Brevet FR2711130A1 — publié le 19950421

L'invention concerne un procédé de traitement des eaux pluviales et un séparateur-décanteur permettant sa mise en oeuvre. I1 est connu d'utiliser, pour le traitement des eaux pluviales collectées par de grandes plate-formes imperméables, telles que les parkings de centres commerciaux, les autoroutes, les sites industriels etc, des séparateurs constitués principalement d'une cuve, généralement cylindrique, comportant un orifice d'admission des eaux usées et un orifice d'évacuation des eaux traitées, comprenant un premier compartiment, dit de débourbage et de dégrillage, relié à l'orifice d'admission, un second compartiment renfermant au moins une cellule lamellaire, assurant la décantation des micro-particules et la flottaison des hydrocarbures et autres éléments flottant et un troisième compartiment de collecte et d'évacuation des eaux ainsi traitées, mis en communication avec l'extérieur de la cuve par l'orifice d'évacuation évoqué ci-dessus. De par sa vocation, la cellule lamellaire assure un dépôt progressif de micro-particules au fond de la cuve, à l'aplomb de la cellule, qui vient s'ajouter aux éléments lourds, collectés dans le premier compartiment, dit de dessablage, sans qu'aucune communication n'existe normalement entre les deux compartiments. Une telle conception exige donc qu'une aspiration des boues, ainsi collectées dans chacun des compartiments, soit effectuée périodiquement, ce qui entraîne bien évidemment des contraintes liées à l'aspiration dans chacun des compartiments et à la forme de ceux-ci. Aussi, utilise-t-on généralement pour faciliter l'extraction périodique de ces boues un dispositif de soutirage pour un séparateur-décanteur horizontal tel que celui décrit dans le brevet d'invention français 2.536.739, constitué d'une tuyauterie rigide coudée à 90 , dont l'une des branches est fixée verticalement contre la paroi séparant le compartiment de collecte et d'évacuation du compartiment de décantation et de séparation et dont l'autre, disposée horizontalement contre la génératrice inférieure de la cuve, débouche sous la cellule. Toutefois, le lit de boues, ainsi constitué dans chacun des compartiments, finit par offrir une certaine consistance semi-pateuse accompagnée d'une certaine adhérence qui s'oppose à son écoulement transversal par gravité vers la génératrice inférieure de la cuve. I1 en résulte des opérations de débourbages incomplètes, sauf à homogénéiser et à fluidiser préalablement le lit de boues par voie hydraulique ou pneumatique ; ce qui complique considérablement ces opérations d'entretien. Par ailleurs, lors d'évènements pluvieux, les rejets urbains contiennent des charges polluantes nettement plus fortes que par temps sec ; aussi, afin d'éviter l'augmentation de la pollution arrivant dans le milieu récepteur et de supprimer l'effet de choc qui en résulte, des installations spécifiques sont-elles implantées sur les réseaux d'assainissement elles ont pour fonction de retenir les principaux polluants non missibles amenés par précipitation. A l'heure actuelle, la tendance est encore d'implanter des appareils qui assurent essentiellement le piègeage des flottants contenus dans les différents rejets, tels que les hydrocarbures, puis d'assurer leur élimination extérieure. Cependant, des études entreprises récemment ont mis en évidence que la flottaison ne suffisait pas pour retenir efficacement les polluants présents dans les rejets urbains pluviaux. Aussi, les principaux constructeurs de séparateurs sont-ils amenés, aujourd'hui, à concevoir des appareils assurant à la fois la flottaison et la sédimentation tel que, par exemple, celui décrit dans le brevet français nO 2536739. L'objectif de telles installations est d'obtenir un rendement élevé de rétention des polluants, lequel n'est garanti que lorsque des contraintes minimums d'exploitation sont respectées. Généralement, ces contraintes d'exploitation consistent en la vidange des appareils par des machines dites "hydrocureuses", qui sont normalement conçues pour éliminer non seulement les matières piégées en surface mais, aussi, celles décantées au fond et constituant les lits de sédiments évoqués plus haut. La vidange est donc totale et elle implique, bien évidemment, l'extraction de la phase intermédiaire située entre les flottants et les boues ainsi que le transport jusqu'au centre d'incinération où elle est aussi traitée. I1 est possible d'estimer que cette phase représente 80 % environ de la capacité d'une installation. Bien que cette phase ne constitue pas un risque majeur pour l'environnement, le procédé de vidange impose son enlèvement donc un volume, soutiré, transporté et incinéré important. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus évoqués. Cette invention, telle qu'elle se caractérise, résout le problème consistant à définir un procédé et à créer un séparateur permettant le stockage et l'épaississement de boues in situ, après extraction de celles-ci du compartiment de décantation et de séparation, tout en facilitant leur aspiration totale. Le procédé de traitement des eaux pluviales, assurant la retenue des matières en suspension et des hydrocarbures libres, selon l'invention, consiste à provoquer tout d'abord une précipitation par gravité des éléments lourds dans un premier compartiment dit de des sablage puis une séparation des hydrocarbures, accompagnée de la décantation des éléments légers en suspension, en créant un flux laminaire à la partie supérieure d'un second compartiment communiquant en partie haute avec le premier ; l'eau ainsi pré-traitée étant dirigée vers un troisième compartiment dit de collecte communiquant en partie basse avec le second ; les hydrocarbures étant retenus entre les cloisons délimitant les compartiments et les sédiments étant retenus dans une alvéole sous le flux laminaire, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes supplémentaires suivantes a) Le transfert des sédiments retenus dans l'alvéole du second compartiment vers un quatrième compartiment, dit de stockage. b) Mise en communication de ce quatrième compartiment dit de stockage avec le séparateur-décanteur pour évacuer le liquide résultant de la décantation prolongée des sédiments dans ledit compartiment c) Extraction des boues résultant de la décantation prolongée des sédiments dans le quatrième compartiment dit de stockage avant que le niveau de celles-ci n'atteigne le niveau du conduit d'évacuation de l'eau traitée. Selon une première variante du procédé exposé ci-dessus, la mise en communication du quatrième compartiment dit de stockage avec le séparateur-décanteur prévu à l'étape (b) s'effectue au niveau du conduit d'évacuation de l'eau traitée. Selon une seconde variante du procédé exposé ci-dessus, la mise en communication du quatrième compartiment, dit de stockage avec le séparateur-décanteur prévue à l'étape (b) s'effectue au niveau du premier compartiment dit de des sablage. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, constitué d'une cuve horizontale communiquant avec l'extérieur par des canalisations d'alimentation et d'évacuation situées chacune à l'une des extrémités de ladite cuve, laquelle comprend un compartiment de dessablage, communiquant par déversement avec le second compartiment dit de séparation et de décantation contenant au moins une cellule lamellaire créant le flux laminaire assurant la décantation et la séparation, surplombant l'alvéole de rétention des sédiments, à la base de laquelle est raccordée une tuyauterie d'aspiration desdits sédiments vers l'extérieur, et un troisième compartiment communiquant par le bas avec le second et avec l'extérieur par la canalisation d'évacuation se caractérise en ce que le transfert des sédiments, retenus dans l'alvéole située sous la cellule lamellaire, vers le quatrième compartiment dit de stockage, est obtenu par l'intermédiaire d'une pompe refoulant dans le quatrième compartiment dit de stockage par l'intermédiaire d'une conduite débouchant en partie haute dudit compartiment, en ce que le transfert de l'eau du compartiment de stockage vers le séparateur-décanteur s' effectue par gravité. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'alvéole de rétention des sédiments est constituée d'une trémie convergente reposant sur le fond de la cuve, dans la base de laquelle pénètre l'extrémité de la tuyauterie d'aspiration et de transfert. La trémie constituant l'alvéole contribue à séparer le premier compartiment, dit de dessablage, avec le second dit de séparation et de décantation en assurant la prolongation, vers le bas de l'élément de cloison assurant la séparation des deux susdits compartiments en partie haute. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ceci que les sédiments retenus sont transférables en totalité et sans difficulté vers un silo associé ou combiné au séparateur, qui permet d'obtenir une décantation plus poussée, se traduisant par un rendement beaucoup plus élevé de rétention des polluants, tout en réduisant les contraintes d'exploitation. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un séparateur horizontal cylindrique pour eaux pluviales avec compartiment de stockage situé en aval du compartiment de collecte, réalisé selon l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif au regard du dessin annexé représentant une vue de côté schématique, en coupe, du séparateur. La figure représente un séparateur-décanteur de traitement des eaux pluviales constitué d'une cuve horizontale 10, à canalisation d'alimentation 11 et d'évacuation 12 séparé en quatre compartiments 13, 14, 15, 16 dédiés respectivement au dessablage, à la séparation et à la décantation, à la collecte et à l'évacuation de l'eau traitée, et au stockage des sédiments ; le compartiment 14 de séparation et décantation, refermant une cellule lamellaire 20, surplombant une trémie convergente 30, dont la base 31 est traversée par une tuyauterie 40 d'aspiration des boues lourdes, retenues dans le compartiment de des sablage 13 et pénétrée par une tuyauterie 50 d'aspiration des sédiments collectés dans la trémie 30 ; ladite tuyauterie 50 étant raccordée à l'orifice d'aspiration d'une pompe 51 refoulant dans le compartiment 16 de stockage des sédiments par l'intermédiaire d'une conduite 52 ; la canalisation d'évacuation 12 traversant de part en part le compartiment de stockage 16, avec mise en communication à volonté avec ledit compartiment de stockage 16 par l'intermédiaire d'une vanne 60 actionnable de 1 'extérieur. En examinant la figure plus en détail, on remarque que l'eau de ruissellement introduite par la canalisation 11 dans le compartiment 13 se trouve tout d'abord débarrassée des éléments lourds qu'elle contient, tout particulièrement du sable, qui se dépose dans le fond dudit compartiment d'où il pourra être ensuite prélevé par l'intermédiaire de la tuyauterie 50 qui sera, pour ce faire, raccordée momentanément à une hydrocureuse. L'eau ainsi débarrassée de ses éléments lourds pénètre, par déversement, dans la cellule lamellaire 20 qui, en entretenant un flux laminaire, provoque la séparation, par floculation, des hydrocarbures, qui se regroupent à la surface de l'eau contenue dans le compartiment 14, et des sédiments qui se déposent dans le fond de la trémie 30 qui, compte-tenu de sa convergence, regroupe lesdits sédiments au niveau de l'orifice d'aspiration de la tuyauterie d'aspiration 50 qui, par l'intermédiaire de la pompe 51 et de la conduite 52, refoule lesdits sédiments dans le compartiment 16 formant silo de stockage, après avoir traversé le compartiment 15 de collecte et d'évacuation de l'eau ainsi traitée d'où elle sera évacuée par déversement dans la canalisation 12. On comprend que la boue sédimentaire qui est transférée dans le compartiment de stockage 16 se trouve dans une condition idéale pour poursuivre sa décantation et sa séparation en une phase solide et une phase liquide nettement séparée laquelle pourra être extraite, dès qu'elle aura dépassé le niveau de la canalisation 12, par action sur la vanne 60 permettant la mise en communication de ladite canalisation 12 avec l'intérieur des compartiments 16. Ainsi, toute la quantité de liquide située au-dessus de la vanne 60 peut être ainsi évacuée en permanence ou périodiquement selon que la vanne 60 est maintenue normalement ouverte ou normalement fermée, jusqu'à ce que le niveau de la phase solide atteigne lui-même le niveau de ladite vanne 60, ce qui nécessite alors son extraction pour éviter toute pollution de l'eau traitée évacuée du séparateur. Le procédé et le séparateur selon l'invention sont destinés principalement au traitement des eaux de ruissellement collectées par de grandes surfaces rendues étanches par un revêtement imperméable tel que de l'asphalte par exemple. Revendications 1. Procédé de traitement des eaux pluviales, assurant la retenue des matières en suspens ion et des hydrocarbures libres, consistant à provoquer, tout d'abord, une précipitation par gravité des éléments lourds, dans un premier compartiment dit de des sablage puis une séparation des hydrocarbures, accompagnée de la décantation des éléments légers en suspension, en créant un flux laminaire à la partie supérieure d'un second compartiment dit de séparation et de décantation communiquant en partie haute avec le premier l'eau ainsi pré-traitée étant dirigée vers un troisième compartiment dit de collecte communiquant en partie basse avec le second ; les hydrocarbures étant retenus entre les cloisons délimitant les compartiments et les sédiments étant retenus dans une alvéole située sous le flux laminaire caractérisé en ce qu'il comporte les étapes supplémentaires suivantes a) Transfert des sédiments retenus dans l'alvéole du second compartiment dans un quatrième compartiment dit de stockage. b) Mise en communication de ce quatrième compartiment dit de stockage avec le séparateur pour évacuer le liquide résultant de la décantation prolongée des sédiments dans ledit compartiment de stockage. c) Extraction du quatrième compartiment dit de stockage des boues résultant de la décantation prolongée des sédiments, avant que le niveau de celles-ci n'atteigne le niveau du conduit d'évacuation de l'eau traitée. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mise en communication du quatrième compartiment dit de stockage avec le séparateur-décanteur s'effectue au niveau de la canalisation d'évacuation de l'eau traitée. 3.Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mise en communication du quatrième compartiment dit de stockage avec le séparateur-décanteur s'effectue au niveau du premier compartiment dit de dessablage. 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 et 2 prises dans leur ensemble, constitué d'une cuve horizontale (10) communiquant avec l'extérieur par des canalisations d'alimentation (11) et d'évacuation (12) situées chacune à l'une des extrémités de ladite cuve (10) laquelle comprend un compartiment de dessablage (13) communiquant par déversement avec le second compartiment (14) dit de séparation et de décantation, contenant au moins une cellule lamellaire (20), créant un flux laminaire assurant la décantation et la séparation, surplombant une alvéole de rétention des sédiments vers l'extérieur, et un troisième compartiment (15) dit de collecte, communiquant par le bas avec le second (14) et avec l'extérieur par une canalisation d'évacuation (12), caractérisé en ce que le transfert des sédiments retenus dans l'alvéole située sous la cellule lamellaire (20) vers le quatrième compartiment (16) dit de stockage est obtenu par l'intermédiaire d'une pompe (51) refoulant dans le quatrième compartiment (16) par l'intermédiaire d'une conduite (52) débouchant en partie haute dudit compartiment (16) et en ce que le transfert de l'eau du quatrième compartiment (16) dit de stockage dans la canalisation d'évacuation (12) de l'eau traitée s'effectue par gravité. 5. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendictions 1 et 3 prises dans leur ensemble constitué d'une cuve horizontale (10) communiquant avec l'extérieur par des canalisations d'alimentation (11) et d'évacuation (12) situées chacune à l'une des extrémités de ladite cuve (10) laquelle comprend un compartiment de dessablage (13) communiquant par déversement avec le second compartiment (14) dit de séparation et de décantation, contenant au moins une cellule lamellaire (20), créant un flux laminaire assurant la décantation et la séparation, surplombant une alvéole de rétention des sédiments vers l'extérieur, et un troisième compartiment (15) dit de collecte, communiquant par le bas avec le second (14) et avec l'extérieur par une canalisation d'évacuation (12), caractérisé en ce que le transfert des sédiments retenus dans l'alvéole située sous la cellule lamellaire (20) vers le quatrième compartiment (16) dit de stockage est obtenu par l'intermédiaire d'une pompe (51) refoulant dans le quatrième compartiment (16) par l'intermédiaire d'une conduite (52) débouchant en partie haute dudit compartiment (16) et en ce que le transfert de l'eau du quatrième compartiment (16) dit de stockage dans le compartiment (13) dit de dessablage s'effectue par gravité. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5 caractérisé en ce que l'alvéole de rétention des sédiments est constituée d'une trémie convergente (30), reposant sur le fond de la cuve (10), dans la base de laquelle pénètre l'extrémité d'une tuyauterie (50) d'aspiration et de transfert vers le compartiment de stockage (16). 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5 caractérisé en ce que la trémie convergente (30) contribue à séparer le premier compartiment (13), dit de dessablage, avec le second (14) dit de séparation et de décantation, en assurant la prolongation, vers le bas, de l'élément de cloison assurant la séparation des deux susdits compartiments (13, 14) en partie haute. 8. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le transfert de l'eau du quatrième compartiment (16) dit de stockage dans la canalisation d'évacuation (12) de l'eau traitée est contrôlée par une vanne (60) normalement ouverte. 9. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le transfert de l'eau du quatrième compartiment (16) dit de stockage dans le premier compartiment (13) dit de dessablage est contrôlée par une vanne normalement ouverte.