Brevet FR2796856A1 — publié le 20010202

L'invention concerne un procédé d'évacuation de boues résul tant de la décantation de liquides chargés et son dispositif d'ap plication à l'évacuation des boues déposées et retenues dans le piège à boues d'un décanteur d'épuration des eaux. Pour l'épuration des eaux, et notamment des effluents de temps de pluie avant leur rejet direct dans le milieu naturel, il est connu d'interposer, entre le système de collecte des eaux de ruissellement et l'exutoire du réseau, des décanteurs permet tant, entre autre, de retenir une proportion importante des parti cules solides en suspension dans le liquide, ou matières en suspension, et, en conséquence, de dépolluer les eaux plu viales. Ces particules ainsi retenues se déposent dans un piège à boues à un ou plusieurs compartiments, situé à la base des décanteurs, où elles s'amassent pour former une boue assez fluide, qu'il faut ensuite éliminer. Cette élimination doit avoir lieu assez rapidement, pour éviter - la remise en suspension des boues et leur rejet au milieu natu rel lors d'un événement pluvial suivant, - la modification de leur consistance et, de ce fait, l'altération de leur aptitude à la reprise, - l'accumulation des boues engageant le décanteur. L'idéal consiste à effectuer le curage du décanteur à l'issue de chaque événement pluvial. Cependant, la fréquence de cet entretien peut accroître sensi blement les coûts d'exploitation et les entreprises spécialisées ne sont pas toujours disponibles. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé nients. Cette invention, telle qu'elle se caractérise, résout le problème consistant à définir un procédé d'évacuation des boues résultant de la décantation de liquides chargés et à créer un dispositif avec lesquels les boues retenues dans les décan teurs d'épuration des eaux puissent, d'une part, être extraites du piège à boues de ceux-ci, à tout moment, sans faire appel à des concours extérieurs, par simple manoeuvre de vanne, et, d'autre part, être épaissies en vue d'accroître leur siccité et de réduire leur volume avant leur enlèvement et élimination. Le procédé d'évacuation des boues résultant de la décantation de liquides chargés, selon l'invention, se caractérise, principa lement, en ce qu'il consiste à effectuer le cycle d'étapes suc cessives suivantes a) transfert des boues fluides vers un silo-épaississeur par mise en communication avec celui-ci, en appliquant le principe des vases communicants par création d'une différence de ni veau, b) isolement du silo-épaississeur par interruption de la commu nication vers celui-ci, c) épaississement gravitaire des boues transférées dans le si lo-épaississeur en vue d'accroître leur siccité et de réduire leur volume, d) évacuation du liquide surnageant du silo-épaississeur, e) selon le besoin, rétablissement de la communication entre décanteur et silo-épaississeur, puis exécution à nouveau des étapes (a) à (d) indiquées ci-dessus, f) élimination de la boue épaissie dans le fond du silo-épaissis- seur dés que la surface de cette boue a atteint un niveau prédé terminé. La boue fluide, transférée du décanteur dans le silo-épaissis- seur, s'écoule à la partie haute de la zone de stockage de celui- ci, au niveau considéré comme maximum à l'étape (f) pour la ré tention des boues épaissies. Le dispositif d'application du procédé d'évacuation des boues résultant de la décantation de liquides chargés, à l'évacuation des boues déposées et retenues dans le piège à boues d'un dé canteur d'épuration des eaux, selon l'invention, se caractérise en ce qu'il comporte, pour l'essentiel, un silo-épaississeur, constitué d'une zone de stockage des boues, prolongé vers le haut par une zone de rétention du liquide surnageant, au moins une tuyauterie à vanne d'isolement, reliant le silo-épaississeur au décanteur, un moyen d'évacuation du liquide surnageant et un moyen d'élimination des boues épaissies, retenues dans la zone de stockage du silo-épaississeur. Chaque tuyauterie à vanne d'isolement reliant le décanteur au silo-épaississeur aspire dans le fond d'un des compartiments du piège à boues du décanteur et refoule à la base de la zone de rétention du liquide surnageant du silo-épaississeur. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le moyen d'évacuation du liquide surnageant est constitué d'une pompe aspirant à la base de la zone de rétention du liquide surnageant. Selon un second mode de réalisation, le moyen d'évacuation du liquide surnageant est constitué d'au moins un piquage, contrô lé par une vanne, mettant en relation la zone de rétention du li quide surnageant avec l'extérieur, lorsqu'une différence de ni veau, une surpression ou une aspiration permet un écoulement. Le moyen d'élimination des boues épaissies retenues dans la zone de stockage du silo-épaississeur est constitué d'une tuyauterie formant canne plongeante, dont l'extrémité infé rieure est située près du fond de la zone de stockage des boues épaissies et dont l'extrémité supérieure, munie d'un raccord type pompier, est située à un niveau hydraulique supérieur à celui du liquide surnageant. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent es sentiellement en ce que le décanteur peut être, en permanence, maintenu à un niveau de charge boueuse optimum pour éviter le relargage et en ce que les boues extraites du silo-épaississeur sont, préalablement à leur évacuation, réduites de volume par décantation, en vue de faciliter leur stockage, leur transport et de rentabiliser leur élimination. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'une installation de traitement d'eau pluviale, donnée à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique en perspective de l'installation dans un état dit initial, - la figure 2 représente une vue schématique en perspective de l'installation dans la phase de transfert des boues du décanteur vers le silo-épaississeur, - la figure 3 représente une vue schématique en perspective de l'installation en phase d'épaississement des boues, - la figure 4 représente une vue schématique en perspective de l'installation en phase de vidange du liquide surnageant du silo- épaississeur. Les figures représentent une installation de traitement mettant en oeuvre le procédé et le dispositif selon l'invention, compor tant un silo-épaississeur 10 avec zone de stockage 11 des boues épaissies 111, prolongé, vers le haut, par une zone de ré tention 12 du liquide surnageant 121, relié par des tuyauteries 20 à une ou plusieurs vannes d'isolement 21 respectivement aux compartiments 311 et 312 du piège à boues 31 du décan teur 30 ; le liquide surnageant 121 étant évacué du silo-épais- sisseur 10 par une pompe 13 et la boue épaissie 111 étant éva cuée par aspiration à l'aide d'une canne plongeante 14 munie, à son extrémité supérieure, d'un raccord dit "pompier" 141. En examinant maintenant plus en détail les figures 1 et 2, on re marque que, si le décanteur 30 est rempli d'eau et que le piège à boues 31 renferme des boues, alors que le silo-épaississeur 10 est vide, comme représenté à la figure 1, il suffit d'ouvrir la vanne 21 des tuyauteries 20 pour obtenir, selon le principe des vases communicants, le transfert des boues des comparti ments 311 et 312 du piège à boues 31 vers le silo-épaississeur 10, jusqu'à ce que les niveaux de liquide s'équilibrent dans le décanteur 30 et le silo-épaississeur 10. En se rapportant à la figure 3, on remarque que, en isolant le si- Io-épaississeur 10 par fermeture de la vanne 21 des tuyauteries 20, on obtient la décantation progressive du liquide introduit dans le silo-épaississeur 10 jusqu'à obtention d'un liquide sur nageant 121 débarrassé des particules décantables. A ce stade, comme le montre la figure 4, la pompe 13 peut être mise en fonction afin d'évacuer la quasi-totalité du liquide surna geant 121. Cette opération ayant été effectuée et les vannes d'isolement 21 étant restées fermées, une différence de niveau de liquide apparaît entre le silo-épaississeur 10 et le décanteur 30, qui peut être mise à profit pour effectuer, par simple ouver ture des vannes d'isolement 21, un autre transfert de boues du décanteur 30 vers le silo-épaississeur 10, jusqu'à nouvelle mise en concordance des niveaux respectifs ; la fermeture des vannes d'isolement 21 permet de démarrer une nouvelle phase d'épaississement, entraînant une élévation du niveau de la boue épaissie 111 qui, lorsqu'elle atteint la base de la zone de rétention 12, après plusieurs cycles, peut être transférée dans une citerne mobile par une pompe ou un autre système, à l'aide d'une manche reliée à la canne plongeante 14 par le raccord pompier 141. L'invention est destinée principalement aux installations de traitement des eaux pluviales, mais rien ne s'opposerait à son utilisation dans d'autres domaines, où des lits de particules so lides, résultant de la décantation d'un liquide chargé, doivent être évacués puis concentrés avant traitement ultérieur éven tuel, comme c'est le cas, en particulier, pour le traitement des eaux usées et de certains liquides chargés d'origine indus trielle ou agro-industrielle. Revendications 1. Procédé d'évacuation de boues résultant de la décantation de liquides chargés, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le cycle d'étapes successives suivantes a) transfert des boues fluides vers un silo-épaississeur par mise en communication avec celui-ci, en appliquant le principe des vases communicants, par création d'une différence de ni veau, b) isolement du silo-épaississeur par interruption de la commu nication vers celui-ci, c) épaississement gravitaire des boues transférées dans le si lo-épaississeur en vue d'accroître leur siccité et de réduire leur volume, d) évacuation du liquide surnageant du silo-épaississeur, e) selon le besoin, rétablissement de la communication vers le silo-épaississeur et exécution à nouveau des étapes (a) à (d) indiquées ci-dessus, f) élimination de la boue épaissie dans le fond du silo-épaissis- seur dès que la surface de cette boue a atteint un niveau prédé terminé. 2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la boue fluide, transférée dans le silo-épaississeur, s'écoule à la partie haute de la zone de stockage de celui-ci, au niveau consi déré comme maximum à l'étape (f) pour la rétention des boues épaissies. 3. Application du procédé d'évacuation de boues résultant de la décantation de liquides chargés selon les revendications 1 et 2, à l'évacuation des boues déposées et retenues dans le piège à boues d'un décanteur d'épuration des eaux. 4. Dispositif permettant l'application du procédé selon la reven dication 3, à l'évacuation de boues résultant de la décantation de liquides chargés selon les revendications 1 et 2, à l'évacua tion des boues déposées et retenues dans le piège à boues d'un décanteur d'épuration des eaux, caractérisé en ce qu'il com porte, pour l'essentiel, un silo-épaississeur (10), constitué d'une zone de stockage (11) des boues (111), prolongé vers le haut par une zone de rétention (12) du liquide surnageant (121), au moins une tuyauterie (20) à vanne d'isolement (21), reliant le silo-épaississeur (10) au décanteur (30), un moyen d'évacuation du liquide surnageant (121) et un moyen d'élimi nation des boues épaissies (111), retenues dans la zone de stockage (11) du silo-épaississeur (10). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque tuyauterie (20) à vanne d'isolement (21) reliant le dé canteur (30) au silo-épaississeur (10) aspire dans le fond d'un des compartiments (311, 312) du piège à boues (31) du décan teur (30) et refoule à la base de la zone de rétention (12) du li quide surnageant (121) du silo-épaississeur (10). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'évacuation du liquide surnageant (121) est constitué d'une pompe (13) aspirant à la base de la zone de rétention (12) du liquide surnageant (121). 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'évacuation du liquide surnageant (121) est constitué d'au moins un piquage, contrôlé par une vanne, mettant en rela tion la zone de rétention (12) du liquide surnageant (121) avec l'extérieur, lorsqu'une différence de niveau, une surpression ou une aspiration permet un écoulement. 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'élimination des boues épaissies (111) retenues dans la zone de stockage (11) du silo-épaississeur (10) est constitué d'une tuyauterie formant canne plongeante (14), dont l'extrémi té inférieure est située près du fond de la zone de stockage (11) des boues épaissies (111) et dont l'extrémité supérieure, munie d'un raccord type "pompier" (141), est située à un niveau hy draulique supérieur à celui du liquide surnageant (121).