute de chaque compartiment 111, 121, 131, 141. La pression règnant à la partie inférieure de l'ensemble est de l'ordre de la hauteur d'eau contenue dans le décanteur. Bien entendu, le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif, et de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans pour autant sortir du domaine de l'invention. En particulier, il existe de nombreuses façons d'obtenir la distribution du débit, par exemple au moyen de vannes commandées cycliquement, de pompes temporisées, ou de moyens analogues. REVENDICATIONS 1. Décanteur, du type à lit de boue fluidisé, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de compartiments de décantation (110, 120, 130, 140) alimentés chacun, # leur partie inférieure, par une canalisation d'arrivée de liquide brut (111, 121, 131, 141)1 un ensemble de collecte du liquide décanté (310, 320, 330) disposé à la partie supérieure des compartiments de décantation, un distributeur (200) alimentant cycliquement en liquide brut chacune des canalisations d'arrivée de liquide, de manière à produire une variation périodique du débit dans chacun des compartiments, tout en conservant un débit total de liquide brut dans l'ensekble du dispositif sensiblement constant. 2. Décanteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour obtenir, de manière règlable, sur l'ensemble des compartiments, un débit auxiliaire prélevé sur le débit principal, de manière à n'alimenter cycliquement les compartiments qu'avec une fraction du débit total de liquide brut. 3. Décanteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les compartiments sont prolongés vers le haut en un compartiment commun (300) unique, à la partie supérieure duquel s'effectue la collecte de l'eau décantée. 4. Décanteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour modifier, par un règlage de la distribution, l'allure de la variation périodique de débit dans chacun des compartiments. 5. Décanteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le distributeur est un distributeur tournant dont la rotation produit l'alimentation cyclique des compartiments. 6. Décanteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le distributeur tournant présente la forme d'un coude sensiblement à angle droit, tournant autour de sa génératrice verticale. 7. Décanteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le coude comporte à sa partie intérieure des aubes (201) directrices profilées. 8. Décanteur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le distributeur présente une section de sortie circulaire, et les canalisations d'arrivée des compartiments, une section circulaire. 9. Décanteur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le distributeur présente une section de sortie rectangulaire, et les canalisations d'arrivée des compartiments, une section triangulaire.