Brevet FR2553195A1 — publié le 19850412

-1 La présente invention a pour objet un appareil pour contrôler la sédimentation des boues dans des eaux d'égout soumises à épuration. En particulier, l'appareil de contrôle a été conçu et réalisé pour déterminer sur des échantillons différents, pris à plusieurs endroits consistants d'un système d'épuration, les éléments suivants: Etat de la boue; Courbes de capacité de sédimentation de la boue (temps, hauteur, interface); Courbes dérivées (temps, vitesses d'abaissement de l'interface); ISV (m/h), soit la valeur de la vitesse dans la portion rectiligne et dans le point d'inflexion des courbes de sédimentation; Q limite (m 3/h), soit le débit limite au-dessus duquel il y a entrainement de la boue dans l'effluent; MISS (kg/m 3), soit la concentration de la flore microbienne dans le bassin de réaction; Volume de la boue à 30 ' (VF); Concentration des boues excédent et recyclage autres concentrations. On connait des installations d'épuration des eaux d'égout constituées par des cuves généralement en béton ou, de toutes façons, en matériau essentiellement étanche, à l'intérieur desquelles sont prévus des agitateurs favorisant la dissolution de l'oxygène atmos25 phérique " 2 " dans les eaux usées à épurer. L'oxygène ainsi dissous permet la survivance des micro-organismes aérobies qui phagocytent et biodégradent les-substances pol luantes contenues dans les eaux d'égout pour former des boues qui se séparent de la phase liquide par sédimentation. A cette fin, il est nécessaire que l'indice de la boue (IF) donné par le rapport volume de la boue sédimentée (VF)/concentration des substances en suspension M L S S soit maintenu à des valeurs contenues, en tout cas, aux environs de 120 ml/g. A présent, le contrôle de ces valeurs se fait par intervalles 35 réguliers manuellement par le personnel affecté à la surveillance de l'installation, moyennant l'utilisation d'un cône Imhoff con- -2 ventionnel. La présente invention a pour but de proposer un appareil de contrôle de la sédimentation des boues dans un système d'épuration qui permette d'effectuer le contrôle désiré d'une manière continue et entièrement automatique. Selon une première caractéristique, l'appareil automatique de d'9 gout. contrôle de la sédimentation des boues chargeant des eaux/soumises à épuration, est caractérisé en ce qu'il comporte un récipient destiné à contenir une quantité d'eau usée à examiner; ce récipient étant fait d'un matériau transparent à un signal qui est sensible 10 à l'interface des phases solide et liquide de ladite quantité, des moyens émetteurs et récepteurs respectivement d'émission et de réception dudit signal; solidaires l'un de l'autre, constituant un ensemble unique et placés en face l'un de l'autre dans des positions diamétralement opposées à l'axe dudit récipient, des moyens de dé15 placement relatif dudit récipient et dudit ensemble l'un par rapport à l'autre contrôlés par l'activation dudit moyen récepteur, des moyens pour repérer la position; en fonction du temps, dudit ensemble par rapport audit récipient, des moyens de chargement et d'évacuation automatiques dudit récipient, et des moyens de lavage in20 térieur de celui-ci. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustré d'une manière non limitative aux figures du dessin: La figure 1 est une vue de face de l'appareil; La figure 2 en est une vue de côté La figure 3 en est une vue en plan. En se référant maintenant aux figures, l'appareil selon l'invention est référencé dans son ensemble en ( 1), repose sur des sup30 ports ( 2) montés à l'intérieur d'une armoire ( 3) pourvue de deux portes amovibles ( 4), d'une porte fixe ( 5), d'une porte pivotante ( 6) et d'un panneau ( 7) d'inspection. L'appareil ( 1) est essentiellement constitué par un récipient fermé ( 8) en matériau transparent relié à quatre conduits dont un conduit de chargement ( 9), un conduit de trop-plein ( 10) un conduit d'évacuation ( 11) et un conduit de lavage ( 12) qui se termine, au fond du récipient ( 8) par une tuyère ( 13) établie pour fournir un jet conique. -3 -Une soupape pneumatique de chargement ( 14) et une soupape d'arrêt de lavage ( 15) sont montées sur le conduit ( 9), tandis qu'une soupape pneumatique ( 16) d'évacuation est placée sur le conduit ( 12) de lavage. Un essuie-glace annulaire 17 (visible en pointillé, figure 2) est monté à l'intérieur du récipient transparent ( 8) et est entrainé par un cylindre pneumatique ( 18) commandé, par une soupape électrique ( 19). Un moteur ( 20) solidaire du récipient ( 8) entraîne par l'in10 termédiaire d'un joint élastique ( 21) une barre filetée ( 22) reliée à une cellule photoémettrice ( 23) et à une cellule photoréceptrice ( 24) solidaires l'une de l'autre et se faisant face, placées de part et d'autre du récipient ( 8). Deux butées supérieure et inférieure ( 25) et ( 26) respective15 ment, limitent les déplacements des photocellules ( 23) et ( 24) Le curseur mobile ( 27) d'un potentiomètre ( 28) est relié directement auxdites photocellules ( 23) et ( 24). L'appareil est complété par un électrocompresseur ( 29) commandant les organes pneumatiques de l'appareil et une pompe (non re20 présentée) destinée à vaincrela hauteur d'élévation existant entre la nappe libre des eaux usées dans la cuve et la position du récipient ( 8). Le fonctionnement de l'appareil est le suivant: La matière à examiner prélevée par-la pompe est envoyée à l'in25 térieur du récipient transparent ( 8) via le conduit de chargement ( 9) jusqu'à ce que le conduit de trop-plein ( 10) déverse dans la cuve l'excédent de matière pendant une période de temps préétablie; ce mode d'opération permet d'évacuer du récipient ( 8) les incrustatior s'étant formées dans le conduit de chargement ( 9) pendant l'inactivité de la pompe et entraînées inévitablement par la matière au début de son écoulement à l'intérieur du récipient ( 8). Si ces incrustationsne sont pas évacuées par la voie du tropplein ( 10) elles provoqueraient l'introduction d'une erreur systématique dans la mesure de la sédimentation. Lorsque l'opération de remplissage est terminée, la pompe s'arrête et l'échantillon de matière à examiner étant en condition -4 au repos commence à sédimenter pour séparer d'une façon au -fur et à mesure plus nette, la phase liquide de la phase solide, ce qui permet à la cellule photoréceptrice ( 24) de capter les signauax de la cellule photoémettrice ( 23) envoyés à travers les parois du ré5 cipient ( 8) et de la phase liquide contenue deans cel ui-ci. La cellule photoélectrique ( 24) frappée par le signal va activer le moteur ( 20) lequel; par la liaison cinématique constituée par le joint élastique ( 21) et la barre filetée { 22)ie fait abaisser davantage la photocellule jusqu' à ce que la cellule phb Dtoréceptri Lce 10 ( 24) soit désactivée du fait que la phase solide en cours de sedimentation l'a voilée de nouveau Lorsque la mesure est achevée, les photocellules ( 23) et ( 24) vont s'arrêter au niveau de l'interface boue/liquide. D'une manière simultanée, le curseur mobile i 253 s"étant luides grandeurs même déplacé a provoqué une altération 7 èIectriques du potentinmet Ere ( 28) L'élaboration appropriée desdites grandeurs électriufes en fonction des constantes de l'appareil et de la position atteinte par les cellules photoélectriques, permet d'obtenir la valeur IF et de la vitesse de sédimentation du liquide en fonton de l" atnber20 valle de temps programmé pour la mesure, et perminde contr=l Mer et piloter convenablement d'une manière automatique les appareils de l'installation d'épuration, en conséquence. La mesure étant terminée, les photocellules revie-mnent dans leur position de départ tandis que l'ouverture de la souape aid 25 permet à la matière examinée de s'écouler par le conduit 111) La soupape ( 15) autorise l'entrée d'eau propre dans Se concm it de lavage ( 12) et la tuyère ( 13) effectue le lavage du récipient ( 8) pendant que l'essuie- glace annulaire ( 17), actionné par le cmlindre pneumatique ( 18) essuie les parois du récipient30 L'intereruption du jet d'eau par la tuyère 133 et le retour de l'essuie-glace annulaire ( 17) en position inactive ont pour résultat de mettre l'appareil en condition prête pour Un nouveau cycle de mesure. Il estévident que, par une adaptation convenable de certains 35 organes de la machine; l'homme de l'art pourra facilement utiser -5 l'appareil susdécrit aussi pour déterminer la sédimentation de substances différentes de celles contenues dans les eaux d'égout. = 6 REVENDICATIONS -1 Appareil de contrôle automatique de la sédimentation des boues chargeant des eaux d'égout soumises à épuration; caractérisé en ce qu'il comporte un récipient ( 8) destiné à contenir une quantité d'eau d'égout à examiner, ce récipient étant fait d'un matériau transparent à un signal qui est sensible à l'interface des phases solide et liquide de ladite quantité, des moyens émetteur ( 23) et récepteur ( 24) d'émission et de réception dudit signal respectivement, ces moyens étant solidaires l'un de l'autre de-sorte qu'ils forment un ensemble unique et étant placés en face l'un de l'autre 10 en des positions diamétralement opposées à l'axe dudit récipient, des moyens de déplacement relatif dudit récipient et dudit ensemble l'un par rapport a l'autre contrôlés par l'activation dudit moyen À 1 ade laposltion récepteur, des moyens de repérage,F-n fonction du temps; dudit ensemble par rapport audit récipient; des moyens de chargement et 15 d'évacuation automatique dudit récipient, et des moyens pour le lavage intérieur de celui-ci. -2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens émetteur ( 23) et récepteur ( 24) qui forment un ensemble unique sont avantageusement constitués par un système de cellules 20 photoélectriques. -3 Appareils selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement relatif dudit récipient et dudit ensemble l'un par rapport à l'autre sont avantageusement constitués par un moteur ( 20)relié à une barre filetée ( 22) par l'intermédiaire d'un 25 joint élastique ( 21). -4 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de repérage de position en fonction du temps; sont avantageusement constitués par un potentiomètre ( 28); dont le corps est solidaire d'une partie fixe de l'appareil et dont le curseur mobile 30 ( 27) est solidaire de la partie mobile de celui-ci. -7 -5 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps dudit potentiomètre ( 28) est solidaire dudit récipient, le curseur mobile du potentiomètre étant solidaire dudit ensemble. -6 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les 5 moyens de lavage du récipient sont constitués par une tuyère ( 13) placée sur le fond dudit récipient et projetant un jet d'eau, ladite tuyère étant associée à un essuie-glace annulaire ( 17) animé d'un mouvement alternatif agissant sur la surface interne dudit récipient.