Brevet FR2711072A1 — publié le 19950421

La présente invention concerne un séparateur-décanteur vertical à cellule lamellaire annulaire nettoyable, destiné au traitement des eaux 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 mgA. 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 des 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 microns. Pour des solides de tailles Pour des solides de tailles > 100 microns, la valeur moyenne est de 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, ces résultats permettent d'affirmer que l'interception de la pollution nécessite la mise en oeuvre de décanteurs - séparateurs lamellaires 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 vertical adapté à la pollution particulaire et accidentelle (hydrocarbures) assurant un débit contrôlé du flux hydraulique traversant la cellule lamellaire annulaire et facilitant l'extraction des boues et le nettoyage périodique de ladite cellule. Le séparateur - décanteur vertical pour le traitement des eaux selon l'invention, constitué pour l'essentiel d'une cuve de forme cylindro-conique munie à sa partie supérieure, d'une canalisation d'entrée et à sa base, d'une canalisation de sortie, comportant un compartiment de tranquilisation et un compartiment de séparation et de décantation renfermant une cellule lamellaire ainsi qu'un dispositif d'obturation automatique de l'orifice de sortie de la cuve se caractérise en ce que la cellule lamellaire est de forme annulaire et polygonale, en ce que ladite cellule lamellaire est constituée de blocs à structure alvéolaire de forme prismatique dont la base constitue l'un des côtés de la périphérie polygonale extérieure de la cellule lamellaire, en ce que lesdits blocs sont retenus individuellement à la paroi de la cuve par un système de cadres coulissants et de glissières (non représentées), en ce que la canalisation d'entrée est disposée tangentiellement à la cuve, en ce que la partie de la cuve située en dessous de la cellule annulaire polygonale est constituée d'une trémie tronconique fermée à sa base, dans la partie inférieure de laquelle débouche une colonne d'extraction des dépôts de boues, et en ce que le compartiment de séparation et de décantation renferme, en amont de la cellule annulaire polygonale, une rampe de pulvérisation d'eau communiquant avec l'extérieur par une tuyauterie raccordable à une alimentation en eau sous haute pression. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent essentiellement en ceci que, compte-tenu de la constitution modulaire de la cellule lamellaire et de l'amovibilité des blocs qui la composent, celle-ci peut être adaptée aux différents cas de pollution, que la mobilité des blocs alvéolaires facilite leur nettoyage individuel périodique complet, et que l'ensemble de la cellule lamellaire, ainsi que la trémie constituant la base de la cuve, peuvent être périodiquement rincés par pulvérisation et aspiration d'eau. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un séparateur - décanteur vertical à traitement intégral (sans by-pass) réalisé selon l'invention ,donné à titre d'exemple non limitatif au regard du dessin annexé représentant une vue de face schématique en perspective, en coupe partielle, du séparateur - décanteur. La figure représente un décanteur - séparateur vertical à cellule lamellaire constitué, en commun avec les dispositifs connus de l'art antérieur, d'une cuve 10 de forme cylindroconique comportant de part et d'autre une canalisation d'entrée 11 et une canalisation de sortie 1 2. A l'intérieur de la cuve 10 sont juxtaposés un compartiment dit de tranquillisation 1 3 et un compartiment dit décanteur et séparateur 14. Ainsi, lors du fonctionnement du dispositif, les eaux à traiter arrivent par la canalisation 11, et sont dirigées dans le compartiment dit de tranquillisation 13 par l'alimentation tangentielle de l'effluent, qui assure la décantation des matières lourdes. Dans ce compartiment 13, les matières flottantes les plus volumineuses sont retenues par une grille (non représentée). Pour un débit de traitement inférieur ou égal au débit nominal, I'eau traitée alimente tangentiellement le compartiment décanteur - séparateur 1 4 proprement dit, où se trouve la cellule lamellaire 30. Cette cellule lamellaire 30, constituée de blocs cellulaires 31, retient la pollution particulaire, qui décante dans la trémie conique 1 5 de la cuve 10, alors que les hydrocarbures libres sont retenus à la surface de l'ouvrage. Le dispositif d'obturation automatique 1 8 permet l'obstruction progressive de la sortie 1 21 du compartiment décanteur - séparateur 1 4 au fur et à mesure que la couche d'hydrocarbures à la surface s'épaissit, de manière à obturer complètement cette sortie lorsque la capacité de rétention en hydrocarbures est obtenue. Le dispositif d'extraction des boues, constitué d'une colonne d'extraction 19, permet de vidanger simplement les boues du décanteur en venant se brancher au raccord 191, de façon ponctuelle (lors de l'entretien périodique) ou en continu (système de purges automatiques). lors des phases d'entretien et d'exploitation du décanteur - séparateur indispensables à son bon fonctionnement, on vidange l'ouvrage en se raccordant à la colonne d'extraction 1 9. Pendant ce temps, on alimente la rampe 1 7 en eau propre par une tuyauterie 1 71 à raccord 1 72 afin de permettre le nettoyage de la cellule lamellaire 30. Ces nouvelles dispositions, rendues possibles par l'invention, favorisent, de façon importante, l'exploitation des décanteurs - séparateurs lamellaires de cette sorte. Lors des opérations de maintenance, on descend à l'intérieur de l'ouvrage par un accès circulaire (ou rectangulaire) de grande dimension 1 6. On peut alors accéder aisément aux éléments vitaux du décanteur (cellule lamellaire, obturateur automatique, etc). Ce descriptif, appliqué à un traitement intégral, constitue un exemple des traitements faisant l'objet de la présente invention. II est bien entendu que cette invention s'applique également à un traitement avec by-pass, intégré ou non, et comprenant ou non un système de déplacement des blocs alvéolaires constituant la cellule. Bien que l'on ait décrit et représenté une forme particulière de réalisation de l'invention, destinée au traitement des eaux de ruissellement d'origine pluviale ou industrielle, 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 fonctionnant selon le même principe. Revendication 1. Séparateur-décanteur vertical pour le traitement des eaux, constitué, pour l'essentiel, d'une cuve (10) de forme cylindroconique munie, à sa partie supérieure, d'une canalisation d'entrée (11) et, à sa base, d'une canalisation de sortie (12) comportant un compartiment de tranquilisation 1 3 et un compartiment de séparation et de décantation, renfermant une cellule lamellaire (30) ainsi qu'un dispositif d'obturation automatique (18) de l'orifice de sortie (1 21) de la cuve (10) caractérisé en ce que la cellule lamellaire (30) est de forme annulaire et polygonale, en ce que ladite cellule lamellaire (30) est constituée de blocs prismatiques (31) à structure alvéolaire, dont la base constitue l'un des côtés de la périphérie polygonale extérieure de la cellule lamellaire (30), en ce que lesdits blocs à structure alvéolaire (31) sont retenus individuellement à la paroi de la cuve (10) par un système de cadres coulissants et de glissières, en ce que la canalisation d'entrée (11) est disposée tangentiellement à la cuve (10), en ce que la partie de la cuve située en dessous de la cellule annulaire polygonale est constituée d'une trémie tronconique (1 5) fermée à sa base, dans la partie inférieure de laquelle débouche une colonne d'extraction (19) des dépôts de boues, et en ce que le compartiment de séparation et de décantation (1 4) renferme, en amont de la cellule annulaire polygonale (30), une rampe (1 7) de pulvérisation d'eau communiquant avec l'extérieur par une tuyauterie (1 71) raccordable à une alimentation en eau sous pression.