Brevet FR2693718A1 — publié le 19940121

Procédé et dispositif d'assainissement des eaux de rivières, fleuves et étangs par centrifugation, injection d'air et aspiration utilisant l'énergie de l'eau canalisée. Ce procédé utilise le principe de blocage de l'eau de la rivière, puis de canalisation à travers des tubes aux diamètres variables pour produire des forces motrices, avec l'assainissement par centrifugation, injection d'air et aspiration de l'eau. Il est combiné également avec le pompage de l'air dans la rivière afin de l'oxygéner en permanence pour combattre les bactéries et la végétation sous 1 eau .lue au manque d'oxygène. Le dispositif d'assainissement est disposé en série pour permettre l'utilisation d'un nombre considérable d'engins sollicitant la force motrice produite par l'eau sous pression canalisée. De là la possibilité d'installer de générateurs de l'énergie électrique actionnés par la force motrice produite par l'eau sous pression canalisée. Les coûts de revient de l'exploitation de ce procédé sont très faibles étant donné qu'il n'utilise que l'énergie de l'eau canalisée et la possibilité d'installer La Station d'assainissement loin du point de départ des conduites de canalaisation. Il se caractérise par des conditions hygiéniques idéales car les déchets sont ramassés directement dans des sacs spéciaux facilitant leur stockage ou leur incinération. Le dispositif de mise en oeuvre de ce procédé est composé de: 1) Deux barrages-ponts (Fig. 1 - Pi et P2). Chacun est muni d'un portail (Pla et P2a) permettant le passage des engins de naviguation dans les deux sens. Ils s'ouvrent alternativement à des intervalles réguliers. Pour des raisons esthétiques et de divertissement facilitant leur intégratiown dans l'environnement d'une ville, les deux barrages-ponts sont revetus de miroirs reflétant le mouvement de l'eau. 2) Deux tubes de canalisation (Tu12, Tu13) pour détourner l'écoulement de l'eau. Ils sont creusés à un mètre au dessus du fond de la rivière. Ils sont munis de grilles (G1, G4) de rétention des déchets de grande taille avec spatules (G2, G3) tournantes par la circulation de l'eau dans les canalisations (Tu12, Tu13) facilitant le ramassage des déchets accumulés sur les grilles de rétention (G1, G4) dans des sacs-grilles spéciales (Do, D6). Le diamètre de ces deux tubes (Tu12, Tul3) est de 1 mètre (ou sera modifié lors de l'expérimentation). Chacun est muni d'une vanne (V1 et V2) permettant son utilisation alternativement. Leur surface interne est sous forme de spirale. Ils sont situés en amont devant le Pont-Barrage (P1). 3) Ils sont reliés aux tubes de pression (Tul) dont le diamètre est largement inférieur au diamètre des tubes de canalisation (Tu12, Tu13) (25cm ou sera modifié à l'expérimentation). Le nombre de tubes de pression correspond au nombre des unités d'assainissement parallèles permettant une utilisation alternative (Tul et Tulbis). Dans le tube (Tul) circule l'eau sous-pression canalisée actionnant consécutivement les turbines (hélices) (H1, H2, H3 etc...). Sa surface interne est sous forme de spirale. Il est muni également des soupapes internes (lSo, 2So etc...) interdisant le mouvement inverse de l'eau sos pression. L'eau circulant dans le tube (Tu13 passe par la centrifugeuse (C1) pour l'assainir, puis elle est aspirée par la pompe aspiratrice de l'eau (El) et conduite par le tube (Tu4) au bassin (B1) pour qu'elle soit pompée de nouveau par la pompe à eau (R), à travers le tube (TuS), à la centrifugeuse (C2). De la centrifugeuse (C2) il est aspirée par la pompe aspiratrice (E2) et conduite à travers le tube (Tu8) à la rivière en aval, derrière le pont-barrage (P2). A) La Station d'assainissement qui est installée à 5 mètre ou plus au dessous du niveau de fond de la rivière. Elle est composée A) Des centrifugeuses (Figs. 1 et 2 - Ci et C2) constituées 1) d' un bloc tournant composé a) d'un plateau (5d - fig 2) à relief (5d'), b) d'une paroi (5E - fig 2) constituée des couches consécutives suivantes : grille interne (C'2), tissu (laine) (C'3), gravats très fins (C'4), tissu (laine) (C'5), grille (C'6). Le diamètre des trous des grilles est de 0,5mu. Les centrifugeuses sont reliées d'un côté à des tubes (5b - Fig 2) d'aspirateur (El - Fig 1) d'eau traitée et du côté opposé des tubes (5c) d'injection de l'air. Le bloc tournant est fixé à un arbre (5f) dont l'extrémité inférieure est munie des hélices (5e) qui sont actionnées par l'eau venant du tube (Tul) de l'eau sous pression, comme indiqué ci-dessus. 2) d'un couvercle (Fig 2 - C'1) qui comporte: at) deux spatules fixes (5h) montées plongeantes dans la centrifugeuse pour ramasser les déchets accumulés sur la surface intérieure de la grille (C'2) et les amener dans une ramasseuse (5i). Cette opération est facilitée par l'air injecté venant du tube d'injection d'air (5c). bt) deux tubes d'aspiration de déchets (5g) contenus dans la ramasseuse (Si). Ils conduisent les déchets ainsi aspirés aux sacs (D1, D2, D3 ou D4 - Fig 1) de ramassage. Les sacs (D1, D2, D3 ou D4) sont utilisés alternativement afin d'assurer l'interchangeabilité. c') robinet (5L) fournissant de l'eau à assainir venant du tube (Tul - Fig 1) à la centrifugeuse (C1 - Fig 1) ou pompée par la pompe à eau (R - Fig 1) à la centrifugeuse (C2 - Fig 1). Le couvercle (C'1 - Fig 2) fait bloc avec le corps extérieur assurant l'hermétisme et l'étanchéité. Il est fixe durant le fonctionnement. B > Pompe à eau (R - Fig 1) Elle fournit la centrifugeuse (C2) en eau à assainir du bassin (B1). C) Pompes Aspiratrices d'eau (El, E2 - Fig 1) Pompes d'aspiration de l'eau assainie venant des centrifugeuses (Cl et C2). La première (El) déverse l'eau venant de la centrifugeuse (Cl) au bassin (B1). La deuxième (E2) déverse l'eau venant de la centrifugeuse (C2) à la rivière en aval derrière le pont-barrage (P2) à travers le tube (Tu8). D) Pompes d'injection d'air (S1, S2 - Fig 1) Elles injectent de l'air dans le tube (5c - Fig 2) des centrifugeuses (C1, C2 - Fig 1) afin de faciliter le ramassage de déchets accumulés sur la paroi intérieure (C'2 - Fig 2). E) Pompes Aspiratrices des déchets (Al, A2 - Fig 1) Elles aspirent les déchets accumulés dans les ramasseuses (Si - Fig 2) des centrifugeuses et les conduisent aux sacs (D1, D2, D3 ou D4). F) Pompe à eau (F - Fig 1) Elle absorbe l'eau qui s'égoutte, dans le bassin (B2), des sacs (D1, D2, D3 ou D4) et la conduit à travers le tube (TulO) au bassin (B1). G) Compresseur d'air (CO - Fig 1) Pompe fournissant de l'air aux eaux de la rivière ou autres pour les oxygéner à travers le tube (Tu9). H) Sacs de ramasage de déchets, poreux (D1, D3, D2 ou D4 - Fig 1). Ils sont poreux et munis des vannes (V4, VS, Xr6, V7) permettant leur utilisation alternative. I) Il est possible d'ajouter, en série, aux unités d'assainissement, une unité ou plus de production d'énergie électrique (T - Fig 1). Ceci est favorisé par la disposition en série des dispositifs sujets à la meme pression d'eau canalisée. FONCTIONNEMENT: 1) L'eau bloquée par l'un des deux barrages-ponts (P1 P2) est canalisée à travers l'un des deux tubes de canalisation (Tu12 ou Tu13), puis à travers le tube d'eau sous pression (Tul), dont la paroi interne est en forme de spirale. Elle produit une force motrice considérable permettant de faire tourner consécutivement les engins (C1, Ai, S1, El, C2, R, S2, E2, A2, CO, F et T). L'eau circulant ainsi, termine son chemin dans la centrifugeuse (C1 - Fig 1) à travers (5L - Fig 2) pour l'assainir. Le mouvement du plateau tournant (5d - fig 2) et la paroi (5K - fig 2) dans la centrifugeuse (C1 - fig 1) et l'action de la centrifugation rejetent l'eau contre la paroi interne (Fig 2 - C'2) en pulvérisant l'eau. Puis l'eau pulvérisée est absorbée à travers la paroi (Fig 2 - 5d) par la pompe aspiratrice d'eau (El - Fig 1), la conduisant au bassin (B1) d'où elle sera pompée par la pompe (R) et dirigée à la centrifugeuse (C2) pour qu'elle soit assainie une deuxième fois. Puis l'eau ainsi assainie est absorbée à travers la paroi (5d - Fig 2) de la centrifugeuse (C2 - Fig 1) par la pompe (E2) et déversée à la rivière en aval par le tube (Tu8) derrière le pont-barrage (P2). 2) Les déchets accumulés sur la surface interne (C'2 - Fig 2) de la paroi (5K) seront amenés dans la ramasseuse (5i - Fig 2) par le frottement contre la spatule (5h) et l'injection d'air à travers (acx produite par la pompe à air (S1 - Fig 1I pour la centrifugeuse (C1 - Fig 1) par le tube (Tu2) et par la pompe à air (S2) pour la centrifugeuse (C2 - Fig 1I par le tube (Tu7) 3) Les déchets accumulés dans la ramasseuse (5i - Fig 2) seront aspirés à travers (5g - Fig 2) par la pompeaspiratrice (Ai - Fig 1) par le tube (Tu3) pour la centrifugeuse (C1 - Fig 1) et (A2) pour la centrifugeuse (C2 - Fig 2) puis ils seront conduits vers les sacs de ramassage de déchets (D1, D2, D3, D4). 4) Les sacs de ramassage de déchets (D1, D2, D3, D Fig 1) qui sont munis des vannes (V4, VS, V6, V7 - Fig 1) afin d'assurer leur utilisation alternative, sont disposés dans le bassin (B2) afin de les égoutter. L'eau égouttée accumulée dans le bassin (B2) est pompée par la pompe (F) au bassin (B1) par le tube (TulO). 5) Le compresseur (CO - Fig 1) pompe l'air à la rivière des deux côtés de barrages (P1 et P2) par les tubes (Tu9) et (Tu12) afin d'oxygéner l'eau de la rivière en permanance et d'empêcher la constitution de la végétation et de la bactérie due à la manque d'oxygène. 6) Si la station d'assainissement est munie d'une (ou des) unité(s) de production de l'électricité, le (ou les) turbine() (T) est actionnée par la force motrice produite par 1 eau sous pression canalisée à travers le tube (Tul). 7) A travers le tube (Tull) l'eau du bassin (B1) s achemine vers la rivière en aval derrière le pont (P2) et cela seulement lorsqu il y a un débit dépassant la capacité des centrifugeuses (C1, C2 - fig 1). 8) La vanne (V8) est ouverte et la vanne (V9) est fermée lorsque le débit de l'eau à assainir venant du tube (Tul) vers la centrifugeuse (C1) ne perturbe pas le fonctionnement de celle-ci. Sinon la vanne (V9) sera ouverte pour permettre l'écoulement de l'eau vers le bassin (B1). REVENDICATIONS 1) Procédé d'assainissement des eaux des rivières, fleuves et étangs de proximité caractérisé en ce qu'il consiste à établir deux barrages (P1, P2) afin de canaliser l'eau en amont du dit barrage (P1) à travers des conduites (Tul2, Tul3, Tul) vers des turbines destinées à produire une force motrice permettant a) de réaliser la filtration par centrifugation de l'eau ainsi déviée combinée à une injection d'air (5c) destinée à éjecter les déchets filtrés. b) d'aspirer les déchets extraits. c) à pomper l'eau ainsi traitée en aval du dit barrage (P2). d) à oxygéner en permanence l'eau de la rivière en injectant de l'air compressé (CO) en amont et en aval des dits barrages (P1, P2). 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication (1) caractérisé en ce qu'il est constitué de - Deux barrages-ponts (P1 et P2) munis d'un portail (Pla, P2a) à ouverture altérnative permettant le passage des engins de naviguation dans les deux sens. - Deux tubes de canalisation (Tul2, Tu13) pour détourner l'écoulement de l'eau, creusés à un mètre au dessus du fond de la rivière et munis de grilles CGI, G4) de rétention des déchets de grande taille avec spatules (G2, G3) tournantes par la circulation de l'eau dans les canalisations (Tul2, Tu13) facilitant le ramassage des déchets accumulés sur les grilles de rétention (G1, G4) dans des sacs-grilles (D5, Dt les deux tubes sont munis d'une vanne (V1 et V2) permettant leur utilisation alternativement, leur surface interne est sous forme de spirale. - d'un tube de pression (Tul) dont le diamètre est largement inférieur au diamètre des tubes de canalisation (Tu12, Tu13), Sa surface interne est sous forme de spirale. Il est muni également des soupapes internes (lSo, 2So etc...) interdisant Le mouvement inverse de l'eau sous pression. - d'un dispositif d'assainissement qui est installé à 5 mètre ou plus au dessous du niveau de fond de la rivière, elle est composé A) De centrifugeuses (C1 et C2) constituées * d'un bloc tournant composé - d'un plateau (5d) à relief, - d'une paroi (5K) constituée des couches consécutives suivantes : grille interne (C'2), tissu (laine) (C'3), gravats très fins (C'4), tissu (laine) (C'5), grille (C'6), - d'un arbre (5f), auquel est fixé le bloc tournant, dont l'extrémité inférieure est munie d'hélices (5e) qui sont actionnées par l'eau venant du tube (Tul) de l'eau, 8 d'un couvercle (C'1) qui est constitué de: - deux spatules fixes (5h) montées plongeantes dans la centrifugeuse pour ramasser les déchets accumulés sur la surface intérieure de la grille (C'2) et les amener dans une ramasseuse (5i), - deux tubes d'aspiration de déchets (5g) contenus dans la ramasseuse (5i) qui conduisent les déchets ainsi aspirés aux sacs (D1, D2, D3 ou D4) de ramassage. - un robinet (5L) fournissant de l'eau à assainir venant du tube (Tul) à la centrifugeuse (C1) ou pompée par la pompe à eau (R) à la centrifugeuse (C2). B) d'une pompe à eau (R - Fig 1) qui fournit la centrifugeuse (C2) en eau a assainir d' #'n bassin (B C) de pompes Aspiratrices de l'eau assainie (El, E2) venant des centrifugeuses (C1 et C2), D) de pompes d'injection d'air (SI, S2) qui injectent de L'air dans les tubes ( Tu2) (3@) des centrifugeuses (Cl, C2) afin de faciliter le ramassage de déchets acculmulés sur In paroi intérieure (C'2), E) de poinpes aspiratrices des déchets (A1, A2) qui aspirent les déchets accumulés dans les ramasseuses (5i) #eS centrifugeuses et les conduisent aux sacs (Dl, D2, D3 ou D4), F) d'une pompe à eau (F) qui absorbe l'eau égouttée, dans le bassin (B2), des sacs (Dl, D2, D3 ou D4) et la conduisent à travers tube (TulO) au bassin (B1), G) d'un compresseur d'air (CO) qui fournit de l'air aux eaux de la rivière pour les oxygéner à travers le tube (Tu9), H) de sacs de ramasage de déchets poreux (D1, D3, D2 ou D4) qui sont munis des vannes (V4, V5, V6, V7) permettant leur utilisation alternative. 3) Application du dispositif selon la revendication (2) à la production de force motrice permettant d'actionner des générateurs d'électricité (T).