Brevet FR2530487A1 — publié le 19840127

La présente invention concerne une méthode et une installation pour le traitement, par homogénéisation et oxygénation, des liquides chargés de matières en suspension. L'un des traitements les plus #luusiques pour l'épuration de tels liquides chargés consiste à disperser au sein du liquide des bulles d'air (ou d'oxygène) les plus fines et les plus nombreuses possibles, de façon à avoir une grande surface de contact, ces bulles provoquant: i) par adsorption sur les particules en suspension, une remontée desdites particules à la surface du liquide où elles peuvent être éliminée par raclage des mousses ainsi formées (flottation)5 2) une oxydation des matières organiques, et par conséquent leur destruction, 3) le développement de bactéries aérobies, favorables à la transformation de ces matières organiques. Généralement, la dispersion de bulles d'air au sein du liquide à traiter est obtenue par l'insufflation d'air comprimé à l'intérieur de cann ou rampes immergées dans les cuves contenant le liquide et la mise en circulation à l'aide d'agitateurs hélicoidaux, par exemple. Ce procédé présente le grave inconvénient de nécessiter une source d'air comprimé et, par conséquent, une installation coûteuse. En outre, il est difficile d'obtenir,#de cette manière, une grande finesse des bulles : en effet, même- si l'on utilise des orifices d'injecti de petites dimensions, par exemple ceux d'une cartouche microporeuse, les bulles en formation à la surface de la cartouche restent adsorbées sur ladite surface jusqu'à ce qu'elles aient atteint une taille minimale sans rapport avec la dimension des orifices d'injection; par ailleurs, il est évident que l'utilisation d'orifices fins conduit à utiliser une source de gaz comprimé à pression élevée. L'objet de la présente invention est une méthode et une installatio ne présentant pas les inconvénients ci-dessus et qui permet une dispersion de fines bulles d'air au sein d'un liquide, au moindre coût. Selon l'invention, l'installation dthomogénélsation et d'oxygénatio: placée au sein de la mabse de liquide à traiter, est caractérisée en ce qu'elle comprend essentiellement un bloc de traitement entraîné en rotatio: par un moteur et constitué d'une part par un hélicoïde de brassage du liqu et, d'autre part, par une roue à aubes radiales de distribution d'air en contact direct avec une boite à vent reliée à l'atmosphère extérieure. Ces deux parties du bloc de traitement sont de préférence coaxiales et solidaires l'une de autre mais peuvent présenter toute autre dispositi leur permettant de remplir les fonctions qui seront d#écrites plus loin. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un appareil qui en constitue un mode particulier de mise en oeuvre donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessin qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure l est une vue schématique en-perspective avec parties arrachée d'une installation de traitement , - la figure 2 montre une partie plus détaillée de la figure 1, qui constit le bloc de traitement suivant l'invention, - la figure 3 est une coupe d'un bloc de traitement par un plan perpendicu laire à l'axe de rotation de l'ensemble, au niveau des aubes radiales, --la figure 4 est une coupe d'un autre bloc de traitement par un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'ensemble, au niveau de l'hélicoTde. L'installation de traitement des liquides immergée dans le liquide à traiter, est fixée sur un support (7) reposant sur le fond de la cuve contenant le liquide et comprend une bote à vent (5) délimitée à sa parti inférieure par une platine de diffusion (6). La boite à vent (5) est relié à l'atmosphère extérieure par un tube d' aspiration d'air (l) débouchant au-dessus de la surface libre du liquide. L'installation comprend en outre un moteur d'entrainemont (2) agiss sur un axe (3) vertical dont le passage à l'intérieur de#la bolte à vent ( est réalisé par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité (4). La partie ter minale de l'axe (3) débouche dans le liquide à traiter par un orifice ménagé dans la partie centrale de la platine de diffusion (6). Cela étant, suivant l'invention, on accouple le moteur (2) par l'in termédiaire de l'axe d'entraînement (3) à un bloc de traitement qui compre d'une part un hélicoide de brassage (8), en contact direct avec le liquide d'autre part une roue à aubes radiales (lo) dont la partie interne constat une chambre- (il) en liaison -directe avec la botte à vent(5). Le bloc de traitement est fixe' sur l'axe (3r au moyen d'un écrou (9) coopérant avec u filetage ménagé sur la partie terminale dudit axe (3). En suite de quoi on a le fonctionnement suivant: A l'arret du moteur,-le liquide dans lequel se trouve i#mmergé l'installation, tend à rentrer dans la boîte à vent par- l'orifice ménagé dans la partie centrale de la platine de diffusion (6). Lors de la mise en route du moteur (2), l'hélicoide(8) crée une dépression, par effet de vortex,dans son voisinage immédiat; cette dépressi est transmise à l'intérieur de la botte à vent (5) par l'intermédiaire de l'espace laissé libre entre les aubes radiales(IO) puis de la chambre (li), ce qui produit l'évacuation vers l'extérieur du liquide ayant pu pénétrer dans ladite boîte à vent (5) à l'arrêt du moteur. Si la vitesse de rotation du moteur est suffisante, la dépression créée entraîne de l'air dans la chambre (il), puis-dans l'espace laissé libre entre les aubes radiales(10), pour être enfin évacué au sein du liquide, finement divisé par l'effet de cisaillement dû aux bords exterpps des aubes(lO). On voit ainsi que dès qu'un seuil déterminé de vitesse est atteint, l'installation agit comme un aspirateur, un courant d'air en provenance de l'atmosphère extérieure s'établissant au travers du tube d'aspiration (l); par ailleurs la vitesse linéaire élevée à la périphérie des aubes (to) permet une dispersion au sein du liquide de bulles d'air de très petites dimensions. On a représenté en figures 3 et 4 deux dispositions particulières de blocs de traitement, l'hélicoide étant formé dans un cas de pales arrondies (figure 3), dans l'autre de pales sensiblement rectilignes (figure 4). On a remarqué qu'il était avantageux, comme représenté sur plus différentes figures, d'avoir un diamètre de lthélicolde (8) légèrement inférieur à celui de la roue à aubes axiales (10); on obtient ainsi une meilleure transmission de la dépression qui est créée par effet de vortex au voisinage de lthélicolde (a) vers l'intérieur de la botte à vent (5) L'installation qui vient d'être décrite permet ainsi d'une fanon simple, d'obtenir l'aération optimale des milieux liquides nécessitant un tel traitement. Revenditations 1.Méthode etinstallation d'homogénéisation et d'oxygénation des liquides chargés, caractériséesen ce que l'installation, immergé au sein du liquide à traiter, comprend un bloc de traitement constitué d'une part d'un hélicolde de brassage et d'autre part d'une roue à aubes radiales de distribution d'air en relation directe avec une boite à vent reliée à l'atmosphère -extérieure. 2. Méthodeet installation suivant revendication l caractérisée en ce que l'hélicoïde et la roue à aubes radiales sont coaxiales. 3. Méthode et installation suivant #revendications l et 2, caractérisées en ce que l'hélicoT-de est de diamètre plus faible que celui de la roue à aubes radiales.