Brevet FR2517719A1 — publié le 19830610

DISPOSITIF DE TRANSPORT PNEUMATIQUE D'EAUX USEES La présente invention concerne un dispositif de transport pneumatique d'eaux usées. Elle trouve application dans la collection et le traitement des eaux usées produites tant par les industries que par les particuliers. Les eaux usées sont classiquement collectées par des réseaux d'égouts gravitaires dont la faible pente assure leur transport par la pesanteur du centre producteur jusqu'a' un bassin d'épuration. Un dispositif aéro-éjecteur de relevage permet de résoudre le cas où le centre producteur des eaux usées est à un niveau inférieur à celui du réseau d'égouts. Un tel dispositif est décrit dans le brevet français 75 03 797 déposé le 7 février 1975 au nom de la demanderesse et publié sous le nO 2 300 181. La présente invention concerne plus généralement un dispositif pneumatique de transport des eaux usées qui réalise aussi un traitement préalable des eaux usees avant la station d'épuration. En effet, il est connu que les eaux usees pour être assainies doivent être aérées. ='oxygène de l'air permet une combustion aérobie de micro-organismes responsables d'une part impactante de la pollution. La caractéristique fondamentale de ce traitement est ia Demande Biologique en Oxygène qui reclame pour un traitement efficace une aération de l'ordre de cinq jours en bassin. C'est un avantage de la présente invention de permettre aussi un traitement des eaux uses avant leur arrivée à la station d'épuration permettant ainsi une augmentation de sa capacité de traitement. D'autres traitements utilisant des gazs avec ou sans particules solides en suspension sont possibles pour traiter les eaux usées ayant leur transport dans le dispositf selon l'invention. Ceci a encore l'avantage de réduire notablement la durée du traitement classique en station d'épuration. Le dispositif selon l'invention présente aussi l'avantage de réduire les nuissances au niveau de la collection et du transport des eaux usées en réduisant le taux de concentration de certaines substances polluantes dans les eaux usées avant leur arrivée à la station d'épuration. En effet, la présente invention concerne un dispositif de transport pneumatique d'eaux usées qui comporte un réservoir dans lequel l'eau est accumulée et des moyens pour vider ce réservoir lorsqu'il est plein à l'aide d'un gaz tel que l'air. Le dispositif est principalement caractérisé en ce que le gaz, qui est utilisé pour chasser l'eau du réservoir, traverse l'eau afin de la traiter. D'autres avantages et caractéristiques vont être exposés dans la description à l'aide de la figure unique annexée qui représente un schéma d'un mode préféré de réalisation de l'invention. A la figure 1, le dispositif de transport comporte deux circuits distincts, Tout d'abord, le circuit des eaux usées comprend une canalisation 2 d'arrivée et une canalisation 3 de sortie. Ensuite un circuit pneumatique comporte une canalisation d'injection 6 et une canalisation d'échappement 7 des gazs injectés. Le circuit pneumatique au dessin a été représenté tronqué. I1 varie selon les modes d'exécution de l'invention. Le mode le plus avantageux consiste à utiliser, sur le dispositif selon l'invention, un circuit d'air sous pression existant. Ce cas se rencontre fréquemment dans les constructions urbaines. La canalisation 6 est alors connectée à un réseau d'air sous pression préexistant. Une vanne 8 de commande permet l'ouverture ou la fermeture de l'accès du gaz à la cuve. Ce débit est calculé en fonction de la taille de l'installation, du débit des eaux usées, du traitement d'assainissement désiré et enfin de la puissance du relevage désiré. Dans d'autres installations qui comportent de l'oxygène, on pourra avoir avantage à utiliser l'oxygène lui-même. Dans tous les cas, le circuit pneumatique comporte, en sortie de la vanne 8 de commande, un diffuseur 11 qui trempe en permanence dans l'eau du réservoir 1. Le diffuseur il peut prendre la forme d'une boule percée de trous ou comportant des tubulures qui éjectent le gaz employé dans le liquide sous forme de bulles de formes et de dimensions optimisés en fonction du traitement désiré. Le diffuseur 11 peut être réalisé aussi en un tissu métallique, ou en matériau poreux comme par exemple. Il a alors une forme permettant une diffusion du gaz dans toutes les directions à un débit compatible avec la durée du cycle de la machine. En effet, si les trous de porosite sont très petits, le débit délivré, fonction de la pression délivrée par la canalisation d'injection, sera réduit par la petitesse des trous. En augmentant la surface du diffuseur 11, on augmente aussi le débit gazeux dans le liquide. De même la forme du réservoir est prévue de manière à ce que le traitement soit le plus efficace possible. Le réservoir 1 est de forme cylindrique de hauteur déterminée de façon à optimiser le trajet des bulles. Le diffuseur 11 est calculé de manière à ce que la diffusion soit aussi homogène que possible dans toutes les directions possibles. Il est situé dans un premier mode de réalisation sur le fond inférieur du réservoir 1, comme il a été représenté à la figure. Dans un autre mode de réalisation, le diffuseur Il est constitué d'une surface émissive disposée sur le fond et les cotés du réservoir et émettant des bulles dans toutes les directions. Les bulles sous pression remontent dans le volume des eaux usées compris dans le réservoir 1 et débouchent au dessus du niveau libre des eaux 12 dans un espace libre 13 où le gaz est collecté et maintenu sous pression par fermeture d'une vanne 9 d'échappement du gaz qui commande l'accès à la canalisation 7 d'échappement. Dans leur trajet, les bulles du gaz permettent de traiter les eaux usées sous pression ce qui réalise un traitement acceléré. En fonctionnement, les eaux usées arrivent au réservoir 1 par la canalisation 2. Elles s'engouffrent dans le réservoir à travers un clapet 4 anti-retolr. De même la canalisation 3 est d'accès commandé par un clapet 5. Pour réaliser le traitement, la vanne 8 d'injection fournit au diffuseur 11, le flux gazeux nécessaire au traitement. Un détecteur 10 du niveau libre 12 des eaux usées permet alors de commander l'ouverture de la vanne 8 d'injection du gaz. La pression du gaz s'exerce alors sur le niveau supérieur 12 du liquide et une poche de gaz sous pression 13 se forme qui refoule le liquide en fermant le clapet 4, empêchant ainsi les eaux usées de la canalisation 3 de pénétrer dans le réservoir 1. Le refoulement assuré par la poche de gaz 13 permet d'ouvrir le clapet 5.Les eaux usées traitées s'écoulent avec une énergie dépendant de la pression de la poche 13 calculée de manière que le relevage et le refoulement de la quantité d'eaux usées dans le réservoir 1 soient assurés. Dans une autre variante, le dispositif de transport selon l'invention comporte son propre circuit pneumatique. C'est le cas quand aucun circuit pneumatique n'est disponible à proximité du dispositif de transport. C'est aussi le cas quand le gaz utilisé est spécial au traitement désiré. Dans ces deux cas, la canalisation 6 d'injection est reliée à un compresseur qui reçoit du gaz d'une bouteille réservoir du gaz. La canalisation 7 d'échappement du gaz de la poche 13 est aussi connectée à la bouteille réservoir de gaz de façon à fermer le circuit pneumatique. Le gaz peut alors être de diverses natures ou bien simple ou bien composé selon les traitements envisagés. Quand le gaz utilisé est de l'air, la canalisation 7 est ouverte et permet d'évacuer l'air de la poche 13 dans l'atmosphère. Le niveau 12 des eaux usées dans le réservoir 1 est gardé constamment au dessus de l'orifice de refoulement dans la canalisation 3. Ainsi, on évite l'émission du gaz dans la canalisation 3 et donc dans le réseau d'égouts. Le dispositif selon la présente invention peut être utilisé d'une manière généralisée pour l'accès des eaux usées aussi bien d'un centre producteur à un réseau collecteur que des réseaux collecteurs à une station d'épuration. Le dispositif selon la présente invention comporte un circuit pneumatique qui peut marcher continûment ou par interruptions à l'injection du gaz. Le fonctionnement du dispositif est de toutemanière par paquet, tout le volume du réservoir étant évacué d'un coup avant un nouveau remplissage. Dans un mode de réalisation, le circuit pneumatique fonctionne seulement pendant la phase refoulement du cycle de fonctionnement du dispositif. Puis, quand le détecteur 10 du niveau 12 détecte que le niveau bas de refoulement est atteint, il émet un signal de fermeture de la vanne 8 d'injection du gaz et d'ouverture de la vanne 9 d'échappement du gaz de la poche 13. La pression du gaz dans la poche 13 diminue, l'action sur le clapet anti-retour ss aussi et les eaux usées remplissent à nouveau le réservoir. C'est la phase remplissage du cycle. Quant le niveau 12 haut est détecté, la vanne 9 d'échappement est fermée et la vanne 8 d'injection est ouverte sur un signal du détecteur 10. La phase de refoulement peut commencer. Le traitement par passage du gaz est réalisé pendant la moitié du cycle de fonctionnement. Les vannes 8 et 9 fonctionnent en tout ou rien. Dans un autre mode de réalisation, une injection de gaz est prévue aussi pendant le remplissage du réservoir 1 par les eaux usées. Pour cela, il est nécessaire de fournir une pression de gaz nettement réduite afin que le remplissage du réservoir soit possible. Ce mode de réalisation permet: - d'améliorer l'efficacité du traitement en augmentant la durée du passage du gaz dans les eaux, - de laisser le diffuseur 11 en pression ce qui permet d'empêcher son colmatage par les boues et autres parties en suspension dans les eaux usées. Dans une première réalisation, la vanne 8 d'injection peut travailler sur deux pressions une pression de refoulement assurant le refoulement des eaux usées et une pression de remplissage permettant une injection de gaz et un remplissage d'eau dans le réservoir. Cette seconde pression peut être variable pendant le remplissage. Dans un second mode de réalisation, le diffuseur 11 est connecté aussi à une seconde vanne non représentée à la figure qui permet de délivrer une pression de remplissage convenable. Le fonctionnement des deux vannes d'injection est alors alterné sous la commande du détecteur 10 comme il a été décrit. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention peut permettre de ne traiter qu'unie fraction du volume d'eaux usées dans le réservoir 1. Dans ce Ças, le niveau 12 bas détecté pour commander la fin de la phase de refoulement sera choisie assez haut dans le réservoir 1. La diffusion du gaz pourra ainsi être répétée plusieurs fois pour un même volume d'eaux. Dans une application particulière, le dispositif selon l'invention peut servir pour le traitement et le relevage de boues notamment celles prélevées dans le bassion de décantation d'une station d'épuration. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transport des eaux usées comportant un réservoir (1) dans lequel l'eau est accumulée et des moyens (6,11) pour vider ce réservoir (1) lorsqu'il est plein, à l'aide d'un gaz tel que l'air, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour que le gaz traverse l'eau du réservoir avant l'évacuation afin de la traiter. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour que le gaz traverse l'eau du réservoir (1) comporte un diffuseur (11) du gaz sous forme de bulles. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diffuseur (11) est disposé dans la partie inférieure du réservoir (1). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le diffuseur (11) comporte une boule émettrice de bulles de taille prédéterminée selon des trajets dans tout le volume du réservoir. 5. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le diffuseur (11) comporte une surface émettrice disposée sur le fond et les cotés du réservoir (1) de manière à émettre les bulles gazeuses dans toutes les directions à l'intérieur du volume d'eau 6 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diffuseur (11) est relié à un circuit pneumatique (6-9). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que un détecteur (10) du niveau (12) des eaux usées dans le réservoir de commande l'ouverture et/ou la fermeture des vannes (8) d'injection du gaz et (9) d'échappement du gaz du circuit pneumatique (6-9). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7,caractérisé en ce que le circuit prseumatique (6-9) comporte une canalisation d'in- jection (8) connectée à la vanne (8) d'injection et une canalisation (7) d'échappement connectée à la vanne (9) d'échappement. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la canalisation d'injection (6) est connectée à son autre extrémité à une installation de production de gaz sous pression préexistante. 10.Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la canalisation (7) d'échappement du gaz débouche dans l'atmosphère. 11. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit pneumatique comporte une bouteille réservoir du gaz reliée à un compresseur qui débite le gaz sous pression fournit à une canalisation (6) d'injection reliée au diffuseur (11) par une vanne (8) d'injection, les bulles après traversée du volume d'eau dans le réservoir (1) étant aspirées - par une canalisation (7) d'échappement du gaz dont l'accès est commandé par une vanne (9) d'échappement et reliée à la bouteille réservoir et en ce que les deux vannes d'échappement (9) et d'injection (8) sont commandées par un détecteur (10) du niveau libre (12) des eaux usées dans le réservoir. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la vanne d'injection (8) délivre deux pressions à la commande du détecteur (10) : une pression de refoulement et une pression réduite d'admission. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la vanne d'injection (8) comporte deux parties en parallèle alternativement connectées au diffuseur (1 I).