Brevet FR2778856A1 — publié le 19991126

La présente invention concerne de manière générale la séparation liquide/solide par décantation lamellaire, et notamment le traitement des eaux usées, des eaux industrielles ou encore des eaux potables Elle concerne plus particulièrement un dispositif de lavage de lamelles ou d'éléments tubulaires d'un décanteur utilisé pour la séparation liquide/solide et en particulier pour le traitement des eaux. Elle concerne également un procédé de nettoyage de lamelles ou d'éléments tubulaires d'un décanteur, à l'aide d'un tel dispositif de lavage, ainsi qu'un décanteur lamellaire pour le traitement des eaux. Depuis plusieurs années, les décanteurs lamellaires sont largement utilisés notamment dans des installations d'épuration d'eaux usées, d'eaux industrielles ou dans des installations d'obtention d'eaux potables. L'exploitation de tels décanteurs lamellaires, pose notamment certaines difficultés liées à l'encrassement des lamelles qui nécessitent un nettoyage périodique imposant la vidange au moins partielle de l'eau en dessous des lamelles dans lesdits décanteurs. Le lavage desdites lamelles s'effectue alors par projection d'eau sous haute pression ou équivalent. Il existe actuellement des dispositifs de lavage de lamelles ou d'éléments tubulaires de décanteur, se présentant sous la forme d'une tuyauterie fixe, disposée sous les lamelles ou éléments tubulaires du décanteur et alimentée en air comprimé ou surpressé. Cette tuyauterie présente des trous d'évacuation qui laissent échapper l'air comprimé ou surpressé vers la partie supérieure du décanteur, cet air décrochant au passage les boues accrochées sur lesdites lamelles. Toutefois, de tels dispositifs de lavage utilisent un débit d'air comprimé important ce qui n'est pas pratique et est surtout très coûteux. Pour améliorer l'efficacité de tels dispositifs de lavage, il a déjà été prévu d'utiliser des rampes de distribution d'air fixées sur des ponts racleurs de décanteurs sur lesquels est embarqué un compresseur ou un surpresseur de lavage. Lorsque le pont racleur dispose déjà d'air, soit comprimé pour sa traction, soit surpressé pour l'extraction des boues, celui-ci est utilisé pour le lavage dans une phase spécifique d'aller-retour du pont. Toutefois, de tels dispositifs nécessitent que les décanteurs utilisent un pont racleur ou un pont suceur, et la rampe de distribution d'air utilisée pour le 2 2778856 lavage n'est pas indépendante d'un tel pont, cet ensemble est alors relativement complexe et représente un coût de fabrication très élevé. Afin de pallier aux inconvénients de l'état de la technique précité, I'invention propose un nouveau dispositif de lavage de lamelles ou d'éléments tubulaires d'un décanteur utilisé pour la séparation liquide/solide et en particulier pour le traitement des eaux, qui soit indépendant et plus particulièrement adapté pour le lavage des lamelles ou des éléments tubulaires des décanteurs ne possédant pas de pont racleur ou de pont suceur, ce dispositif de lavage étant simple et économique à réaliser. Plus particulièrement, selon l'invention, le dispositif de lavage comprend: - au moins une rampe de distribution de fluide de lavage sous pression, disposée en dessous et à proximité des lamelles ou des éléments tubulaires, ladite rampe étant apte à coulisser sur des moyens supports, - des moyens pour déplacer ladite rampe le long du décanteur, et - des moyens d'alimentation en fluide de lavage sous pression de la rampe, couplés à cette dernière. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du dispositif de lavage selon l'invention, les moyens supports comprennent au moins deux câbles de support s'étendant sur la longueur du décanteur et maintenus sous tension au moins à une extrémité. Les moyens pour déplacer ladite rampe le long du décanteur comprennent au moins un câble relié à un système de treuil actionnable manuellement ou automatiquement. La rampe de distribution s'étend transversalement à la direction longitudinale du décanteur et sur toute sa largeur. Le fluide de lavage est avantageusement de l'air comprimé ou surpressé, les moyens d'alimentation en air compressé ou comprimé ou surpressé comprenant une tuyauterie d'alimentation associée à un système d'enroulement ou de guirlande et une source de production d'air comprimé ou surpressé. La rampe d'alimentation se présente sous la forme d'un tube ou d'un ensemble de tubes pourvu(s) en partie inférieure de trous d'évacuation de fluide de lavage sous pression, les trous d'évacuation étant régulièrement répartis sur toute la longueur de la rampe. La position des trous d'évacuation est avantageusement prévue pour éviter tout colmatage par les boues séparées des lamelles descendant au fond du décanteur o se trouve le dispositif de lavage. Les trous d'évacuation de fluide sous pression sont espacés d'une distance comprise entre 5 et 20 cm et présentent un diamètre compris entre 1 et 7 mm, préférentiellement de l'ordre de 1,5 mm. La présente invention propose également un procédé de lavage des lamelles ou d'éléments tubulaires d'un décanteur utilisé pour la séparation liquide/solide et en particulier pour le traitement des eaux, à l'aide du dispositif de lavage précité, qui comprend les étapes suivantes: - arrêt de l'arrivée d'eau sur le décanteur, - injection de fluide sous pression dans la rampe de distribution du dispositif de lavage, - mise en mouvement de ladite rampe de façon à ce qu'elle effectue au moins deux aller-retour entre les deux extrémités longitudinales du décanteur, - mise en repos du décanteur pendant une durée comprise entre 10 et 30 mn environ pour permettre une décantation des boues séparées des lamelles ou des éléments tubulaires du décanteur, et - extraction des boues décantées et remise en fonctionnement du décanteur. Le procédé selon l'invention permet avantageusement de réduire considérablement le temps de lavage d'un décanteur lamellaire, pour une efficacité maximum. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur le dessin annexé, la figure 1 est une vue schématique en perspective de l'intérieur d'un décanteur lamellaire, comprenant un dispositif de lavage selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un décanteur lamellaire 100, qui comporte ici une cuve de forme générale rectangulaire pourvue de parois latérales 103 et d'un fond 102. Cette cuve est ouverte en partie supérieure. Elle présente par exemple des dimensions de l'ordre de 20 m de largeur sur 25 m de longueur. A l'intérieur de cette cuve est disposée environ à mi-hauteur, une pluralité d'éléments tubulaires 105 (dont une partie seulement est représentée) reposant sur un support horizontal 104. Ces éléments tubulaires 105 sont juxtaposés suivant la longueur du décanteur et présentent une inclinaison par rapport à l'horizontale comprise entre 50 et 60 degrés. Le support horizontal 104 est constitué par un ensemble de profilés et de crémaillères maintenant l'écartement des éléments tubulaires entre eux. Ici, les éléments tubulaires présentent une hauteur de 1,8 m environ et un écartement de 7,5 cm. Les éléments tubulaires 105 sont des éléments thermoformés à partir de plaques de polystyrène ou d'ABS par exemple, assemblées par des rivets plastiques. Il est prévu des renforts intégrés à la structure des éléments de façcon à éviter les problèmes d'écrasement de ces derniers lors de vidange du décanteur Bien entendu, selon une variante on peut prévoir à la place des éléments tubulaires, des lamelles du type bardage en PVC, de hauteur comprise entre 1 et 2,5 m et écartées de 5 cm environ. En outre, le décanteur lamellaire 100 comporte en partie supérieure des goulottes de récupération profilées (ici non représentées) qui sont régulièrement réparties sur la longueur du décanteur et s'étendent sur toute sa largeur. Ces goulottes permettent de récupérer l'eau qui a été traitée. L'eau à clarifier arrive par le fond du décanteur et remonte en partie supérieure en traversant les éléments tubulaires inclinés, de sorte que les particules contenues dans l'eau se déposent sur les parois des tubes ou des lamelles et glissent vers le fond du décanteur sous l'effet de la pesanteur. L'eau clarifiée est recueillie en surface dans les goulottes de récupération. Les goulottes de récupération sont par exemple réalisées en inox. Elles présentent une forme spécifique comportant une quille qui offre une résistance mécanique très importante. Les éléments supports des éléments tubulaires sont assemblés par boulonnerie en acier inoxydable. En outre, le décanteur lamellaire 100 comporte un dispositif de lavage de lamelles ou ici des éléments tubulaires 105, qui comprend une rampe de distribution 201 de fluide de lavage sous pression, disposée au- dessous et à proximité des éléments tubulaires 105. Cette rampe 201 est apte à coulisser sur des moyens supports 202, 203. La rampe de distribution 201 est ici réalisée par un ensemble de tubes, elle s'étend horizontalement, transversalement à la direction longitudinale du décanteur et pratiquement sur toute sa largeur, c'est à dire pratiquement sur toute la largeur des éléments tubulaires juxtaposés. Ici, elle présente une longueur de l'ordre de 4,5 m. Chaque tube constituant la rampe d'alimentation 201 est pourvu en partie inférieure de trous d'évacuation du fluide de lavage sous pression, les trous d'évacuation étant régulièrement répartis sur toute la longueur de la rampe 201. Chaque tube de la rampe de distribution comporte au moins une rangée de trous d'évacuation située sur la génératrice inférieure du tube en question. Il peut également être prévu plusieurs rangées parallèles de trous d'évacuation, écartées 2778856 les unes des autres de manière à être réparties sur un secteur angulaire d'environ degrés situé en dessous du plan médian chaque tube. Les trous d'évacuation de fluide de lavage sous pression sont dans le cas typique espacés d'une distance comprise entre 5 et 20 cm et en particulier, dans I'exemple représenté, de 8 cm pour obtenir un débit de fluide sous pression compris entre 20 et 80 m3/h, et en particulier de 40 m3/h. Le fluide de lavage présente en sortie une pression d'environ 600.102 Pascal. Les trous d'évacuation présentent un diamètre compris entre 1 et 7 mm et préférentiellement de l'ordre de 1,5 mm. Le fluide de lavage sous pression est de préférence de l'air comprimé ou surpressé. Comme le montre la figure 1, les moyens supports de la rampe comprennent ici deux câbles de support 202, 203 s'étendant sur toute la longueur du décanteur et maintenus sous tension au moins à une de leurs extrémités. Ces câbles 202, 203 de support de la rampe de distribution d'air 201 sont avantageusement réalisés en fibres de matériau plastique de type polyamide ayant un coefficient linéique très faible pour des températures d'eaux situées entre 5 et 30 degrés. Comme le montre cette figure, chaque câble 202, 203 est fixé à une extrémité 202", 203" à une paroi 103 de la cuve du décanteur et est maintenu sous tension à son autre extrémité 202', 203' à l'aide d'un ressort mécanique ou d'un contre poids. Ces ressorts mécaniques ou contre poids sont situés en partie supérieure de la cuve (101), il est donc nécessaire qu'une partie des câbles de support remonte verticalement vers le haut de la cuve, ce qui est réalisé à l'aide de poulies de renvoi 1. En outre, il est prévu des moyens pour déplacer ladite rampe 201 le long du décanteur et des moyens d'alimentation en fluide sous pression de la rampe 201 couplés à cette dernière. Plus particulièrement, les moyens pour déplacer la rampe le long du décanteur comprennent au moins un câble de traction 204 lié d'une part à ladite rampe 201 et d'autre part un système de treuil 205 situé à l'extérieur du décanteur sur les bords supérieurs de la cuve 101. Ce système de treuil autour duquel est enroulé le câble de traction 204 est actionnable manuellement ou automatiquement. On peut prévoir à cet effet, une motorisation électrique ou pneumatique du système de treuil. 6 2778856 Le câble de traction formant moyens de déplacement de la rampe peut être relié à un pont écumeur prévu dans certains décanteurs et non prévu dans le décanteur représenté. Ce câble de traction est constitué également de fibres en polyamide d'une force de traction de plus de 1000daN. Il est prévu également des poulies de renvoi 1 permettant d'amener le câble de traction 204 vers le treuil 205. Ces poulies de renvoi 1 sont réalisées par exemple en polyamide. Dans une variante de réalisation non représentée, on peut prévoir que le système de traction de la rampe sur les câbles de support soit placé plus bas que les câbles de support de manière à ce qu'à l'extrémité du décanteur, la rampe ne soit pas gênée pour pouvoir se situer en regard des lamelles ou éléments tubulaires situées aux extrémités du décanteur. La vitesse de déplacement de la rampe est avantageusement de l'ordre de 1à 10 cm/s. Les moyens d'alimentation en fluide sous pression de la rampe comprennent avantageusement ici une tuyauterie d'alimentation 206 associée à un système d'enroulement ou de guirlande 207 et une source de production d'air comprimé ou surpressé 208. La tuyauterie d'alimentation arrive à l'aide d'une poulie de renvoi 1 au niveau de la rampe 201 pour transporter l'air comprimé ou surpressé produite par la source. La tuyauterie d'alimentation 206 en air comprimé ou surpressé est réalisée en matière souple par exemple du caoutchouc synthétique armé pour résister à la pression et à la traction. Selon l'invention, le procédé de lavage du décanteur à l'aide du dispositif décrit ci-dessus comporte les étapes suivantes. On arrête l'arrivée d'eau sur le décanteur 100. On met en fonctionnement du dispositif de lavage précité par injection d'air et mise en mouvement à une vitesse constante de la rampe de distribution. Il est à noter qu'il est prévu au moins deux aller-retour de la rampe de distribution entre les deux extrémités longitudinales du décanteur pour que le lavage des lamelles ou des éléments tubulaires soit réalisé de manière efficace. Puis, on met au repos le décanteur pendant une durée d'environ comprise entre 10 et 30 mn pour permettre une décantation des boues séparées des lamelles ou des éléments tubulaires du décanteur. 7 2778856 On extrait les boues décantées (à l'aide d'un racleur par exemple) et on remet en fonctionnement le décanteur. A l'aide du dispositif de lavage tel que précité qui est simple, facile à mettre en oeuvre et agit de manière efficace et rapide, il est possible avantageusement de prévoir un décanteur qui utilise des lamelles ou éléments tubulaires présentant des surfaces plus rugueuses, ce qui permet d'augmenter leur efficacité de séparation des particules de l'eau, mais qui par ailleurs s'encrassent plus facilement. Il est également possible d'envisager un décanteur avec des lamelles ou des éléments tubulaires plus rapproché(e)s, ce qui permet aussi d'améliorer son efficacité. L'encrassement plus rapide des lamelles rapprochées n'est plus un problème puisqu'un tel décanteur intègre le dispositif de lavage précité qui permet de laver lesdites lamelles rapidement et efficacement. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura également envisager toute variante conforme à son esprit. 8 2778856 REVENDICATIONS 1. Dispositif de lavage de lamelles ou d'éléments tubulaires (105) d'un décanteur (100) utilisé pour la séparation liquide/solide et en particulier pour le traitement des eaux, caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins une rampe (201) de distribution de fluide de lavage sous pression, disposée en dessous et à proximité des lamelles ou des éléments tubulaires (105), ladite rampe (201) étant apte à coulisser sur des moyens supports (202, 203), - des moyens (204, 205) pour déplacer ladite rampe (201) le long du décanteur (101), et - des moyens d'alimentation en fluide de lavage sous pression (205, 206) de la rampe (201), couplés à cette dernière. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens supports comprennent au moins deux câbles de support (202, 203) s'étendant sur la longueur du décanteur et maintenus sous tension au moins à une extrémité. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer ladite rampe (201) le long du décanteur, comprennent au moins un câble (204) relié à ladite rampe et à un système de treuil (205) actionnable manuellement ou automatiquement. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rampe de distribution (201) s'étend transversalement à la direction longitudinale du décanteur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rampe (201) s'étend sur toute la largeur du décanteur. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fluide de lavage est de l'air comprimé ou surpressé. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en air comprimé ou surpressé, comprennent une tuyauterie d'alimentation (206) associée à un système d'enroulement ou de guirlande (207), et une source (208) de production d'air comprimé ou surpressé. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la rampe d'alimentation (201) se présente sous la forme d'un tube ou d'un ensemble de tubes pourvu(s) en partie inférieure de trous d'évacuation de fluide de lavage sous pression, les trous d'évacuation étant régulièrement répartis sur toute la longueur de la rampe. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les trous d'évacuation de fluide sous pression sont espacés d'une distance comprise entre 5 et 20 cm, et présentent un diamètre compris environ entre 1 et 7 mm, préférentiellement de l'ordre de 1,5 mm. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la rampe de distribution (201) se déplace à une vitesse comprise environ entre 1 et 10 cm/s. 11. Procédé de lavage de lamelles ou d'éléments tubulaires d'un décanteur utilisé pour la séparation liquide/solide et en particulier pour le traitement des eaux, à l'aide du dispositif de lavage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - arrêt de l'arrivée d'eau sur le décanteur, - injection de fluide de lavage sous pression dans la rampe de distribution du dispositif de lavage, - mise en mouvement de ladite rampe de façon à ce qu'elle effectue au moins deux aller-retour entre les deux extrémités longitudinales du décanteur, - mise au repos du décanteur pendant une durée comprise entre 10 et 30 minutes environ, pour permettre une décantation des boues séparées des lamelles ou des éléments tubulaires du décanteur, - extraction des boues décantées et remise en fonctionnement du décanteur. 12. Décanteur lamellaire (100) pour la séparation liquide/solide et en particulier pour le traitement des eaux, caractérisé en ce qu'il comprend: - une pluralité d'éléments tubulaires (105), reposant sur un support horizontal (104), juxtaposé(e)s suivant la longueur du décanteur et présentant une inclinaison par rapport à l'horizontale comprise entre 55 et 60 degrés, - des goulottes de récupération d'eau disposées au-dessus des éléments tubulaires, et - le dispositif de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 10.