Brevet FR2775788A1 — publié le 19990910

La présente invention conccrnc un dispositif de mesures des paramètres physico- chimiques des fluides d'unc station d'épuration afin de pouvoir adapter les traitements à opérer pour rendre les fluides de restitution conformes aux normes. Pour cc fairc il faudrait effectuer des mesures et des analyses continues des fluides à traiter et procéder aux différentes opérations de traitement en fonction de ces mesures. Cet idéal est difficile a atteindre de sorte qu'il est fréquent d'aboutir soit à une turbidité ou autre qualité non conformc aux normes européennes soit à un coût trés élevé du traitement. II existe sur le marché un grand nombre de sondes de mesures et de prises automatiques d'échaiitillons permettant d'effectucr les analyses en laboratoircs autant de fois que nécessaire. Cette façon de procéder est réservée à dc grosses unités de traitement possédant un personnel spécialisé. Pour des unités moyennes ou petites, I'analyse est nécessairement automatique. Le problème essentiel réside dans le dépôt de matières en suspcnsion sur les surfaces sensibles des sondes de mesures. Ce dépôt est très sensible sur la sonde du bassin de décantation, la sonde d'analyse avant restitution fonctionne avec des fluides épurés. Pour effcctuer des mesures significatives il faudrait nettover la sonde de mesures au moins à chaque flux et plusieurs fois par jour. Différentes solutions adaptables aux sondes de mesures ont été mises en oeuvre pour éviter le colmatage des mcmbrancs par des maticres en suspension. Le brevet KOBANYAI FR A.2.643.284 propose le nettoyage d'un filtre de forme cylindrique à l'aide d'aubes rotatives. Le brevet RECOVERY ENG WO 911 95.55 propose une brosse animée d'un mouvement alternatif. De même le brevet SPANE EP.0.450. 170 utilisc une tête à brosses. Des courants d'eau sont usuellement utilisés pour nettover les filtres ou grilles I,e brevet EDF FR.A 2 7(37.520 concerne le decolmatage obtenu par inversion de flux. Le brevet JUDO EP 0.309 743 propose un essure-glace combiné à un lavage par contre courant. D'autres dispositifs font appel à des courants gazeux. Le brevet SLIBER'T FR A 2.694.210 concerne un dispositif mettant en oeuvre un courant gazeux et un contre lavage. Le brevet ZENCA F.R.A.2.617.733 concerne un réseau de soufflage opérant lorsque la circulation du fluide est Interrompue. Le brevet RAVIER FR.A.2.699.830 concerne un dispositif de rinçage opérant lors de l'arrêt du pompage et à l'inverse sa mise en marche libère le circuit de filtration. Tous ces dispositifs sont indispensables dès qu'il s'avère nécessaire de faire des analyses et des contrôles des fluides pour déterminer la nature des traitements à effectuer. Ces nettoyages doivent donc être fréquents et automatisés de façon que les paramètres prélevés pour caractériser les fluides soient représentatifs de leur composition. La présente invention se propose de pallier les inconvénients et combler les lacunes de l'art anténeur evoqué ci-dessus notamment pour les petites et movennes stations de traitement des efiluents. La plupart des sondes de mesures courantes existant sur le marché sont limites à trois ou quatre mesures principales telles que l'oxygène, le pH, la conductivité. Les données transmises pal- la sonde agissent sur des relais électro-mécaniques et des temporisations donnant les ordres necessaires aux ouvertures et fermetures de clapets ou vannes. I,es durées sont déterminées à l'avance selon les quantités d'oxygène nécessaires. I,es nettoyages de l'enveloppe protégeant embout de sonde de mesures sont effectués périodiquement par temporisation de la mise en oeuvre des moyens de nettoyage. Usuellement la sonde est nettoyée au moins deux fois par jour ct obligatoirement à chaque flux nouveau L'utilisation d'une sonde plus évoluée susceptible d'analyser un grand nombre de mesures différentes ne peut se concevoir qu'a l'aide d'un ordinateur capable de traiter lesdites mesures Ces mesures peuvent notamment être la température, la conductivité, la turbidité, la salinité, le pH, le couple redox, l'oxygène, l'azote, les nitrates, le carbone, les phosphates, les fers, les métaux lourds. les matières en suspension, les matières volatiles en suspension. la demande chimique en oxygène (D.C.O), la demande biochimique en oxygène en 5 jours (D.B.O.@) I,c choix des paramètres dépend de la nature des effluents, des normes appliquées, de l'utilisation des fluides épurés. Le logiciel d'analyse des mesures permet de doser les traitements tels que les besoins en oxygène, la déphosphatation, la dénitrification, le pH. Il permet également d'évaluer les durées des traitements et ainsi de commander les ouvertures fermetures de vannes, clapets, les nettoyages de l'enveloppe de l'embout de sonde. II petit en outre faciliter la gestion à distance de la station de traitement des effluents. A cet eflet selon l'invention, le dispositif de mesures des paramètres des fluides d'une station d'épuration immergé dans un bassin de décantation et/ou de traitement desdits fluides, se caractérise en ce qu'il comporte une sonde de mesure des paramètres prélevés par un embout immergé dans les fluides, lequel est protegé par une enveloppe étanche De préférence la sonde de mesure est reliée par un câble étanche a l'embout de ladite sonde Avantageusement l'enveloppe étanche est constituée d'un tube dont l'extrémité inférieure est fermée par un bouchon étanche et dont l'extrémité supérieure laisse des passages étanches, au câble reliant la sonde à son embout et à un tuyau relié à une source d'air sous-pression par un tuyau souple étanche. Selon une autre caractéristique le tube constituant l'enveloppe étanche comporte en partie basse au moins une fenêtre garnie d'une membrane à osmose laquelle laissant Ic passage aux fluides est périodiquement nettoyée à sa surface externe par un balayage intermittent temporisé à l'aide de petites brosses. De préférence la fenêtre garnie d'une membrane à osmose est périodiquement nettovée par l'envoi d'un courant gazeu\ destiné à chasser les fluides, contenus dans le tube, à travers la membrane à osmose Selon une réalisation préferentielle la fenêtre garnie d'une membrane à osmose est périodiquement nettoyée simultancment par l'envoi d'un courant gazeux destiné à chasser les fluides. contenus dans le tube, à travers la membrane à osmose et par un balayage intermittent réalisé à l'aide de petites brosses. De préférence le tuyau relié à la source d'air sous-pression comporte une électrovanne trois voies permettant alternativement, la fermeture de l'enveloppe étanche, la mise en communication avec la source d'air sous-pression, la mise à l'air libre. Selon une autre variante de réalisation le tuyau relié à la source d'air sous-pression composite un clapet anti-retour. Selon une réalisation avantageuse les paramètres prélevés et mesurés sont traités et analysés par un ensemble danalvse el de contrôle permettant de contrôler et automatiser toutes les operations de traitement des différents bassins constituant la station d'épuration. De prél'erence la périodicité et la mise en oeuvre des nettoyages sont définies par le résultat des mesures de la sonde traitées par l'ensemble d'analyse et de contrôle. Avantageusement la membrane à osmose fixée de façon étanche sur la fenêtre, l'enveloppe et le tuyau sont réalisés en acier inoxydable. Ainsi le dispositif selon l'invention répond bien aux l'uts fixés, l'automatisation du traitement des fluides dans une station de petite ou moyenne importance. D'autres caractéristiques apparaîtront mieux à la lecture de la description en référence au schéma donné à titre illustratif et non limitatif d'une realisation selon l'invention. I,a planche unique est une vue schématique en coupe de l'embout de la sonde protégé par son enveloppe. On a représenté sur cette planche la sonde 1 prélevant les paramètres physico-chimiques des fluides 7 à l'aide de capteurs fixés sur l'embout 10 du câble il, protégés par une enveloppe 2. I.es mesures sont analysées dans un ensemble 3 puis traitées par le logiciel d'un ordinateur 4 pilotant l'ensemble de la station d'épuration dont les commandes de fonctionnement, du nettoyage de la membrane 20 à osmose de la fenetre 19 du tube 9, et du fonctionnement de l'électrovanne trois voies 18 permettant alternativement la mise à l'air libre 6 du tube 9, la mise en communication du tube 9 avec la source d'air souspression 5, la fermeture du tube 9, ces commandes pouvant entre autres etre réalisées par temporisation. Quelques dimensions approximatives seront données à titre purement illustratif On a fait également figurer sir ce schéma les liements de la station d'épuration concernés par cette sonde 1, l'analyse des mesures 3, Ic contrôle commande 4, la source d'air souspression 5, ainsi que la liaison du poste de contrôle commande 4 au dispositif de nettoyage à brosses, et au fonctionnement de l'électrovanne 1 X L'enveloppe 9 de l'embout de sonde est constituée par un tube métallique d'épaisseur 3 à 4 mm pour un diamètre voisin de 100 mm. la longueur de ce tube étant approximativement de 1000 mm. Des capteurs de mesures constituant l'embout 10 sont intégrés à l'extrémité du câble 11 laquelle est reliée à la sonde 1 par un cable étanche de diamètre 25 à 30 mm. L'enveloppe 9 est fermée à ses deux extrémités par des bouchons. l'un en partie basse 12 est soudé a l'enveloppe 9, l'autre en partie hautc | 16, est visse sur l'enveloppe avec un joint d'étanchéité 17. Le câble 11 passe à travers cc bouchon muni d'un prcsse étoupe. I;n tuyau 13, soudc sur ce bouchon 16, muni d'une gaine souple 14 comporte une électrovanne 18 trois voics permettant les différentes configurations suivantes mise en communication du tube 9 avec la source d'air sous-pression 5, sous l'action de cet air le fluide est évacué par la fenêtre 19, à travers la membrane 20 à osmose, la nettoyant ainsi, lorsque le fluide est totalement évacue l'électrovanne 18 met à l'air libre 6 le tube 9 de façon que sous l'action de la pression statique le fluide du bassin pénètre dans le tube par la membrane à osmose 20, air contenu dans le tube est alors chassé par la montez du fluide å travers la mise à l'air libre 6, lorsque le fluide atteint l'extrémité du tube de l'électrovanne 18 est fermée, les mesures des paramètres peuvent commencer. On a représentc sur cette même figure une autre variante de réalisation consistant à mettre en communication directe la source d'air sous-pression 5 au tube 9 par le tuyau 13 muni d'une gaine souple 14 comportant un clapct anti-retour 1 5. Dans cettc version le fluide pénètre par la fenêtre 19 et l'air contenu dans le tube est comprimé dans la partie supérieure, le fluide atteint un niveau suffisant pour permettre à l'embout 10 de relever les paramètres du fluide. La fenêtre 19 pratiquee en partie basse dans la paroi du tube constituant l'enveloppe 9 est obturée par une membrane 20 à osmose de 200 microns environ. Le tube formant cnveloppc 9, la membrane 20, les bouchons 12 et 16, 6, le tube 13 sont en acier inoxydable Ils pourraient également ètre réalises en PVC ou tout autre matériau susceptible de répondre au cahier des charges imposé. Avec le PVC les dimensions devraient être augmentées. Un dispositif X de brosses 21 balaie la surface cylindrique de la membrane 20. I.e nettoyage de cette membrane 20 est opéré dc deux laçons successives ou simultanées, le balavage par les brosses 21 et le passage du fluide 7 a travers la membrane à osmose 20 obtenu par l'envoi d'air sous une pression d'environ 1.5 mPa provenant de la source d'air comprimé 5 constituée soit par un compresseur soit par des bouteilles d'air comprimé. La périodicité et le déclenchement des nettoyages de la membrane à osmose 20 sont réglés par l'ensemble d'analyse et de contrôle 3-4. ils sont fonction notamment du résultat des mesures ainsi analysées et des temps de séjour des fluides dans le bassin de décantation, de la durée des flux L'enveloppe 2 est fixé à la paroi du bassin de décantation par l'intermédiaire de pattes 22. En flux fractionnés le cycle remplissage - nettoyage - mesures - vidange est effectué toutes les heures généralement. Le dispositif selon l'invention permet d'effectuer dans de bonnes conditions les mesures des paramètres physico-chimiques des fluides d'une station d'épuration, notamment fonctionnant en flux fractionnés. II repond hien aux buts imposés pour le traitement des fluides dans de petites ou movennes stations d'épuration l,es modifications susceptibles d'être apportées par l'homme de l'art au dispositif décrit ci-dessus qui sans en altérer les dispositions originales n'en seraient que de simples équivalents techniques entrent dans le cadre de la présente invention. RF.VEN DICATIONS I) Dispositif de mesure des paramètres physico-chimiques des fluides d'une station d'épuration immergé dans un bassin de dècantation et/ou de traitement desdits fluides caractérisé en ce qu'il comporte une sonde de mesure (1) des paramètres prélevés par un embout (10) immergé dans les fluides (7) lequel est protégé par une enveloppe étanche (2) et relié à la sonde (1) par un câble étanche (I 1) à l'embout de ladite sonde.. 2) Dispositif de mesure dcs paramètres physico-chimiques des fluides selon la revendication I caractérisé en ce que l'enveloppe étanche (2) est constituée d'un tube ('9) dont l'extrémité inférieure fermée par un bouchon (12) étanche et dont l'extrémité supérieure laisse des passages étanches, au câble (11) reliant la sonde (I) à son embout (10), et à un tuyau (13) relié à une source d'air sous-pression (5) par une gaine souple étanche (14). 3) Dispositif de mesure des paramètres physico-chimiques des fluides selon une des revendications 1 ou 2 caractérise en ce que le tube (9) constituant l'enveloppe étanche (2) comporte en partie basse au moins une fenêtre (19) garnie d'une membrane (20) à osmose laquelle laissant le passage aux fluides (7) est périodiquement nettoyée à sa surface externe par un balayage intermittent temporisé à l'aide de petites brosses (21) 4) Dispositif de mesure des paramètres physico-chimiques des fluides selon une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la fenêtre (19) garnie d'une membrane (90) à osmose est périodiquement nettoyée par l'envoi d'un courant gazeux destiné à chasser les fluides (7), contenus dans le tube (9), à travers la membrane (20) à osmose. 5) Dispositif de mesure des paramètres physico-chimiques des fluides selon une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que la fenêtre (19) garnie d'une membrane (20) a osmose est périodiquement nettoyée simultanément, par l'envoi d'un courant gazeux destiné à chasser les fluides (7), contenus dans le tube (9), à travers la membrane (20) à osmose et par un balayage intermittent réalisé a sa surface externe à aide dc petites brosses (21) 6) Dispositif de mesure des paramètres physico-chimiques des fluides selon la evendication 2 caractérisé en ce que le tuyau (13) relié à la source d'air sous-pression (S) comporte une électrovanne (I S) trois voies permettant alternativement, la fermeture de l'enveloppe étanche (2), la mise en communication avec la source d'air sous-prcssion (5), la mise à l'air libre (6). 7) Dispositif de mesure des paramètres phvsico-chimiques des fluides selon la revendication 2 caractérisé cn ce que Ic tuyau (13) relié à la source d'air sous-pression (5) comporte un clapet anti-retour (I 5). X) Dispositif de mesure des paramètres physico-chimiques des fluides selon la revendication 1 caractérisé en ce que les paramètres prélevés et mesurés sont traités et analysés par un ensemble d'analyse et de contrôle (3-4) permettant de contrôler et automatiser toutes les opérations de traitement des différents bassins constituant la station d'épuration. 9) Dispositif de mesure des paramètres physico-chimiques des fluides selon une des revendications 3, 4 ou 5 caractérisé en cc que la périodicité et la mise en oeuvre des nettoyages de la membrane (20) à osmose sont définies par le résultat des mesures dc la sonde (1) traitées par l'ensemble d'analyse et de contrôle (3-4). 10) Dispositif de mesure des paramètres physico-chimiques des fluides selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que la membranc à osmose (20) fixée dc façon ctanche sur la fenêtre (19), les bouchons (12) (16), l'enveloppe (2), le tuyau (13) sont réalisés cn acier inoxydable.