Brevet FR2656886A1 — publié le 19910712

DISPOSITIF D'EVACUATION ET D'OXYGENATION DES EAUX USEES L'invention est relative à un dispositif d'évacuation et d'oxygénationdes eaux usées. Les eaux usées sont habituellement évacuées vers des bassins de décantation et d'oxygénation à l'air libre. Mais comme les eaux usées sont généralement collectées en sous-sol, pour effectuer le transport du sous-sol au bassin de décantation on prévoit un dispositif d'évacuation qui effectue le relevage des eaux du sous-sol vers le bassin. Un dispositif de relevage comprend un réservoir qui reçoit les eaux usées à travers un clapet d'entrée et les refoule dans une canalisation de sortie par l'intermédiaire d'un clapet de sortie. Lors du remplissage du réservoir le clapet de sortie est fermé. Quand le niveau dans le réservoir atteint une valeur prédéterminée, on injecte dans ce réservoir un gaz sous pression. La pression ferme le clapet d'entrée, ouvre le clapet de sortie et assure ainsi le refoulement des eaux usées à l'égout ou au bassin collecteur. Dans le Brevet français 2 517 719, afin de limiter la corrosion des canalisations de refoulement par l'hydrogène sulfureux H2S, on a proposé que le gaz servant au refoulement des eaux usées du réservoir soit constitué par de l'oxygène ou de l'air traversant ces eaux usées. Ainsi, l'effluent est traité par ltoxygène avant son injection dans les canalisations, ce qui favorise le développement de bactéries qui s'opposent au dégagement d'hydrogène sulfureux. On a constaté que le dispositif décrit dans ce Brevet n'effectuait pas une oxygénation suffisante des effluents et était donc d'une faible efficacité pour limiter le dégagement d'hydrogène sulfureux. L'invention remédie à cet inconvénient. Elle est caractérisée en ce que le dispositif de relevage comporte des moyens d'oxygénation des effluents qui effectuent l'oxygénation de façon distincte de l'opération de refoulement. Il est possible, avec cette disposition d'augmenter le temps d'oxygénation des effluents puisque ce temps est indépendant de celui pendant lequel l'air, ou un autre gaz, est utilisé pour vider le réservoir. Dans une réalisation, on utilise de l'air comprimé pour l'évacuation du réservoir et cet air comprimé est injecté périodiquement dans le réservoir en plus des périodes où il est utilisé pour l'évacuation. L'air ainsi en excès est refoulé dans la canalisation de sortie, ce qui permet, outre l'oxygénation supplémentaire, de vider la canalisation et ainsi de créer des remous évitant les dépôts corrosifs. Dans une autre réalisation, qui s'utilise en même temps que la précédente ou indépendamment de cette dernière, de l'air ou de l'oxygène est introduit dans la boîte du clapet de sortie, ce qui permet une oxygénation de toute la canalisation de sortie pendant un temps qu'on peut choisir à volonté. La corrosion des canalisations s'effectue surtout quand celles-ci ne sont pas entièrement remplies comme c'est souvent le cas pour les parties horizontales ou quasi horizontales de ces canalisations. Avec l'oxygénation dans la boîte à clapet de sortie, cette corrosion est limitée au maximum puisque les effluents peuvent être oxygénés en permanence. On a constaté qu'avec l'invention la quantité d'hydrogène sulfureux dégagé dans les canalisations diminuait de façon importante par rapport aux installations classiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels - la figure I est un schéma d'un dispositif selon l'invention, et - la figure 2 est, en coupe à plus grande échelle, un schéma d'une partie du dispositif de la figure I. Le dispositif de la figure 1 est destiné à relever des eaux usées, c 'est-à-dire à propulser vers le haut des eaux usées. En outre, il permet d'oxygéner ces eaux usées. Ce dispositif comprend un réservoir 10 dans lequel débouche une canalisation d'entrée 11 par 11 intermédiaire d'un clapet d'entrée 12 et qui est connecté par sa partie inférieure à une boîte 13 à clapet de sortie 14. La boîte à clapet 13 débouche dans la canalisation de sortie 15 qui est reliée à l'égout ou à un bassin de décantation (non montré) par l'intermédiaire d'un robinet d'arrêt 16. A la partie supérieure du réservoir est connectée une canalisation 17 d'amenée d'air comprimé. En outre à la partie haute du réservoir est prévu un flotteur 18 qui permet de commander l'introduction, par la canalisation 17, d'air comprimé quand le réservoir est plein. Le fonctionnement pour l'évacuation est classique quand le flotteur 18 détecte que le réservoir 10 est rempli en eaux usées 20, ce flotteur déclenche l'introduction d'air comprimé dans le réservoir 10 par la canalisation 17. La pression apportée par l'air comprimé ferme le clapet d'entrée 12 et ouvre le clapet 14, ce qui permet l'évacuation vers la canalisation 15. Selon une première disposition de l'invention, l'air comprimé est introduit par la canalisation 17 à intervalles réguliers, indépendamment du signal fourni par le flotteur 18. Ainsi, le réservoir 10 reçoit de l'air comprimé même quand il est vide ou quand il n'est que partiellement rempli en effluent 20. Dans ces conditions, l'effluent qui se trouve éventuellement dans le réservoir 10 est parcouru par de l'oxygène et la pression amène l'ouverture du clapet 14 et donc l'évacuation de l'air par la canalisation 15. De cette manière, les eaux usées qui se trouvent dans la canalisation 15 sont oxygénées, ce qui facilite le développement de bactéries s'opposant à la production d'hydrogène sulfureux à l'origine de la corrosion des canalisations. Selon une seconde disposition de l'invention qui vise aussi à oxygéner toute la- longueur de la canalisation d'évacuation 15, la boîte 13 à clapet contient, à l'aval du clapet 14, un injecteur 21 connecté à une canalisation 22 d'air comprimé permettant d'oxygéner en permanence, ou de façon périodique, les effluents dès leur sortie du réservoir 10. La canalisation 22 est reliée à l'injecteur 21 par l'intermédiaire d'un organe 23 de réglage de la pression d'air comprimé et d'une vanne 24. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, un manchon 25, relié à la sortie de la vanne 24, traverse de façon étanche la paroi de la boîte 13 et est relié par un tube coudé 26 à l'injecteur 21 proprement dit. Ce dernier comprend un tube métallique 27 d'axe vertical, parallèle à l'axe de la boîte 13, percé à sa périphérie de trous 28. Ce tube 27 est fermé à son extrémité opposée au tuyau coudé 26 et est entouré par un manchon élastique 29 percé de trous de petit diamètre. L'air comprimé introduit dans le tube 27 s'échappe par les trous 28 et par les trous ou pores du manchon 29 et pénètre ainsi dans les eaux usées se trouvant dans la boîte 13. Pour que la pression d'air comprimé introduit par l'injecteur 21 ne soit pas inférieure à la pression introduite par la canalisation 17 on prévoit une dérivation 30 (figure 1) qui connecte cette canalisation 17 à l'entrée de l'injecteur 21 par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 31. De cette manière quand la pression dans la canalisation 17 dépasse la pression d'air introduit par la canalisation 22, la dérivation 30 permet d'égaliser les pressions dans la canalisation 17 et dans l'injecteur 21. Par contre, du fait du clapet anti-retour 31, la dérivation 30 n'a pas d'effet sur la pression à la sortie de la vanne 24 quand cette pression est supérieure à la pression introduite dans le réservoir 10 par la canalisation 17. La pression dans l'injecteur 21 étant ainsi toujours supérieure ou égale à la pression extérieure, les eaux usées n'entrent pas, par les ouvertures du manchon 29 et du tube 27, dans l'injecteur 21, ce qui minimise le risque d'obstruction des ouvertures de cet injecteur. La dérivation 30 est d'autant plus utile qu'en général la pression à la sortie de la vanne 24 sera inférieure à la pression d'air comprimé introduit dans le réservoir 10 par la canalisation 17. En effet, pour économiser l'énergie, il est préférable que les pressions d'air comprimé aient une valeur minimale. Or, la pression introduite dans le réservoir 10 par la canalisation 17 est égale à la somme de la pression nécessaire pour que le liquide s'élève vers l'évacuation et des pertes de charge ; et la pression de l'injecteur 21 doit être simplement supérieure à la pression statique en aval du réservoir, c'est-à-dire suffisante pour l'évacuation; mais, dans ce cas, les pertes de charge sont nulles ou négligeables. La vanne 24 est commandée par un organe de commande 35 (figure 1) permettant de régler de façon automatique les temps d'alimentation du diffuseur 21 ainsi que ses temps d'arrêt. De même, une vanne 37 est disposée dans la canalisation 17 et elle est commandée par un autre organe de commande 38 pour l'introduction automatique d'air comprimé d'une part quand le flotteur 18 détecte que le réservoir est plein et d'autre part, comme déjà expliqué ci-dessus, entre les évacuations. La durée et la fréquence de ces introductions d'air comprimé est également réglable. Les organes 35 et 38 permettent aussi de commander de façon différenciée la quantité d'oxygène introduite par la canalisation 17 et/ou l'injecteur 21 en fonction du débit des effluents ou encore selon l'horaire. Par exemple, le débit d'oxygène peut être augmenté pendant la nuit, quand le débit des effluents est plus faible, la stagnation des effluents étant la cause principale de dégagement d'hydrogène sulfuré. REVENDICATIONS 1. Dispositif de relevage et d'oxygénation d'effluents telles que des eaux usées comprenant un réservoir (10) et des moyens d'injection d'air comprimé pour évacuer l'effluent (20) vers une canalisation de sortie (15), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'oxygénation pour introduire de l'oxygène dans les effluents se trouvant dans le réservoir (10) et/ou immédiatement à la sortie de ce dernier, cette oxygénation s'effectuant indépendamment de l'évacuation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour commander l'introduction d'air comprimé dans le réservoir (10) entre les intervalles d'évacuation. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un injecteur (21) pour injecter de l'air dans la canalisation de sortie ({5) immédiatement à l'aval d'un clapet de sortie (14). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'injecteur (21) est disposé dans une boîte (13) à clapet de sortie (14). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (30) pour que la pression dans l'injecteur (21) soit au moins égale à la pression d'air comprimé dans le réservoir (10). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une canalisation (30) qui relie la canalisation (17) d'introduction d'air comprimé dans ce réservoir à l'entrée de l'injecteur (21) par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour (31). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour commander automatiquement et de façon réglable la durée d'oxygénation des effluents. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les durées d'oxygénation varient en fonction du débit des effluents. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les durées d'oxygénation sont plus longues pendant la nuit que pendant le jour. 10. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un organe (23) de réglage de la pression d'air comprimé dans l'injecteur (21).