Brevet FR2839062A1 — publié le 20031031

cium. - - 2839062 DISPOSITIF D'EPURATION POUR EAU DOMAINE D' APPLICATION La presente invention se refere a un dispositif d'epuration pour eau apte a epurer et a clarifier toutes sortes d'eau, ou une autre substance liquide analogue ou similaire, utilisant un procede de floculation. Ce dispositif comprend au moins un reservoir ferme a l'interieur duquel des conduits et/ou des elements deviateurs/convoyeurs vent disposes de maniere a creer un parcours oblige ou, en y introduisant de lteau sous pression, le procede de floculation a lieu. Dans le dispositif selon ['invention, l'eau est introduite a l'interieur de ce parcours oblige par l'intermediaire de moyens a pompe associes a au moins un element accelerateur/mixcur, par exemple un tuyau ou gicleur dit "Venturi". Ce tuyau dit "Venturi" a aussi bien la fonction de faire augmenter la vitesse d' entree de l'eau que de determiner l' aspiration et la recirculation de sediments deposes sur le fond du reservoir, lesquels stagregent avec les solides en suspension et avec la turbidite dissoute dans l'eau a epurer et en favorisent et accelerent la separation. ETAT DE LA TECHNIQUE On salt qu'a la fin des procedes dusinage industrial, les eaux de dechargement utilisees pour le refroidissement, le rincage des produits, etc.., vent alterees par des substances polluantes ou des dechets d'usinage, qui les rendent inutilisables et prejudiciables a l'environnement. Ces eaux doivent necessairement etre epurees pour pouvoir etre ensuite remises en circulation a l'interieur du cycle productif duquel elles proviennent, ou versees dans les bassins naturels de dechargement. L'epuration des eaux peut etre effectuee au moyen de divers types de traitement parmi lesquels est connu celui qui exploite le phenomene de la floculation, c'est-a-dire ce procede physico-chimique selon loquel des particules de petites dimensions dissoutes dans l'eau tendent a 2 - 2839062 s'agreger entre elles pour former des agglomeres de dimension et poids eleves qui se separent de lisau et se deposent, du fait de leur gravite, dans le fond d'un recipient. Ce traitement, utilise a l'echelle industrielle, prevoit l' introduction des eaux a basse vitesse ascensionnelle, normalement de ltordre de 1 m3/h, a l'interieur de cuves de sedimentation a ciel ouvert de dimensions considerables, dans lesquelles ont lieu l'agregation, la separation et le dep8t graduels des sediments et des solides en suspension. L'emploi de cuves conventionnelles cree des problemes lies principalement aux dimensions encombrantes et a la basse quantite d'eau epurable par unite de temps. Cette methode ne peut done pas tonj ours etre employee dans les installations industrielles ou vent produites chaque j our des quantites elevees d'eau a epurer ou quand ltespace disponible est reduit. La demanderesse, pour resoudre ces inconvenients de la technique connue et pour obtenir d'autres avantages, a projete et realise la presente invention. DESCRIPTION DE L' INVENTION Le but de l' invention est celui de realiser un dispositif d'epuration pour eau, ou pour tout autre substance liquide analogue ou similaire a l'eau, du type utilisant un procede de floculation pour separer les impuretes, qui permet d'obtenir un haut rendement d'epuration utilisant un outillage reduit au minimum, simple et economique a realiser. En accord avec ce but, le dispositif d'epuration, selon la presente invention, comprend au moins un reservoir, a l'interieur duquel vent disposes des moyens a pompe apses a alimenter l'eau sous pression dans ce parcours oblige. Selon un aspect caracteristique de la presente invention, ce reservoir est ferme et comprend en aval de ces moyens a pompe au moins un element - 3 - 2839062 accelerateur/mixeur, par exemple un gicleur du type "Venturi", apte a augmenter la vitesse du flux de l'eau et, simultanement, a en favoriser le melange avec une part du sediment present au fond du reservoir, qui est aspire par la depression creee par le gicleur Venturi. La mixture entre l'eau introduite et une partie du sediment deja present dans le reservoir accelere le procede de floculation, du fait que les sol ides en suspension et la turbidite presente dans l'eau a epurer tendent a s'englober et a se coaguler avec ce sediment, formant des agglomeres de poids et de dimension eleves. Le melange ainsi cree est porte vers le haut, c'est-a-dire vers la partie superieure du reservoir, a l 'aide de la vitesse imprimee a cette derriere par le gicleur du type "Venturi',. Selon un autre aspect caracteristique de l 'invention, le parcours oblige auquel ce melange est soumis comprend au moins un conduit a section progressivement croissante, de sorte que la vitesse du melange d'eau et d'impuretes diminue peu a peu, tandis qu'il monte vers la partie haute du reservoir. Arrive au sommet du reservoir, le melange est force a intervertir sa direction: la brusque diminution de vitesse derivant du choc contre le sommet du reservoir fait en sorte que les solides en suspension coagules se separent de l'eau et continuent leur chemin vers la partie inferieure du reservoir, alors que l'eau epuree qui remplit la partie haute du reservoir peut etre prelevee et evacuee de ce dernier. Ainsi se cree un flux, essentiellement continu et a grande vitesse, d'eau qui entre sale dans le reservoir et sort de ce dernier, epuree. Au moins une partie du materiau sedimente se depose dans une zone appropriee de calme dans la partie inferieure du reservoir et est eventuellement evacuee, de maniere continue ou periodique. - 4 - 2839062 Une autre partie audit materiau est remise en circulation par la depression creee par le gicleur du type "Venturi" et melange avec de l'eau nouvelle a epurer. Selon une variante de l 'invention, il est prevu ['addition, audit sediment, d'opportunes substances coagulantes ou epaississantes. Le dispositif selon ['invention, utilisant un reservoir ferme et un systeme de mixture avec des substances solides deja presentes dans ledit reservoir, permet d'utiliser des pressions d' entree tres superieures a la pression atmospherique, de facon a ce que la portee de l'eau a epurer puisse assumer des valeurs dans la gamme comprise entre environ 8 m3/h par metre carre et 17 m3/h par metre carre. Ces portees permettent de diminuer sensiblement les dimensions du reservoir, les temps d'execution du cycle et, dans le meme temps, d' augmenter le rendement du procede de floculation. DESCRIPTION DU DESSIN Ces caracteristiques et d'autres de la presente invention seront eclairees par la suivante description d'une forme preferentielle de realisation, fournie a titre d'exemple, non limitatif, avec reference au dessin annexe qui illustre schematiquement une section longitudinale du dispositif selon linvention. DESCRIPTION D'UNE FORME DE REALISATION PREFERENTIELLE DE L' INVENTION En reference au dessin annexe, le dispositif d'epuration pour eau 10 selon l' invention comprend un reservoir vertical 11, essentiellement ferme et a l'interieur duquel des parois 12 vent disposees de facon a former un parcours oblige pour lteau a epurer et defini par deux conduits concentriques, l'un axial interieur 24 et l'autre annulaire externe 25. Le reservoir 11 consiste en un corps cylindrique, par exemple en acier electrosoude, et presente dans la partie inferieure une partie conique, type entonnoir 21, dont le - 5 - 2839062 sommet est tourne vers le teas, et auquel vent associes des elements de support, ou des pieds 19, trots dans le cas illustre, qui en permettent l'appui au terrain. Dans le fond de cet entonnoir 21, le sediment 22, qui a ete separe des eaux epurer pendant le fonctionnement du dispositif , tend a se deposer peu a peu. A la base inferieure de ltentonnoir 21, se trouve une ouverture axiale dentree 13 a laquelle est associee une pompe hydraulique 14 qui sert a introduire sous pression l'eau ou un autre liquide a epurer, provenant de n'importe queue installation, industrielle ou non. La pompe 14 est couplee en aval a un gicleur de type "Venturin 23 apte a accelerer le flux introduit d'eau et a permettre la mixture avec une partie audit sediment 22 depose au fond de ltentonnoir 21. A cause de l' acceleration provoquee par le gicleur 23, l'eau a epurer est poussee vers le haut a l'interieur du conduit axial interieur 24 defini par lesdites parois 12. Selon ['invention, ce conduit 24 est conique et diverge vers le haut, de facon a ce que le flux d'eau a epurer perde progressivement de la vitesse pendant qu'il evolue vers le haut. Le sommet du reservoir 11 est ferme par un couvercle ou une cloche de retombee 15, fixee, par exemple, par electrosoudure. De plus, associee a cette cloche 15, au moins une ouverture de sortie 16 est prevue, (dans le cas present il y en a deux), a travers lesquelles l'eau epuree est liberee, et une ouverture 18 pouvant etre fermee selectivement, par des moyens de fermeture a etancheite 20, afin de permettre un acces facile a l'interieur du reservoir 11 quand une operation d'entretien devient necessaire. Dans la partie inferieure du reservoir 11 est en outre prevue une ouverture de dechargement 17 qui permet ['evacuation, continue ou periodique, d'une partie du sediment flocule et separe de l'eau. 6 - 2839062 En introduisant dans le reservoir 11, par la pompe 14, un flux d'eau sous pression a epurer par le gicleur du type "Venturi" 23, ce flux est soumis a une augmentation de vitesse et, du meme coup, est melange a part du sediment 22 present au fond de ltentonnoir 21, avec la consequente agregation de ce sediment 22 avec les impuretes presentes dans lteau. Le melange ainsi forme est envoye vers le haut dans le conduit interieur divergent 24, perdant progressivement de la vitesse jusqu'a ['impact avec la cloche de retombee , ce qui se passe encore pendant l 'augmentation graduelle de la section. La brusque diminution de la vitesse de lioau apres ['impact avec la cloche 15 fait que les agregats d'impuretes presents dans lteau, de dimension et poids eleves, se separent de l'eau et continuent, a cause de l'inertie, leur chemin vers le teas dans le conduit annulaire externe 25, en se deposant progressivement sur le fond de l'entonnoir 21. Par contre, lteau ainsi epuree en sortant de l'extremite inferieure du conduit 25, remplit progressivement la partie haute du reservoir 11 et peut etre evacuee a travers les ouvertures peripheriques de sortie 16, eventuellement associes a des manchons et a au moins un collecteur de dechargement. On cree ainsi un flux continu d'eau qui entre sale dans l'ouverture d' entree 13 et sort purifiee a travers les ouvertures 16, tandis que le sediment flocule se depose sur le fond de ltentonnoir 21: une partie en est evacuee par l'ouverture 17, eventuellement associee a une valve temporisee, alors qu'une autre partie du sediment 22 est remise en circulation pres du gicleur du type "Venturi" 13 pour la mixture avec la nouvelle eau introduite. Dans la solution illustree, on prevoit une cloison de separation 26 qui divise la partie des sediments 22 a evacuer a travers liouverture 17, de la partie de sediment - 7 _ 2839062 22 a faire recirculer utilisant l 'aspiration generee par le gicleur du type "Venturi" 23. Le reservoir 11 est ici outille avec des systemes a valve de regulation et controle opportune, qui n'ont pas d'importance dans la presente invention et ne vent pas illustres en detail. En outre, des systemes de prise en amont du gicleur du type "Venturi H 13 peuvent etre prevus afin de garantir le maintien sous pression du systeme, meme en cas de manque d'eau a epurer. Au dispositif d'epuration 10 decrit jusqu'ici peuvent etre apportees des modifications et/ou ajoutees des parties, sans pour cela sortir de la portee de la presente invention. Par exemple, on peut prevoir des moyens, non illustres, pour l' introduction d'agents chimiques agregeants qui favorisent la floculation, de facon a ameliorer le rendement du dispositif 10. Il est evident que, bien que la presente invention ait ete decrite avec reference a des exemples specifiques, une personne experte dans le domaine pourra sans aucun douse realiser beaucoup d'autres formes equivalentes de dispositifs d'epuration pour l'eau, qui font toutes partie de ['objet de la presente invention. - 8 - 2839062 REVENDICATIONS 1. Dispositif depuration utilisant la floculation pour l'eau ou un autre type de liquide analogue ou similaire, comprenant au moins un reservoir (11) a l'interieur duquel ladite eau est introduite, au moins une ouverture d' entree (13) associee a des moyens a pompe (14) et au moins une ouverture de sortie (16) pour ladite eau, ledit reservoir (11) presentant un fond (21) dans loquel le sediment (22) separe de ladite eau peut se deposer, caracterise par le fait que lesdits moyens a pompe (14) vent apses a alimenter ladite eau sous pression et que ledit reservoir (11) est essentiellement ferme et comprend, en aval desdits moyens a pompe (14), au moins un element accelerateur/mixeur (23) apte a augmenter la vitesse du flux de l'eau introduite dans le reservoir (11) et a en permettre le melange avec au moins une partie du sediment (22) present dans ledit fond (21). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait qu'a l'interieur audit reservoir (11), des parois (12) vent disposees de fagon a former un parcours oblige pour l'eau a epurer constitue par au moins deux conduits concentriques dont l'un (24) axial est interieur et l'autre (25) annulaire est externe, ledit conduit axial interieur (24) etant dispose essentiellement en continuation audit element accelerateur/mixcur (23) et etant conique et divergeant vers le haut. 3. Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que ledit element accelerateur/mixeur consiste d'un tuyau ou gicleur du type "Venturi" (23). 4. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caracterise par le fait que ledit reservoir (11) comprend superieurement des moyens de fermeture (15) en forme de cloche, lesdits moyens de fermeture (15) etant disposes essentiellement de facon terminale quant audit conduit axial inferieur (24) et etant apses a provoquer un - 9 - 2839062 changement de direction dans le flux d'eau ascendant et a provoquer la retombee des particules solides agglomerees, dans le conduit annulaire externe (25). 5. Dispositif selon la revendication 4, caracterise par le fait qu'il comprend des ouvertures (16) d'evacuation de l'eau purifiee, essentiellement associees auxdits moyens de fermeture a cloche (15). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caracterise par le fait que le fond audit reservoir (11) est en forme d'entonnoir (21) conique avec le sommet tourne vers le teas. 7. Dispositif selon les revendications 1 et 6, caracterise par le fait que ledit element accelerateur/mixeur (23) est dispose essentiellement sur le fond audit entonnoir (21). 8. Dispositif selon la revendication 6, caracterise par le fait qu'au moins une ouverture de dechargement (17) ouvrable selectivement est associe aux parois audit entonnoir (21) et est apte a permettre levacuation d'au moins une partie audit sediment (22) depose dans le fond audit reservoir (11). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, caracterise par le fait que lesdits moyens a pompe (14) vent apses a introduire de l'eau a l'interieur audit reservoir (11) avec une portee variable d' environ 8 m3/h jusquta environ 17 m3/h par metre carre. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, caracterise par le fait qu'il comprend des moyens de separation (26) apses a diviser la partie des sediments (22) a evacuer a travers au moins une ouverture de dechargement (17), de la partie de sediment (22) a faire recirculer en utilisant l 'aspiration generee par le gicleur du type "Venturi" (23). I.M.M.M.E.S. Sas di Vettorato Giulio & C. PAR PROCURATIOM