Brevet FR2711131A1 — publié le 19950421

La présente invention concerne un séparateur-décanteur horizontal à cellule lamellaire coulissante, destiné au traitement des eaux de ruissellement. La pollution des eaux de ruissellement, mesurée au cours de multiples campagnes est importante - en concentration de plomb, d'hydrocarbures et de matières en suspension, équivalente ou supérieure à celle des eaux usées - en flux rejetés, très nettement supérieure - enfin, en quantité annuellement déversée par une agglomération, comparable ou supérieure à celle des rejets des stations d'épuration. Actuellement, le traitement des eaux pluviales est assuré dans des débourbeurs - séparateurs à hydrocarbures. Ces appareils sont réalisés suivant les recommandations de la norme DIN 1999, base de la future norme européenne. La conformité porte sur le rendement de séparation d'un mélange constitué d'eau à 20 C et de 0,5 % d'hydrocarbures de densité 0,85, soit à une concentration de 4250 mg/l. Les appareils normalisés sont répartis en deux classes * Classe 1: Concentration en sortie Ces appareils s'appliquent parfaitement à la séparation des hydrocarbures libres, et donc aux traitements des parkings couverts, des stations service, des postes de distribution de carburants, etc... ainsi qu'aux déversements accidentels d'hydrocarbures. Quant à la lutte contre la pollution des eaux de ruissellement, elle nécessite une approche différente de par sa nature et ses caractéristiques. En effet, les nombreuses études menées dans ce domaine ont montré que la pollution véhiculée par les eaux de ruissellement ou pollution pluviale urbaine, est principalement associée aux matières en suspension (MES). La pollution particulaire a les spécificités suivantes a - Granulométrie Ce sont les particules les plus fines qui dominent dans les solides transportés, principalement en suspension, lors d'épisodes pluvieux. Le pourcentage en masse volumique de matière en suspension (M.E.S). transférées dans les eaux de pluies, selon leur granulométrie, est de * 68 % pour des particules dont le diamètre est inférieur à 50 microns, * 32 % pour des particules dont le diamètre est supérieur à 50 micron. Pour des solides de tailles Pour des solides de tailles > 100 microns, la valeur moyenne est 1,9 g/cm3. Les vitesses de chute des solides transférés par temps de pluie dans les réseaux strictement pluviaux, sont généralement élevées. Pour des particules, dont le diamètre est inférieur à 50 microns, les vitesses moyennes sont comprises entre 3 et 5,7 m/h. Ces résultats montrent la bonne décantabilité des solides transportés par les eaux pluviales, et donc de la possibilité d'agir efficacement sur les paramètres de la pollution associée, puisqu'ils en sont les principaux vecteurs. De plus, ce résultat permet d'affirmer que l'interception de la pollution nécessite la mise en oeuvre de décanteur-séparateur lamellaire offrant des surfaces d'échange considérables. Les appareils dimensionnés selon les prescriptions de la Norme DIN 1999, optimisant la séparation des liquides légers, traditionnellement par séparation à co-courant, ne sont donc pas adaptés au traitement de la pollution chronique particulaire. De plus, les séparateurs à hydrocarbures traditionnels ne permettent pas un entretien aisé (vidange et nettoyage), par l'absence d'accès adaptés sous les cellules où se trouve concentrée la pollution particulaire. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. L'invention, telle qu'elle se caractérise, résout le problème consistant à créer un séparateur décanteur longitudinal adapté à la pollution particulaire et accidentelle (hydrocarbure), permettant une diffusion optimisée du flux hydraulique traversant la cellule lamellaire et un accès aisé sous la cellule facilitant l'extraction des boues et le nettoyage de ladite cellule. Le séparateur-décanteur horizontal pour le traitement des eaux de ruissellement selon l'invention, constitué principalement d'une cuve cylindrique comportant respectivement, à ses deux extrémités, une canalisation d'entrée et une canalisation de sortie et renfermant un compartiment dit débourbeur, un compartiment séparateurdécanteur, contenant une cellule lamellaire, assurant la décantation des matières en suspension et la séparation des hydrocarbures et un compartiment de collecte des eaux ainsi traitées, se caractérise principalement en ce que le compartiment séparateur - décanteur est équipé d'un diffuseur, disposé en amont de la cellule lamellaire, permettant le contrôle du flux hydraulique traversant ladite cellule lamellaire, en ce que la cellule lamellaire est constituée de blocs à structure alvéolaire décomposant le flux hydraulique en un flux horizontal (eau traitée), un flux ascendant (flottation des hydrocarbures légers) et un flux descendant (décantation des matières en suspension) et en ce que les blocs à structure alvéolaire constituant la cellule lamellaire sont fixés individuellement sur des chariots reposant, par l'intermédiaire de roulettes, sur des rails fixées contre la paroi de la cuve. Selon un mode de réalisation, le diffuseur permettant le contrôle du flux hydraulique, disposé en amont de la cellule lamellaire est constitué de panneaux déflecteurs orientables. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent essentiellement en ceci que le flux hydraulique traversant la cellule lamellaire peut être optimisé en fonction de l'importance de la pollution, que comptetenu de la constitution modulaire de ladite cellule et de l'amovibilité de blocs alvéolaires qui la compose, celle-ci peut être adaptée aux différents cas de pollution et que la mobilité des blocs alvéolaires facilite le nettoyage périodique individuel de ceux-ci ainsi que l'extraction directe des boues résiduelles retenues sous la cellule. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un séparateur - décanteur cylindrique horizontal à by-pass intégré, réalisé selon l'invention, donnés à titre d'exemple non limitatif au regard du dessin annexé représentant une vue de côté en perspective, en coupe partielle, du séparateur - décanteur. La figure représente un décanteur particulaire longitudinal à cellule lamellaire à by-pass intégré, constitué en commun avec les dispositifs connus de l'art antérieur, d'une cuve 10 de forme cylindrique à fonds bombés comportant respectivement à ses deux extrémités, une canalisation d'entrée 11 et une canalisation de sortie 1 2. A l'intérieur de la cuve 10 ont été juxtaposés un compartiment dit débourbeur 1 3 et un compartiment dit séparateur décanteur 1 4 ; ces deux éléments sont disposés le long des parois intérieures de la cuve 10, de manière à créer un espace vide 17, appelé by-pass, entre la paroi de la cuve 10 et les parois libres du débourbeur 1 3 et du séparateur - décanteur 1 4. La partie constituant le dernier compartiment entre le fond du by-pass et le fond bombé de sortie constitue un compartiment dit de collecte 1 5. Ainsi, lors du fonctionnement du dispositif, les eaux à traiter arrivent par la canalisation 11 et sont dirigées dans le compartiment débourbeur 13 par une plaque déflectrice 131, qui assure la décantation des matières lourdes. Dans ce compartiment 1 3, les matières flottantes les plus volumineuses sont retenues par une grille 1 32. Pour un débit de traitement inférieur ou égal au débit nominal, I'eau traitée passe dans le régulateur mobile à diaphragme 1 33 et alimente le compartiment séparateur - décanteur 1 4 proprement dit par un diffuseur (20) à panneaux orientables 21, 22, 23 permettant de bien répartir le flux hydraulique dans la zone active du séparateur - décanteur où se trouve la cellule lamellaire 30. Cette cellule lamellaire 30 est constituée de blocs cellulaires 31, 32, 33, 34 placés sur des chariots 35, installés sur des rails 1 6. La pollution particulaire piégée dans la cellule 30 décante au fond du séparateur - décanteur 14, alors que les hydrocarbures libres sont retenues à la surface de ce même compartiment 1 4. Le dispositif d'obturation automatique 1 8 permet l'obstruction progressive de la sortie du compartiment séparateur décanteur 1 4 au fur et à mesure que la couche d'hydrocarbures à la surface s'épaissit de manière à obturer complètement la canalisation de sortie lorsque la capacité de rétention en hydrocarbures est absente. Un dispositif supplémentaire de sécurité 19, se trouvant sur la canalisation 1 2 de reprise des eaux traitées dans le compartiment de collecte 1 5 permet alors d'éviter toute pollution par le by-pass 1 7 alimenté par un déversement accidentel ou de fortes précipitations. Pour un débit de traitement supérieur au débit nominal, on continue à alimenter le compartiment séparateur - décanteur 1 4 au débit nominal grâce au fonctionnement du régulateur de débit mobile à diaphragme 1 33. On assiste alors à une montée des eaux dans le compartiment débourbeur 13, puis à un déversement par le by-pass 1 7 muni d'une cloison siphoïde, après débourbage et dégrillage. Le dispositif de déplacement des blocs cellulaires 31, 32, 33, 34, installés sur des chariots 35 munis de roulettes 36 se déplaçant sur des rails 16, permet un accès aisé sous la cellule pour les opérations d'entretien et d'exploitation du décanteur indispensables à son bon fonctionnement. Lors de ces opérations d'entretien, on descend à l'intérieur du compartiment décanteur 14 par un accès rectangulaire de grande dimension 1 41. L'extraction des boues au fond dudit compartiment séparateur - décanteur 14, et plus précisément sous les blocs 31, 32, 33, 34 est alors fortement simplifié en translatant les chariots 35 de blocs cellulaires 31, 32, 33, 34 sur les rails 1 6. Dans ces conditions, les boues sont facilement extraites et il est alors possible de procéder au nettoyage des blocs 31, 32, 33, 34 par lavage sous pression. Ces possibilités favorisent de façon importante l'exploitation des séparateurs - sécanteurs de ce type. A souligner que l'orientation des panneaux 21, 22, 23 du diffuseur 20 ainsi que la position des blocs cellulaires 31, 33, 34 sur leur rails de soutien 1 6 peuvent être contrôlés automatiquement en fonction de certains paramètres physiques et physico-chimiques reflétant le niveau et la nature de la pollution de l'eau à traiter ; ceci, en recourant à des techniques bien connues de l'homme de métier , tels que par exemple capteurs, comparateurs, organes de commande, moteurs pas-à pas. Bien que l'on ait décrit et représenté une forme particulière de réalisation de l'invention, il doit être entendu que celle-ci n'est pas limitée à cette forme et à ces moyens mais qu'elle s'étend à tout système de séparation, ou, et, de décantation lamellaire appliqué au traitement des eaux. Revendications 1. Séparateur - décanteur horizontal pour le traitement des eaux de ruissellement, constitué principalement d'une cuve (10) comportant respectivement, à ses deux extrémités, une canalisation d'entrée (11) et une canalisation de sortie (12) et renfermant un compartiment dit débourbeur (1 3), un compartiment séparateur - décanteur (14) contenant une cellule lamellaire (30), assurant la décantation des matières en suspension et la séparation des hydrocarbures, et un compartiment de collecte (1 5) des eaux ainsi traitées, caractérisé en ce que le compartiment séparateur - décanteur est équipé d'un diffuseur (20), disposé en amont de la cellule lamellaire (30), permettant de contrôler le flux hydraulique traversant ladite cellule lamellaire (30) en ce que la cellule lamellaire (30) est constituée de blocs à structure alvéolaire (31, 32, 33, 34), ,et en ce que les blocs à structure alvéolaire (31, 32, 33, 34), constituant la cellule lamellaire, sont fixés individuellement sur des chariots (35) reposant, , sur des rails (16) fixés à la paroi de la cuve (11). 2. Séparateur - décanteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le diffuseur (20) disposé en amont des cellules lamellaires (30) est constitué de panneaux orientables (21, 22, 23). 3. Séparateur-décanteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les chariots (35) supportant les blocs à structure alvéolaire (31, 32, 33, 34) reposent sur les rails (16), fixés à la paroi de la cuve (11), par l'intermédiaire de roulettes (36). 4. Séparateur-décanteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'orientation des panneaux (21, 22, 23) constituant le diffuseur (20) ainsi que la position des blocs de structure alvéolaire (31, 32, 33) sur leurs rails (16) sont contrôlés automatiquement en fonction de certains paramètres physiques et physico-chimiques reflètant le niveau et la nature de la pollution de l'eau à traiter.