Brevet FR2860785A1 — publié le 20050415

L'invention a trait à une installation de séparation et de clarification de liquides chargés en sables, graviers et/ou autres composés minéraux et, plus particulièrement, à la partie de réception et d'alimentation d'une telle installation destinée aux traitements des liquides provenant de l'industrie du ciment et du béton. La réglementation applicable, notamment en France, impose le traitement et le recyclage des liquides issus de la fabrication des bétons et des ciments, ainsi que des liquides issus du lavage des installations de production et/ou des véhicules transportant ces produits et désignés, le plus souvent, sous les termes de pompes à béton ou toupies . On connaît des installations de traitement permettant de séparer les sables et graviers des liquides chargés en ciment où ces derniers, appelés laitances, subissent par exemple, une décantation suivie d'un cyclonage et d'un essorage avant un passage dans un filtre presse. A l'issu de ce traitement, les liquides ont été séparés en deux phases: une phase solide comprenant des sables, graviers et des galettes de laitance composées essentiellement de ciment, et une phase liquide comprenant de l'eau réutilisable dans les installations de production et de lavage. Pour amener les liquides à traiter jusqu'aux unités de traitement, il est connu de les déposer dans une trémie d'alimentation d'une vis sans fin qui assure une première séparation des sables et graviers les plus gros. Un quai de déchargement surélevé par rapport à la trémie est souvent nécessaire. Une telle installation ne peut fonctionner de manière continue, l'alimentation de la trémie se faisant par intermittence. Elle n'est pas adaptée à un traitement de tous les liquides provenant de l'unité de production du béton et des véhicules de transport. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une installation équipée d'un dispositif de réception et d'alimentation adapté pour recevoir tous les liquides provenant du site de production et pour assurer un fonctionnement en continu de l'installation. A cet effet l'invention a pour objet une installation de séparation et de clarification de liquides chargés, notamment en sables, graviers et/ou autres composés minéraux, comprenant une vis sans fin et des moyens de traitement des liquides, caractérisée en ce qu'elle comprend un bassin de réception de liquides chargés et un dispositif d'entraînement apte à déplacer au moins un organe de collecte de liquides chargés, entre une première position, où l'organe plonge dans le bassin de réception et collecte du liquide chargé, et une seconde position, où l'organe de collecte déverse le liquide chargé dans un moyen d'alimentation de la vis sans fin. Grâce à l'invention, on assure, outre une réception en continu des effluents, une alimentation continue de la première étape du procédé de traitement. Une réserve tampon de liquides à traiter est créée, ce qui permet d'assurer un fonctionnement continu de l'installation. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, l'installation incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Le dispositif d'entraînement comprend une roue, entraînée par un organe moteur et équipée sur sa circonférence de plusieurs organes de collecte en forme de godets. Avantageusement, ces godets sont reliés à la roue par des bras s'étendant radialement vers l'extérieur. - Le moyen d'alimentation de la vis sans fin est une trémie, située en partie basse de la vis, l'une des parois de la trémie étant pourvue d'un déversoir dans 5 le bassin de réception. - En variante, le dispositif d'entraînement comprend une chaîne sans fin. - L'ouverture du bassin de réception affleure au niveau du sol, et le bassin est équipé d'un trop plein débouchant dans un second bassin pourvu de moyens de reprise de liquide. - Le bassin de réception a une forme telle que son fond est situé à une distance sensiblement constante de l'ouverture des organes de collecte, lors du déplacement de ces derniers. - Le dispositif d'entraînement est partiellement immergé dans le bassin. - Les organes de collecte sont munis, au voisinage de leur ouverture, d'un 15 organe de raclage, notamment une lame ou des dents. - L'axe de rotation de la roue est déplaçable, notamment par au moins un ressort ou un vérin. - Les organes de collecte passent dans une zone de lavage lors de leur déplacement entre la seconde position de déversement du liquide et la 20 première position. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif de réception et d'alimentation conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une représentation schématique d'une installation de traitement de liquides conforme à l'invention, - La figure 2 est une vue à plus grande échelle du dispositif de réception et d'alimentation en liquides représenté à la figure 1, - La figure 3 est une coupe partielle de l'organe d'entraînement et d'une partie du bassin de réception selon le plan III III à la figure 2 et, - La figure 4 est une vue en perspective d'un godet de collecte de liquide. L'installation représentée à la figure 1 comprend une zone d'arrivée des liquides chargés à traiter, cette zone étant située au niveau du sol et reliée à des caniveaux. Cette zone est reliée avec une première partie, formant déversoir, d'un bassin de réception 1. Ce bassin de réception 1 a une section, dans le plan de la figure 2, globalement configurée en V à fond plat. En section dans le plan de la figure 3 son fond est configuré globalement en arc de cercle. Ce bassin 1 communique, au niveau d'un de ses côtés, avec un second bassin 2, par un trop plein 3. Ce second bassin 2 reçoit deux pompes 4, fonctionnant en alternance, et adaptées pour envoyer les eaux, débarrassées de leurs plus gros éléments mais encore chargées, vers une première partie de l'installation équipée en moyens d'essorage 5, de cyclonage 6, et de décantation 7. A l'issue de cette partie du traitement, la phase solide est évacuée vers une zone Z' de stockage, comme représenté par la flèche Fi. La phase liquide poursuit le traitement, par exemple, une décantation et un épaississage dans un bac 8 puis un passage dans un filtre presse 9 qui permet d'obtenir des galettes de ciment 10. Les eaux, clarifiées et décantées, obtenues à chaque étape sont réutilisables dans le processus de fabrication du béton et/ou de lavage des différentes parties des installations de traitement, de recyclage et de production, y compris pour le lavage des véhicules. Au-dessus du bassin 1, est positionnée une vis sans fin 11 pourvue d'une trémie d'alimentation 12. Cette trémie a des parois de dimensions différentes. L'une 120 de ces parois, celle de plus petite surface, possède un déversoir 121. A une extrémité 11A de cette vis 11, les sables et graviers les plus grossiers sont évacués vers la zone Z' où ils rejoignent ceux issus de l'essorage et du cyclonage. Les liquides, encore chargés en particules relativement fines, retombent dans le bassin 1 par le déversoir 121 et, via le trop plein 3, passent dans le bassin secondaire 2 où les pompes 4 assurent leur cheminement dans le reste de l'installation, comme expliqué ci dessus. Une rampe de lavage 110, représentée à la figure 1, permet de laver les matériaux entraînés par la vis 11 et de maintenir celle-ci en eau ce qui facilite l'entraînement des matériaux. Une roue, par exemple, une roue à rayons 13, est disposée dans le bassin de réception 1 de manière à être partiellement immergée dans ce dernier, par exemple sur 30 à 40% de son diamètre. L'axe de rotation de la roue 13 ne doit pas être immergé pour éviter toute détérioration et/ou corrosion. L'axe de rotation 14 de cette roue 13 est disposé de manière à être globalement horizontal. La roue 13 est entraînée en rotation par un moteur 13A qui peut être de tout type connu, notamment électrique. L'intérieur du bassin 1 est adapté à la forme et aux dimensions de la roue 13, de manière à maintenir globalement constante la distance D entre le fond F du bassin et l'axe de rotation 14. La roue 13 porte plusieurs bras 15, régulièrement répartis sur sa circonférence. Ces bras 15 sont disposés de manière à s'étendre radialement vers l'extérieur de la roue 13. Des godets 16, globalement en forme de prisme à section triangulaire, sont fixés, au niveau d'une de leurs bases triangulaires, à une extrémité libre de chaque bras 15. Ils sont fixés sur les bras 15 de manière à s'étendre en porte à faux par rapport à la roue 13. Sur un des bords de chaque ouverture 17 des godets 16, à savoir celui 18 le plus éloigné de l'axe de rotation 14 de la roue, les godets sont équipés d'un organe de raclage en forme de lame 19. Lorsque la roue 13 est entraînée en rotation dans le sens de la flèche R à la figure 3, les godets suivent une trajectoire circulaire. Chaque godet 16 passe cycliquement dans le bassin 1 où il se remplit de liquides chargés en sables, graviers et/ou autres composés minéraux. Le remplissage des godets 16, lors de la rotation, est facilité par l'évacuation de l'air résiduel grâce à la forme des godets. Lors de ce remplissage, la forme et les dimensions du bassin 1 permettent au godet 16 de passer au plus près de tous les points de la paroi et du fond F du bassin 1. Une rotation permanente de la roue permet d'agiter le liquide dans le bassin 1 et d'éviter une prise en masse des sables, des graviers et du ciment. Ceci est favorisé également par le raclage, régulier et permanent, des sables, graviers et/ou autres composés minéraux effectué par la lame 19 positionnée sur le bord 18 de chaque godet 16. La vitesse de rotation de la roue 13 est réglable en fonction de la quantité de liquide dans le bassin 1 et/ou de la charge en matière solide Malgré cette agitation, les sables, graviers et/ou composés minéraux présents au fond du bassin 1 ont tendance à former une couche compacte. Afin d'éviter tout endommagement de la roue 13, des godets 16 ou tout blocage de la rotation de la roue 13 par des éléments de grandes dimensions et/ou compactés pouvant se trouver dans le fond du bassin 1, il est possible de faire varier la distance d entre l'organe de raclage 19 et le fond du bassin 1, par exemple en montant l'axe de rotation 14 de la roue sur ressort ou vérin pour avoir une certaine souplesse. Par ces déplacements de l'axe 14, le remplissage des godets 16 est optimal, ces derniers collectant, à chaque cycle, globalement la même quantité de matériau. Le remplissage d'un godet 16 est globalement terminé lorsque celui-ci passe au voisinage de son point mort bas Mb lors de la rotation de la roue. Le godet 16 entame alors une remontée permettant l'évacuation des liquides hors du bassin 1. Au voisinage du point mort haut Mh de sa rotation, chaque godet 16 passe au-dessus de la trémie 12 d'alimentation de la vis sans fin 11 et déverse dans cette dernière son contenu, le passage du godet 16 au-dessus de la trémie 12 s'effectuant d'abord au-dessus de la paroi de plus grande dimension puis au dessus de la petite paroi 120 munie du déversoir 121. Ainsi la trémie est adaptée pour ne pas gêner le mouvement de rotation des godets 16. Afin d'optimiser le déchargement des godets, la trémie d'alimentation 12 et la vis sans fin 11 sont disposées selon une direction globalement parallèle à l'axe de rotation 14 de la roue. Chaque godet 16 entame alors une descente vers le bassin 1 afin de recommencer un cycle de collecte des liquides. Lors de cette descente, et alors qu'il se trouve globalement toujours au-dessus de la trémie d'alimentation de la vis sans fin, chaque godet 16 passe dans une zone Z, visible aux figures 1 et 3, où il est lavé, par exemple par des jets à haute pression 21. Les liquides, débarrassés de leur charge en composés les plus gros, s'écoulent par la partie basse 11B de la vis sans fin 11, disposée selon une pente ascendante, et retombent dans la trémie 12 puis, par le déversoir 121, dans le bassin 1 de réception et d'alimentation. La forme et les dimensions relativement faibles du bassin 1 permettent de décanter aisément les liquides, même peu chargés. La phase solide de ces liquides peut être aisément récupérée dans le fond du bassin par les godets 16, lors du raclage par les lames 19. La phase liquide est, quant à elle, évacuée par le trop plein 3 dans le second bassin 2 qui, avantageusement, est de dimensions inférieures à celles du bassin 1. Un jeu de pompes 4 amène le liquide vers le reste de l'installation, constitué des appareils 5 à 9, ces pompes fonctionnant, avantageusement, en alternance. Ce second bassin 2 a également un rôle de bassin tampon qui permet de réguler aisément la réception des effluents et l'alimentation des appareils 5 à 9 de l'installation. Dans un autre mode de réalisation, les lames 19 des godets sont remplacées par des dents. En variante, le nombre et la forme des godets 16 sont différents. II est également possible dans une autre configuration, de remplacer la roue 13 par une chaîne sans fin. Dans un autre mode de réalisation non représenté, les godets 16 possèdent plusieurs orifices répartis sur au moins une paroi du godet. Ces orifices facilitent l'évacuation de l'air résiduel lors de la phase de remplissage et initient l'évacuation des liquides lors de la phase de remontée du godet 16. REVENDICATIONS 1. Installation de séparation et de clarification de liquides chargés, notamment en sables, graviers et/ou autres composés minéraux, comprenant une vis sans fin (Il) et des moyens de traitement des liquides (5, 6, 7, 8, 9), caractérisée en ce qu'elle comprend un bassin (1) de réception de liquides chargés et un dispositif d'entraînement (13,13A,14) apte à déplacer au moins un organe de collecte (16) de liquides chargés, entre une première position (Mb), où ledit organe plonge dans ledit bassin (1) de réception et collecte du liquide chargé, et une seconde position (Mh), où ledit organe de collecte déverse le liquide chargé dans un moyen d'alimentation (12) de ladite vis sans fin (11). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement comprend une roue (13), entraînée par un organe moteur (13A) et équipée sur sa circonférence de plusieurs organes de collecte en forme de godets (16). 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits godets (16) sont reliés à ladite roue (13) par des bras (15) s'étendant radialement vers l'extérieur. 4. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit moyen d'alimentation de la vis sans fin (11) est une trémie (12), située en partie basse de ladite vis (11), l'une (120) des parois de ladite trémie (12) étant pourvue d'un déversoir (121) dans ledit bassin (1) de réception. 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit dispositif d'entraînement comprend une chaîne sans fin. 6. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ouverture dudit bassin (1) de réception affleure au niveau du sol, et en ce que ledit bassin (1) est équipé d'un trop plein (3) débouchant dans un second bassin (2) pourvu de moyens (4) de reprise de liquide. 7. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bassin de réception (1) a une forme telle que son fond (F) est situé à une distance (d) sensiblement constante de l'ouverture (17) des organes de collecte (16), lors du déplacement de ces derniers. 8. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement (13) est partiellement immergé dans ledit bassin (1). 9. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les organes de collecte (16) sont munis, au voisinage de leur ouverture (17), d'un organe de raclage, notamment une lame (19) ou des dents. 10. Installation selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que l'axe de rotation (14) de la roue (13) est déplaçable, notamment par au moins un ressort ou un vérin. 11. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les organes de collecte (16) passent dans une zone de lavage (Z) lors de leur déplacement entre la seconde position de déversement (Mh) du liquide et la première position (Mb).