Brevet FR2798080A1 — publié le 20010309

La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé pour déliter certaines matières organiques contenues dans des eaux usées et pour les séparer d'autres déchets. Les eaux usées rejetées dans les égouts contiennent essentiellement des matières organiques dont certaines sont ultérieurement traitées au sein de stations d'épuration, au moyen de techniques éprouvées. Ces matières organiques sont essentiellement formées de résidus alimentaires et de matières fécales. Pour que les traitements bactériologiques, chimiques et autres appelés ' être mis en ceuvre au sein des stations d'épuration puissent être pleinement efficaces, il est important que ces matières y arrivent sous forme de petites particules délitées, c'est-à-dire désagrégées dans l'eau qui les véhiculent. Les eaux usées contiennent immanquablement d'autres déchets qu'il est difficile, voire impossible, de dégrader, de transformer, ou d'éliminer chimiquement dans les stations d'épuration. Ces déchets sont constitues, pour leur grande de papiers et de plastiques. Il est bien entendu possible de réduire les matières organiques en petites particules et les séparer des autres déchets précités, au moyen traitements successifs mettant en oeuvre des machines distinctes. On comprend que cela complique le processus de traitement global et en augmente le coût de revient. La présente invention à pour but de remédier à ces inconvénients. En d'autres termes, elle vise à proposer un dispositif un procédé qui permettent, en même temps, de déliter certaines matières organiques contenues dans des eaux usées et de les séparer des autres déchets. Il s'agit d'un dispositif et d'un procédé simples à mettre en oeuvre. Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il comporte - un tambour grillagé sensiblement cylindrique, dont l'axe est incliné par rapport à l'horizontale et dont les deux extrémités sont ouvertes, l'une de ses deux extrémités, dite amont, étant destinée à baigner dans lesdites eaux usées, tandis son autre extrémité, dite aval, est destinée à surplomber ces eaux usées ; - une hélice solidaire du tambour, et montée coaxialement à l'intérieur de celui-ci, de telle sorte que son filet soit en appui contre la paroi interne du tambour, ce filet étant formé de deux tronçons jointifs disposés bout à bout et dont les pas sont contraires ; - des moyens moteurs aptes à entraîner le tambour rotation sur son axe, sélectivement dans un sens ou dans un autre. Par ailleurs, selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives de ce dispositif - l'hélice est creuse, c'est à dire que son filet dépourvu d'arbre central - la jonction entre les deux tronçons de filet se situe dans la zone du niveau eaux usées ; - il comporte une série de buses de projection d'eau sous pression, en direction de la paroi extérieure du tambour ; - ces buses sont disposées selon une ligne parallèle aux génératrices du tambour ; - le tambour comporte des moyens de guidage en rotation ; - ces moyens comprennent d'une part des couronnes solidaires du tambour formant pignons et, d'autre part, des pignons satellites solidaires d'un châssis réception du tambour, dont au mois un est moteur, qui engrènent avec lesdites couronnes. Le procédé selon l'invention, pour déliter certaines matières organiques contenues dans des eaux usées et pour les séparer autres déchets, à l'aide tambour grillagé sensiblement cylindrique, dont l'axe est incliné par rapport ' l'horizontale et dont les deux extrémités sont ouvertes l'une de ses deux extrémites, dite amont, baignant dans lesdites eaux usées, tandis que son autre extrémité, dite aval, surplombe ces eaux usées, ce tambour renfermant et étant solidaire d'une hélice coaxiale formée de deux tronçons jointifs disposés bout à bout et dont les pas sont contraires, avec des moyens moteurs aptes l'entraîner en rotation sur son axe, sélectivement dans un sens ou dans un autre, se caractérise par le fait qu'il comprend les étapes qui consistent à - dans un premier temps, actionner les moyens moteurs de manière à entraîner le tambour en rotation dans le même sens que le pas du premier tronçon d'hélice, de telle sorte que les matières organiques et déchets sont entraînés par ledit premier tronçon, les premières étant progressivement érodées par frottement contre le tambour grillagé et retombant dans les eaux usées où elles se délitent, tandis que les seconds sont acheminés jusqu'à l'extrémité du premier tronçon ; - dans un second temps, inverser le sens de rotation du tambour, de telle sorte que les déchets bloqués en bout de premier tronçon d'hélice, sont progressivement déplacés le second tronçon jusqu'à l'extrémité aval du tambour, tout en interdisant l'entrée de nouveaux déchets ; - renouveler dans le même ordre les étapes précédentes. Ainsi, en mettant en oeuvre ce procédé au sein d'un seul et même dispositif, on va rejeter dans eaux usées, des matières organiques délitées et fractionnées, mais on va également séparer et récupérer d'autres déchets non désirables, tels que des papiers des morceaux de plastique. Selon un mode réalisation préféré, on projette de l'eau sous pression, en direction de la paroi extérieure du tambour. Dans une autre forme de réalisation, les déchets déplacés par le second tronçon sont récupérés, par exemple sur un convoyeur à tapis roulant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation préférentiel, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue de côté du dispositif selon l'invention ; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, le tambour étant représenté sans sa paroi grillagée ; - la figure 3 est une vue de dessus du dispositif, montré en situation, c'est à dire avec son extrémité amont baignant dans des eaux usées ; - les figures 4 à 7 sont des schémas de côté du dispositif, destinés à illustrer la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le dispositif représenté sur les figures annexées comporte essentiellement un châssis 1 et un tambour 2. Le châssis, prévu métallique, est formé d'un cadre 10 qui supporte deux plaques parallèles 11 et 12. Le cadre 10 est constitué d'un assemblage de profilés métalliques. Ainsi, il comprend trois profilés 101 et 102 qui forment ensemble un U , dont les ailes 101 sont tournées vers le haut. Deux profilés parallèles 100 se raccordent aux extrémités libres des profilés et forment avec eux un angle droit. Les extrémités libres des profilés 100 sont elles-mêmes séparées par un profilé non visible sur les figures. Ce cadre est destiné à reposer au sol par le profilé 102 et les extrémités libres des profilés Ces derniers sont donc inclinés par rapport à l'horizontale, selon un angle aigu. Cet angle est par exemple de l'ordre de 10 à 15 . Sur ce cadre prennent appui deux plaques 11 et 12. Elles sont fixées aux extrémités opposées des profilés 100 et s'étendent sensiblement parallèlement aux profilés 101. Elles sont toutes les deux percées d'une ouverture circulaire axiale, dont une seule 110 est visible sur les figures. ' A travers ces ouvertures est guidé, de manière adéquate, un tambour rotatif 2, dont extrémités sont ouvertes. L'une de ces extrémités, dite extrémité amont 22, affleure du coté extérieur de la plaque 12. Quant à son autre extrémité 23, dite aval elle s'étend bien au-delà de la seconde plaque 11, en traversant l'ouverture 110. s'agit d'un tambour métallique, dont l'ossature essentiellement formée de couronnes d'extrémités cylindriques 20 reliées par assemblage de tiges 21 internes, qui s'étendent parallèlement aux génératrices couronnes. Sur cette ossature est fixée une structure grillagée 3. A l'intérieur du tambour est montée une hélice métallique 4. Elle est montée coaxialement à l'intérieur de celui-ci, de telle sorte que son filet soit en appui contre la paroi interne du tambour 2. Dans l'exemple représenté ici, il s'agit d'une hélice creuse, ce qui signifie qu'elle est dépourvue d'arbre central. Toutefois, dans un autre mode de réalisation, il pourrait s'agir d'une hélice de type classique, à arbre central. Le filet de l'hélice est en deux parties. Il comprend un premier tronçon 40 qui, dans l'exemple représenté ici, présente un pas à droite. II se poursuit par un second tronçon 41 qui s'étend jusqu'à l'extrémité aval 23 du tambour et qui présente un pas contraire, c'est-à-dire à gauche. Les deux tronçons sont jointifs et leur zone de jonction a été référencée 42 sur les dessins. Dans l'exemple représenté ici, elle se situe environ à un quart de la longueur du tambour. Le tambour 2 est équipé de deux couronnes périphériques 5 et 5' qui affectent la forme de pignons. Ces couronnes se situent au niveau du corps du tambour à proximité des faces en regard des plaques 11 et 12. Sur celles-ci sont par ailleurs calés des pignons satellites 6 et 6' qui coopèrent avec lesdites couronnes. En l'occurrence, il existe quatre pignons satellites 6 ou 6' par couronne, qui sont répartis aux angles d'un carré fictif. Un cinquième pignon satellite 6 est prévu en partie supérieure de la plaque 12 et il coopère avec l'arbre de sorte d'un moteur M, par exemple électrique, à double sens de rotation. Ainsi, selon le sens de rotation de l'arbre de sortie du moteur M, il est possible d'entraîner le tambour en rotation autour de son propre axe X, X', sélectivement dans un sens ou dans un autre. Parallèlement aux génératrices du tambour et entre les plaques 11 et 12, s'étend une conduite 7 d'amenée d'eau sous pression à des buses 70. Celles sont dirigées vers la paroi grillagée du tambour. A titre indicatif, la pression d'eau en sortie de buses est de l'ordre de quatre bars. En se reportant à la figure 3, on a représenté le dispositif selon l'invention en place en amont d'une station d'épuration. Le dispositif est disposé longitudinalement au sein d'un canal qui limité vers bas par le sol S proprement dit et latéralement par deux murs, par exemple en béton, référencé Pl et P2. La flèche f illustre le sens de déplacement des eaux usées dans le canal et l'on comprend facilement que celles-ci traversent forcément partie du dispositif qui baigne dans le canal, pour pouvoir s'écouler plus en aval. On se reportera maintenant aux figures 4 à 7 pour expliquer la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Préalablement, on précisera que l'on a référencé MO les matières organiques l'on cherche à réduire en petites particules et à déliter dans les eaux usées E, tandis qu'on a référencé D, les autres déchets que l'on souhaite séparer des matières organiques. Dans une première étape, on actionne les moyens moteurs M du dispositif manière à entraîner le tambour en rotation dans le même sens que le pas du premier tronçon 40 de l'hélice 4. Ce sens de rotation est référencé g sur figures 4 et On met alors en route les moyens d'amenée d'eau sous pression jusqu'aux buses 70. Le flux d'eaux usées qui s'écoule vient interférer avec la partie dispositif y baigne. Les déchets D et matières organiques MO entrent alors progressivement dans le tambour par son ouverture 22 et sont déplacés vers l'aval par le premier tronçon 40 du filet de vis 4. C'est la situation de la figure 5. Cependant, l'ensemble des déchets est bloqué en fin de tronçon du fait qu' se poursuit par un second tronçon de pas inversé. Bien entendu, les matières dont la granulométrie initiale est inférieure à l'ouverture des mailles de la paroi grillagée du tambour, la traversent et retombent dans les eaux usées. Les autres déchets sont entraînés rotation par le mouvement que leur imprime l'hélice 4. Les matières organiques s'érodent progressivement du fait des frottements multiples qu'elles subissent contre la paroi grillagée du tambour. Ce traitement, combiné au lavage en continu et sous pression assuré par les buses 70 désagrège les matières MO. Celles-ci traversent la paroi grillagée 3 du tambour, retombent dans les eaux usées où elles se délitent sous forme de petites particules. II est alors facile de traiter de manière classique ces particules au sein de la station d'épuration. Lorsque l'on estime que l'intégralité des matières organiques s'est désagrégée, on inverse dans une deuxième étape du procédé, le sens de rotation du tambour, dans le sens de la flèche h en agissant le moteur M. De ce fait, l'ensemble des déchets bloqués en bout de premier tronçon est progressivement déplacé par le second tronçon 41 jusqu'en bout d'hélice. C'est la situation de la figure 6. Ce transfert d'un tronçon à l'autre d'autant plus facile à réaliser que la zone de jonction 42 se situe dans la zone de niveau d'eau N des eaux usées. Les déchets D sont donc transférés vers le second tronçon sans être chargés d'eau. L'inversion du sens de rotation du tambour fait qu'il est impossible à de nouveaux déchets qui stagnent dans les eaux usées de rentrer dans le tambour par son extrémité amont. Finalement, les déchets D qui ont été véhiculés par le second tronçon 41 de l'hélice 4 sont récupérés sur un convoyeur mobile à tapis sans fin 8, placé de manière adéquate à l'extrémité du tambour 2. Le cas échéant, ces déchets peuvent subir un traitement de recyclage. Dans une troisième étape du procédé, on renouvelle les étapes précédentes dans le même ordre, de manière à traiter au sein du tambour 2 de nouveaux déchets. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour déliter certaines matières organiques (MO) contenues dans des eaux usées (E) et pour les séparer d'autres déchets (D), caractérisé par le fait qu'il comporte - un tambour grillagé (2) sensiblement cylindrique, dont l'axe (X, X) est incliné par rapport à l'horizontale et dont les deux extrémités (22, 23) sont ouvertes l'une (22) de ses deux extrémités, dite amont, étant destinée à baigner dans lesdites eaux usées (E), tandis que son autre extrémité (23), dite aval, est destinée à surplomber ces eaux usées ; - une hélice (4) solidaire du tambour (2), et montée coaxialement à l'intérieur de celui-ci, de telle sorte que son filet soit en appui contre la paroi interne du tambour, filet étant formé de deux tronçons jointifs (40, 41) disposés bout à bout et dont pas sont contraires ; - des moyens moteurs (4) aptes à entraîner le tambour (2) en rotation sur axe, sélectivement dans un sens ou dans un autre. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'hélice (4) est creuse, c'est à dire que son filet est dépourvu d'arbre central. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la jonction entre les deux tronçons (40, 41) de filet se situe dans la zone (42) du niveau (N) des eaux usées (E). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte une série de buses (70) de projection d'eau sous pression, en direction de la paroi extérieure du tambour (2). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ces buses (70) sont disposées selon une ligne parallèle aux génératrices du tambour (2). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le tambour (2) comporte des moyens de guidage en rotation (5, 6 ; 5', 6'). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que moyens comprennent d'une part des couronnes (5, 5') solidaires du tambour formant pignons et, d'autre part, des pignons satellites (6, 6') solidaires d'un châssis (1) de réception du tambour (2), dont au mois un est moteur, qui engrènent avec lesdites couronnes (5, 5'). 8. Procédé pour déliter certaines matières organiques contenues dans des eaux usées (E) et pour les séparer d'autres déchets (D), à l'aide d'un tambour grillagé (2) sensiblement cylindrique, dont l'axe est incliné par rapport à l'horizontale et dont les deux extrémités (22, 23) sont ouvertes, l'une de ses deux extrémités (22), dite amont, baignant dans lesdites eaux usées (E), tandis que son autre extrémité (23), dite aval, surplombe ces eaux usées (E), ce tambour renfermant (2) et étant solidaire d'une hélice coaxiale (4) formée de deux tronçons jointifs (40, disposés bout à bout et dont les pas sont contraires, avec des moyens moteurs (M) aptes à l'entraîner en rotation sur son axe, sélectivement dans un sens ou dans un autre, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes qui consistent à dans un premier temps, actionner les moyens moteurs (M) de manière à entramer le tambour (2) en rotation dans le même sens que le pas du premier tronçon (40) d'hélice (4), de telle sorte que les matières organiques (MO) et déchets (D) sont entraînés par ledit premier tronçon (40), les premières étant progressivement érodées par frottement contre le tambour grillagé (2) retombant dans les eaux usées (E) où elles se délitent, tandis que les seconds sont acheminés jusqu'à l'extrémité du premier tronçon (40) ; - dans un second temps, inverser le sens de rotation du tambour (2), de telle sorte que les déchets (D) bloqués en bout de premier tronçon (40) d'hélice (4), sont progressivement déplacés par le second tronçon (41) jusqu' l'extrémité aval (23) du tambour (2), tout en interdisant l'entrée de nouveaux déchets (D) et matières organiques (MO) ; - renouveler dans le même ordre les étapes précédentes. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'on projette de l'eau sous pression, en direction de la paroi extérieure du tambour (2). 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé le fait que les déchets (D) déplacés par le second tronçon sont récupérés, par exemple sur un convoyeur à tapis roulant (8).