Brevet FR2585695A1 — publié le 19870206

-- 1 -- La présente invention concerne un dispositif de garnissage pour une installation de mise en contact d'un liquide et d'un gaz et notamment pour une instal- lation de traitement biologique des eaux résiduaires. Le traitement biologique aérobie des eaux résiduaires consiste à provoquer le développement de bactéries qui, par action physico-chimique, retiennent la pollution organique et s'en nourrissent. Pour le traitement biologique des effluents urbains et indus- triels, on utilise en particulier des dispositifs de garnissage formant des surfaces de ruissellement sta- tiques sur lesquelles on vient répartir le mieux possible les eaux à traiter. Les eaux ruissellent sur des surfaces qui ser- vent de support aux microorganismes épurateurs. Une aération apporte l'oxygène nécessaire. Il y a dégra- dation de la matière nutritive constituée par la pol- lution organique des effluents. Cette dégradation cor- respond chimiquement à une déshydrogénation appelée aérobiose ou anaérobiose selon que l'hydrogène se fixe sur l'oxygène moléculaire en surface ou sur un autre accepteur en profondeur, quand le film biologique est suffisamment épais. La relation mathématique qui rend compte de l'élimination de la DBO (demande biologique en oxygène) d'une eau résiduaire sur un lit bactérien, s'écrit sous la forme: Lf - K Sm H Q-n - = e t s Lo o: Lf X DBO de l'eau clarifiée Lo = DBO de l'eau d'alimentation Kt = coefficient dépendant de la température et de la nature du matériau -2- Ss = surface spécifique du matériau (m2/m3) H = hauteur de ruissellement (m) Q = débit spécifique n = constante m = exposant - Certains sont constitués de profilés tubulaires multi- canaux et doivent être transportés sur le site tels qu'ils seront mis en place, ce qui représente-un volume important par rapport à la surface active. Le transport est donc un élément très important du prix de revient, qui devient ainsi prohibitif pour les grandes distances, l'exportation en particulier. - La faible section de ces profilés multicanaux rend obligatoire leur groupage dans des casiers à claire-voie qui, devant rester en place lors de l'utilisation, sont obligatoirement en métal résistant aux milieux agressifs que l'on rencontre dans les effluents, donc de prix élevé. D'autres dispositifs sont constitués d' éléments de faible hauteur, ces éléients étant empilés,les uns sur les autres. Ces éléments sont constitués notamment par des assemblages de feuilles ondulées séparées par des feuilles planes définissant entre elles des canaux. Mais les canaux d'un élément ne se trou- vent pas dans la plupart des cas en face des canaux des éléments inférieur et supérieur. Le risque de colmatage est donc important et le débouchage impossible sans démontage et remontage très onéreux. - Pour certains dispositifs, les canaux qui se trouvent en face des poutres ou éléments de support se trouvent obliga- toirement obstrués. Toute la surface de ces canaux devient alors inactive du haut en bas. La présente invention vise à fournir un dispositif de garnissage ne présentant pas les inconvénients de la technique antérieure. A cet effet la présente invention a pour objet un dispositif de garnissage pour installation de mise en contact d'un liquide et d'un gaz, notamment pour installation de traitement biologique des eaux rési- duaires, du type comprenant un assemblage de feuilles présentant des ondulations et séparées par des feuilles planes, lesdites feuilles présentant des ondulations définissant avec les feuilles planes des canaux s'éten- dant de haut en bas dans lesquels le liquide ruisselle à contre courant du gaz, ce dispositif étant caractérisé en ce que les crêtes des ondulations présentent des crénelures délimitant avec la feuille plane adjacente des passages faisant communiquer des canaux disposés d'un même côté d'une feuille ondulée. Un tel dispositif permet au liquide de passer éventuellement d'un canal à l'autre. De ce fait, si l'un des canaux vient à se boucher en partie basse, il reste cependant efficace dans la presque totalité de sa lon- gueur puisque le gaz et le liquide peuvent y circuler en empruntant un ou plusieurs canaux adjacents dans la zone obstruée. Toutefois, pour réduire la surface inactive en cas de bouchage d'un ou plusieurs canaux, les crénelures disposées sur les crêtes de deux ondulations adjacentes peuvent être décalées l'une par rapport à l'autre suivant la direction verticale des ondulations. Selon une vari- ante préférée, le décalage est tel que les crénelures for- ment un motif en quinconce. En outre, les canaux sont avantageusement rectili- gnes de façon à permettre un débouchage facile. Celui-ci a peu de chance de devenir nécessaire avec le garnissage de la présente invention car si un canal est obstrué, une petite partie seulement du garnissage devient inac- tive,ce qui ne justifie pas une intervention. Les feuilles ondulées peuvent présenter des ondulations de diverses formes. Toutefois les ondulations à profil trapézoïdal sont préférées. De même le profil des crénelures est de préférence trapézoidal. Le dispositif selon l'invention peut reposer de manière connue sur des supports horizontaux comportant des croisillons. Pour réduire encore au minimum les risques de bouchage les feuilles planes de séparation peuvent ne pas exister dans la partie inférieure du dis- positif, par exemple sur quelques centimètres. Les feuilles constituant le dispositif selon la présente invention peuvent être notamment des feuilles de matière plastique rigide, par cxemple de chlorure de polyvinyle. Les feuilles présentant des ondulations peuvent être obtenues par thermoformage de feuilles planes. Pour réaliser le dispositif les feuilles peuvent être assemblées par soudure ou par collage. Toutes les feuilles ondulées ou planes utilisées peuvent comporter en outre des ondulations supplémentai- res ou gaufrages de faibles dimensions, pour augmenter des surfaces de contact avec le liquide, et/ou des perforations pour améliorer les échanges liquide-gaz. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide d'un dessin représentant seulement un mode d'exécution. Sur ce dessin la Fig. unique est une vue en pers- pective d'une partie d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif représente sur la Fig. unique com- prend un ensemble de feuilles 1 présentant des ondulations qui sont séparées par des feuilles planes 2. Chaque feuille réalisée en matière plastique peut, par exemple, avoir une largeur de 1 m et une longueur de plusieurs mètres. Ces feuilles sont assemblées, par exemple par collage de façon à constituer des éléments ayant une épaisseur d'un mètre par exemple. Les feuilles 1 présentant des ondulations ont dans un plan orthogonal à la crête de ces ondulations un profil général de forme trapézoidale. Chaque ondulation comprend un premier côté plat 3, un côté plat incliné 4 faisant un angle obtus avec le côté 3, un côté plat 5 parallèle au premier côté plat 3 et un côté plat incliné 6 faisant un angle obtus avec le côté plat 5. Cette ondulation de la feuille 1 définit avec les feuilles planes 2 adjacentes avec lesquelles la feuille 1 est assemblée deux canaux 7 et 8 qui sont rectilignes. Les crêtes de chaque ondulation présentent des crénelures 9 de forme trapézoidale. Chaque crénelure 9 comprend un côté plat 11 parallèle aux côtés plats 3 ou 5 et bordé par deux côtés plats inclinés 12 et 13, faisant un angle obtus avec le côté plat 11. Ces crénelures s'étendent sur toute la longueur de chaque crête. Chaque crénelure 9 fait com- muniquer deux canaux tels que 7 ou deux canaux tels que 8, c'est à dire deux canaux disposés d'un même côté de la feuille 1. Les crénelures 9 sont disposées de telle façon sur les crêtes de deux ondulations adjacentes qu'elles sont décalées l'une par rapport à l'autre suivant la direction verticale des ondulations et forment un motif en quin- conce. Le dispositif de garnissage est disposé dans l'enceinte d'épuration sur un support à mailles de façon à être vertical, c'est à dire de façon que les canaux 7 et 8 soient verticaux. L'eau à traiter est dispersée à la partie supé- rieure du dispositif de garnissage et s'écoule verti- calement sur les feuilles délimitant les canaux. Sur ces feuilles les déchets sont mis en contact avec d'une part les microorganismes épurateurs et d'autre part l'air qui circule de bas en haut. Comme on peut le concevoir aisément un tel dis- positif permet de réduire au minimum les risques de bouchage. Il présente en outre les avantages supplé- mentaires suivants: - La hauteur du dispositif de garnissage peut être adapté à l'installation. On évite ainsi les problèmes liés à l'empilage d'éléments les uns sur les autres. D'ailleurs si une obstruction se produisait la cons- titution même des canaux permettrait un nettoyage aisé. - Le dispositif peut être fabriqué sur place. On dimi- nue ainsi considérablement le coût du transport par rapport aux dispositifs qui sont montés en usine et constituent des volumes très importants à transporter. - L'épaisseur du dispositif peut être réglée en fonc- tion de l'installation. Il n'est donc pas nécessaire de réunir plusieurs éléments,par exemple,par cerclage. - La hauteur du dispositif peut être réglée en fonc- tion de l'installation. Il suffit de couper les feuilles à la dimension souhaitée. Outre l'application en épuration développée dans l'introduction de la description, le présent dispositif peut être utilisé en réfrigération, en particulier dans le cas des eaux et liquides très pollués. - 7 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de garnissage pour installation de mise en contact d'un liquide et d'un gaz, notamment pour installation de traitement biologique des eaux résiclaires, du type comprenant un assemblage de feuilles (1) présentant des ondulations et séparées par des feuil- les planes (2), lesdites feuilles (1) présentant des ondulations définissant avec les feuilles planes (2) des canaux (7;8) s'étendant de haut en bas, dans lesquels le liquide ruisselle à contre courant du gaz, ce dispo- sitif étant caractérisé en ce que les crêtes des ondula- tions présentent des crénelures (9) délimitant avec la feuille plane (2) adjacente des passages faisant commu- niquer deux canaux (7, 7 ou 8,8) disposés d'un même côté d'une feuille ondulée (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les crénelures (9) sur les crêtes de deux ondu- lations adjacentes sont décalées l'une par rapport à l'au- tre suivant la direction verticale des ondulations. 3. Dispositif selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que le décalage est tel que les cré- nelures forment un motif en quinconce. 4. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que les canaux (7,8) sont rectilignes. 5. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que le profil des ondulations est trapézoidal. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que le profil des crénelures (9) est trapézoïdal. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que les feuilles planes (2) de séparation n'existent pas dans la partie inférieure du dispositif. 8. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que les feuil- les (1,2) sont en matière thermoplastique. 9. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce que les feuilles (1,2) sont soudées. 10. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 9, caractérisé en ce que les feuilles (1,2) sont collées. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 10, caractérisé en ce que les feuilles ondulées (1) et planes (2) comportent des ondulations supplémentai- res ou gaufrages de faibles dimensions.