Brevet FR2574391A1 — publié le 19860613

La présente invention concerne un décanteur du type à lit de boues destiné à traiter les eaux par floculation et décantation, utilisable particulièrement pour la décantation des eaux de surface ou des eaux résiduaires chargées,avec floculation rapide préalable au moyen de polyélectrolytes. On connaft de nombreux types de décanteurs à lit de boues cylindriques, cylindro - coniques ou parallélépipédiques dans lesquels l'eau à traiter, additionnée d'un coagulant et/ou d'un floculant, injecté de manière pulsée ou non, est soumise à une circulation ascendante plus ou moins rapide à travers un lit de boues de hauteur plus ou moins grande et collectée après passage dans ce lit de boues après séparation des boues entrahnées. Cependant, suivant la nature et la dose des coagulants et/ou floculants utilisés, ces appareils ne permettent de développer que des vitesses ascensionnelles peu élevées, par exemple de 1,5 à 6 m/h, donc avec des débits d'eau traitée peu importants, en particulier lorsqu'on veut les utiliser pour traiter des eaux froides ou très peu chargées, avec de très faibles doses de polymères. On connaft d'autres appareils, plus profonds et plus rapides, mettant en oeuvre des vitesses ascensionnelles de 10 à 20 m/h après des temps de floculation très courts, utilisables seulement pour des eaux très chargées et avec des doses de polyélectrolytes de O, 5 à 2 mg/l. Ces appareils sans zone d'épaississement râblée, ni recyclage possible des boues, ne permettent cependant pas d'épaissir totalement les boues formées et fonctionnent uniquement sur des eaux char gées. Le but de la présente invention est de réaliser un appareil permettant de traiter, avec des vitesses ascensionnelles élevées et donc des débits d'eau traitée importants, des eaux de caractéristiques très diverses, qu'elles soient très chargées ou peu chargées, l'appareil étant en outre de construction simple et d'un court d'installation inférieur à celui des appareils connus. Le décanteur à lit de boues suivant l'invention, dans lequel l'eau à traiter est soumise après floculation à une circulation ascendante à travers le lit de boues est caractérisé en ce qu'il compor#te deux bassins concentriques, un bassin central contenant le lit de boues et un bassin pé périphérique assurant l'épaississement du lit de boues. Avantageusement, le bassin périphérique épouse la forme du bassin central ; et, dans le cas où ce dernier est circulaire en section, le bassin périphérique est de forme annulaire. Suivant une disposition préférée de l'invention, la section du bassin périphérique est comprise entre le tiers et la moitié de la section totale de l'appareil. Egalement suivant l'invention, l'appareil est alimenté en eau à traiter, après floculation éventuelle sous pression de façon connue, dans une chambre à diaphragme ou à éjecteur assurant un temps de contact très court, au moyen d'un dispositif de distribution ramifié disposé à la partie inférieure du bassin central à lit de boues. De préférence, un système de raclage des boues est prévu au fond du bassin périphérique. Suivant une caractéristique de l'invention, l'appareil est muni d'une pompe assurant le recyclage des boues concentrées du bassin périphérique vers le bassin central à lit de boues, ce recyclage étant avantageusement opéré par l'intermédiaire d'un floculateur-m#langeur par lequel passe l'eau à traiter avant son introduction dans l'appareil. Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en référence à la figure unique du dessin annexé, d'une de ses formes possibles de réalisation. L'appareil est constitué, dans l'exemple traité, d'une cuve cylindrique 1 à fond plat, métallique, de diamètre D compris entre 3 et 8 m et de 7 à 8 m de hauteur. Un cloisonnement interne 2 divise le volume de la cuve en deux bassins concentriques : un bassincentral 3 contenant le lit de boues et un bassin périphérique annulaire 4. Ce dernier est d'une hauteur de 1 à 2 m et est muni d'un dispositif 5 de raclage de fond entraîné en rotation -par un dispositif tubulaire axial 6. La section de ce bassin est asrantageusement comprise entre le tiers et la moitié de la section totale de l'appareil. L'eau à traiter, amenée à l'appareil par une canalisation 7 est additionnée éventueLement d'un coagulant et systématiquement d'un floculant, polyélectroîvte par exemple, dans un floculateur-mélangeur 8, assurant à l'eau un temps de séjour de 30 à 60 secondes, avant d'etre introduite à la base du décanteur, à la partie inférieure du bassin central 3 contenant le lit de boues, au moyen d'un dispositif de distribution ramifié 9, sous un débit choisi par exemple entre 120 et 1000 m3/h. L'eau floculée percole en flux ascendant homogène avec une vitesse ascensionnelle de 10 à 25 m/h à travers le lit de boues maintenu en fluidisation, vers le dispositif collecteur 10 relié à une canalisation 11 d'évacustion de l'eau traitée. Au fur-et-à-mesure de son nourrissement le lit de boues s'accroft, s'élève et atteint un niveau 12 préréglable, auquel il est maintenu par un système#comprenant un contrôleur 13 à ultra-sons ou optique par- exemple qui agit sur la fréquence des extractions de boues, réalisées de façon connue. Une pompe 14 reliée à une canalisation 15 débouchant dans le fond du bassin périphérique 4 et débitant dans le floculateur 8 permet un recyclage des boues concentrées de façon à maintenir la concentration utile minimale du débit de boues et/ou à améliorer la floculation directe. Llext- action des boues est assurée par une canalisation 16, munie d'une vaine 17. Le décanteur à lit de boues suivant l'invention est particulièrement bien adapté aux eaux de traitements tertiaires, c'est-à-dire aux eaux provenant de procédés permettant d'améliorer les caractéristiques d'une eau résidu2ire, aux eaux de lavage de filtres, aux eaux cyclonées de lavage de gaz de hautfourneau, aux eaux de rivières turbides. L'exemple suivant montre la polyvalence d'un appareil suivant l'invention. On a traité avec un tel appareil des eaux ayant des caractéristiques fort différentes, comme il ressort du tableau ci-dessous Eau de traitement Eau de lavage Eau de lavage tertiaire de filtre i de filtre (décarbonatation) (laminoirs) Taux de M. e. S. mg/l 100 1.000 2.000 Charges massiques lcg/m2/j 86 860 720 L'appareil, cylindrique, avait une hauteur de 7, 5 m et un diamètre de 6 m, le diamètre du bassin central étant de 4 m et la hauteur du bassin annulaire était de 2 m. En d'autres termes l'appareil était de dimensions fort réduites, toutes choses étant égales par ailleurs. La vitesse ascensionnelle a été pour ces différentes eaux de 18 m/h ctest-à-dire une vitesse considérable et donc un débit d'eau traitée important, quel que soit le taux de matières en suspension (M. e. S. et quelle que soit la charge massique de ces différentes eaux. REVENDICATIONS 1. Décanteur du type à lit de boues dans lequel l'eau à traiter est soumise après floculation à une circulation ascendante rapide à travers le lit de boues, caractérisé en ce qu'il comporte deux bassins concentriques, un bassin central (3) contenant le lit de boues et un bassin périphérique (4) assurant l'épaississement du lit de boues. 2. Décanteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bassin périphérique (4) est de forme annulaire. 3. Décanteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section du bassin périphérique (4) est comprise entre le tiers et la moitié de la section totale du décanteur. 4. Décanteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est alimenté en eau à traiter, préalablement floculée, au moyen d'un dispositif de distribution ramifié (9) disposé à la partie inférieure du bassin central (3). 5. Décanteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un système de raclage (5) est disposé au fond du bassin périphérique (4). 6. Décanteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une pompe (14) assure le recyclage des boues concentrées du bassin périphérique (4) vers le bassin central à lit de boues (3). 7. Décanteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le recyclage des boues est opéré par l'intermédiaire d'un floculateur-mélangeur (8) par lequel passe l'eau à traiter avant son introduction dans le décanteur. 8. Décanteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un réglage du niveau (12) atteint par le lit de boues dans le bassin central au moyen d'un système (13) à ultra-sons ou optique, agissant sur la fréquence des extractions de boues.