Brevet FR2913440A1 — publié le 20080912

La présente invention concerne un dispositif de traitement et d'évacuation d'un flux d'eaux usées dans le boîtier d'un séparateur de liquides légers, notamment d'hydrocarbures. Les eaux de ruissellement renferment classiquement une quantité notable d'hydrocarbures, de boues et de diverses matières solides en suspension qu'il est nécessaire d'éliminer avant toute réutilisation. La réglementation (arrêté 77-254 du 8 mars 1977 pour la France) prévoit que le déversement dans les eaux superficielles, souterraines ou dans la rue de lubrifiants ou huiles neufs et usagés est interdit. Les stations services, ateliers de mécanique, parkings, garages et aires de lavages doivent être équipés d'un séparateur d'hydrocarbures précédés par un débourbeur. Par suite, les professionnels, les particuliers ou les petites communautés locales ou artisanales doivent disposer de dispositifs per- mettant une séparation simple et peu onéreuse de ces différents éléments de l'eau qui correspond à l'élément porteur. Pour satisfaire à cette demande, les spécialistes proposent actuellement sur le marché des séparateurs constitués par un boîtier ayant classiquement la forme d'un parallélépipède rectangle comportant une face supérieure ouverte, un fond, deux parois latérales ainsi que deux parois frontales munies d'ouvertures permettent respectivement de bran-cher le séparateur sur un conduit d'admission du flux à traiter ou sur un conduit d'évacuation du flux épuré. Un tel boîtier est conçu de manière à permettre le débour- bage des eaux à traiter par décantation ainsi que la séparation des liquides légers notamment des hydrocarbures qui, plus légers que l'eau, migrent vers la partie supérieure du boîtier. Il est indispensable que le personnel d'entretien puisse avoir accès à la partie interne du boîtier de ces séparateurs. A cet effet, leur boîtier est en règle générale équipé à sa partie supérieure soit d'une couverture munie d'au moins une amorce de cheminée, soit d'au moins un cadre cornière permettant la mise en place d'un tampon d'obturation amovible. Lorsque le boîtier des séparateurs de liquides légers est 35 réalisé en métal, la couverture ou le cadre cornière associé est également constitué par un élément métallique. Ces éléments sont classiquement assemblés au boîtier par des cordons de soudure continus ou discontinus, ce qui n'est pas sans présenter un certain nombre d'inconvénients. En effet, pour éviter tout risque de corrosion, il est impératif d'appliquer un revêtement de protection tel qu'une peinture sur la totalité de la surface intérieure des séparateurs métalliques, y compris les couvertures, les amorces de cheminée ou les cadres cornières. Or, la soudure des couvertures métalliques ou des cadres cornières sur les boîtiers doit obligatoirement être réalisée avant la pein-10 ture de ces éléments. Par suite, cette dernière opération doit être effectuée sur le séparateur déjà assemblé, ce qui fait qu'elle est particulièrement longue et incommode, donc coûteuse en main d'oeuvre. De plus, il est impossible de garantir une parfaite applica- 15 tion de la peinture protectrice sur toutes les surfaces, en particulier à l'intérieur du boîtier et sur les cadres cornières et les amorces de cheminée qui sont difficilement accessibles ; il peut donc subsister des zones non recouvertes de peinture qui peuvent être le siège d'amorces de corrosion. 20 Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé, selon le document FR 2 845 681, de remplacer les cordons de soudure continus ou discontinus par des moyens d'assemblage autres de façon à permettre de peindre les différents éléments constitutifs d'un séparateur (boîtier, couverture, amorce de cheminée, cadre cornière, ...) avant leur assem- 25 blage. La présente invention concerne de préférence un dispositif de traitement et d'évacuation d'un flux d'eaux usées dans un séparateur de liquides légers ainsi conçu, c'est-à-dire dont les différents éléments peuvent être peints avant leur assemblage. 30 Selon le document FR 2 848 550, il a été proposé de rem-placer les boîtiers métalliques classiques en forme de parallélépipède rectangle de tels séparateurs par des boîtiers ayant la forme d'un tronc de pyramide à base rectangulaire comportant une face supérieure ouverte, un fond, ainsi que deux parois frontales et deux parois latérales respecti- 35 vement situées en regard et définissant de préférence un angle compris entre 91 et 98 avec le fond. Les parois frontales de ces boîtiers sont munies d'une ouverture permettant leur branchement sur un conduit d'admission du flux à traiter ou sur un conduit d'évacuation du flux épuré. Cette modification de la forme classique des boîtiers métal- liques des séparateurs de liquides légers a été dictée par le fait que, pour des raisons économiques évidentes, on a cherché à centraliser la fabrication des différents éléments constitutifs de ces séparateurs, en particulier de leurs boîtiers, avant de les transporter vers des centres de montage ré-partis sur le territoire et situés à proximité des utilisateurs finals. Une telle centralisation de la fabrication des séparateurs de liquides légers a toutefois été freinée par le caractère encombrant des boîtiers métalliques qui grève notablement le coût du stockage et du transport qui est proportionnel au volume. Le remplacement des boîtiers parallélépipédiques par des boîtiers en forme de tronc de pyramide a permis de réduire ce coût dans une large mesure car les boîtiers en forme de tronc de pyramide peuvent être empilés lors du transport et du stockage, préalablement à l'assemblage des différents éléments constitutifs du séparateur. Dans la pratique, de tels séparateurs ne sont toutefois pas exempts d'inconvénients dans la mesure, ou pour permettre l'empilage des boîtiers, les différents éléments équipant ceux-ci doivent être assemblés sur le site de montage. Or, ces boîtiers sont en règle générale subdivisés à leur partie interne en deux compartiments, à savoir un compartiment de dé- bourbage et un compartiment de séparation des graisses et des liquides légers, notamment des hydrocarbures qui sont séparés par une cloison équipée d'une boîte de dégrillage et d'une boîte de coalescence munie à sa partie interne d'un garnissage permettant de rassembler les globules de liquides légers présents au sein du flux à traiter en grosses gouttelettes qui, plus légères que l'eau, migrent vers la partie supérieure du compartiment de séparation et de stockage des liquides légers. Le compartiment de séparation et de stockage des liquides légers est en outre équipé d'une tubulure d'évacuation permettant de transférer le flux débourbé, dégrillé et débarrassé des liquides légers pro- venant de la boîte de coalescence dans le conduit d'évacuation. Un séparateur de ce type est à titre d'exemple décrit dans le document FR 2 836 471. Pour obtenir les avantages susmentionnés, en particulier permettre de centraliser la fabrication des séparateurs sur un seul site, il est impératif que toutes les opérations de soudure ou de perçage nécessaires à la mise en place dans le boîtier de la cloison verticale séparant le compartiment de débourbage et le compartiment de séparation et de stockage des liquides légers, ainsi que de la tubulure d'évacuation puis-sent être effectuées sur ce site, préalablement à l'application de la peinture de protection. Il est également impératif que les boîtiers puissent être en-suite empilés lors de leur transport vers le site de montage où seules doivent être mises en oeuvre de simples opérations d'assemblage, en particulier au moyen d'écrous ou de boulons inaptes à entraîner des risques de corrosion ou de défauts d'étanchéité au niveau des parois du séparateur. 15 Or, cette nécessité n'est pas sans entraîner des difficultés. Selon l'invention, on a eu l'idée de remédier à ces inconvénients en supprimant la paroi verticale de séparation du boîtier en deux compartiments et en rassemblant le compartiment de débourbage et le compartiment de séparation et de stockage des liquides légers en une 20 chambre unique. L'invention a ainsi pour objet de proposer un dispositif de traitement et d'évacuation d'un flux d'eaux usées dans le boîtier d'un séparateur de liquides légers, notamment d'hydrocarbures, ayant la forme d'un parallélépipède rectangle ou de préférence d'un tronc de pyramide à 25 base rectangulaire comportant une face supérieure ouverte, un fond, deux parois latérales ainsi que deux parois frontales munies d'ouvertures par lesquelles il est respectivement branché sur un conduit d'admission du flux à traiter et sur un conduit d'évacuation du flux traité, ces parois dé-limitant une chambre de débourbage et de séparation et de stockage des 30 liquides légers à la partie interne du boîtier. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il est constitué par un ensemble monobloc comportant : d'une part une boîte de coalescence essentiellement cylindrique communiquant avec la chambre de débourbage et de séparation et de 35 stockage des liquides légers par une série de fentes latérales ainsi que par un orifice supérieur, cette boîte de coalescence étant munie à sa partie interne d'un garnissage permettant de rassembler les globules de liquides légers présents au sein du flux à traiter en grosses gouttelettes, et d'autre part d'une tubulure d'évacuation formant siphon essentielle-ment en forme de U comportant une branche descendante passant au travers de la boîte de coalescence et communiquant avec la partie in-terne de cette boîte par au moins une ouverture de transfert pouvant être obturée par un flotteur mobile à la partie interne de cette branche descendante et taré à la densité des liquides légers, ainsi qu'une branche ascendante reliée au conduit d'évacuation du flux traité. L'orifice supérieur de la boîte de coalescence peut avanta- geusement être constitué par un orifice annulaire entourant la branche descendante de la tubulure d'évacuation. Compte tenu de cette configuration, et de l'intégration de la boîte de coalescence à la tubulure d'évacuation en un ensemble monobloc, la seule opération qui doit être effectuée sur le site de montage consiste à assembler cet ensemble monobloc, préalablement peint, sur la face in-terne de la paroi frontale du boîtier. Le compartiment de débourbage est ainsi défini par la partie inférieure du boîtier où se rassemblent par décantation les boues pré-20 sentes dans le flux à traiter. La limite supérieure de ce compartiment de débourbage est matérialisée par les fentes latérales les plus basses de la boîte de coalescence, fentes par lesquelles l'eau à traiter accède au garnissage présent à la partie interne de cette boîte. 25 Ces fentes latérales constituent parallèlement un élément de dégrillage. A la partie interne de la boîte de coalescence, les gouttelettes de liquides légers qui sont plus légères que l'eau migrent vers le haut pour sortir par l'ouverture supérieure de cette boîte et se rassembler à la 30 partie supérieure du boîtier qui constitue le compartiment de séparation et de stockage des liquides légers. Le flux débourbé, dégrillé et débarrassé des liquides légers provenant de la boîte de coalescence pénètre quant à lui dans la branche descendante de la tubulure d'évacuation par l'ouverture de transfert et est 35 transféré vers le conduit d'évacuation par la branche ascendante de cette tubulure. Le flotteur qui est taré à la densité des liquides légers, ce qui signifie qu'il coule dans ces liquides mais flotte sur l'eau est situé à la limite eau/liquides légers et permet ainsi d'obturer l'ouverture de transfert en cas d'accumulation excessive de liquides légers dans le boîtier. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le garnissage équipant la boîte de coalescence à sa partie interne est un gar- nissage en vrac constitué par un ensemble de billettes en matière plastique, en particulier en polyéthylène, de faible dimension comportant chacune une surface externe en forme de grille se prolongeant à sa partie interne par une série de lamelles ayant une très faible épaisseur de paroi. Ces billettes se distinguent par une surface spécifique élevée associée à un volume de vide très important. De telles billettes, qui sont utilisées avec succès en tant que support de lit bactérien dans des installations de traitement biologique des eaux usées, sont à titre d'exemple commercialisées par les sociétés 2H KUNSTSTOFF GmbH et RAUSCHERT VERFAHRENSTECHNIK. 15 Il est à noter que leur utilisation dans le domaine de la séparation de liquides légers en tant que masse coalescente a déjà été pro-posée conformément au document FR 2 889 179. L'utilisation de ces billettes s'est avérée particulièrement avantageuse dans la mesure où elles permettent de disposer d'environ 20 520 m2 de surface de contact par m3 de garnissage, ce qui correspond à plus du double de la surface de contact offerte par des éléments sphériques dont l'utilisation a également déjà été proposée. De plus, de telles billettes se colmatent beaucoup moins rapidement que les matelas en mousse synthétique à cellules ouvertes qui 25 sont classiquement utilisés. Les caractéristiques du dispositif qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective du dispositif, 30 la figure 2 est une vue schématique illustrant les différents éléments constitutifs du dispositif. Il est à noter que dans l'exemple de configuration représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif est fixé à la face frontale raccordée au conduit d'évacuation du boîtier non représenté par l'intermédiaire d'une 35 boîte de sortie 1. Selon les figures 1 et 2, le dispositif est constitué par un ensemble monobloc comportant une boîte de coalescence 2 et une tubulure d'évacuation formant siphon 3. La boîte de coalescence est constituée par un corps 4 essentiellement cylindrique fermé à sa partie supérieure par une casquette 5. Le corps cylindrique 4 est équipé sur sa périphérie d'une 5 série de fentes latérales 6 et muni à sa partie interne d'un garnissage en vrac non représenté sur les figures. La tubulure d'évacuation 3 est essentiellement en forme de U et comporte une branche descendante 7 fermée à sa partie supérieure, une branche ascendante 8 reliée à la boîte de sortie 1 ainsi qu'une botte 10 d'obturation 9 à fond 10 plat reliant la branche descendante 7 et la branche ascendante 8 et reposant sur le fond du boîtier non représenté. La branche descendante 7 passe au travers de la casquette 5 et du corps 4 du boîtier de coalescence 2 et communique avec la partie interne de cette boîte 2 par une ouverture de transfert 11 pouvant être 15 obturée par un flotteur 12 mobile à sa partie interne et taré à la densité du liquide léger. Selon la figure 1, la boîte de coalescence 2 communique par ailleurs avec la partie interne du boîtier à sa partie supérieure par un orifice annulaire 13 entourant la branche descendante 7 de la tubulure 20 d'évacuation 3 au niveau de la casquette 5. Compte tenu de cette configuration, le flux à traiter ayant pénétré dans le boîtier par le conduit d'admission pénètre à la partie in-terne de la boîte de coalescence 2 par les fentes latérales 6 du corps de boîte 2 puis dans la branche descendante 7 de la tubulure d'évacuation 2 25 par l'ouverture de transfert 11 avant de parvenir au niveau de la boîte de sortie 1 puis dans le conduit d'évacuation du flux traité. Les globules de liquides légers qui se rassemblent à la partie interne de la boîte de coalescence 2 sont ensuite transférés à la partie supérieure du boîtier en passant par l'orifice annulaire 13. 30 Le flotteur 13 permet d'obturer l'ouverture de transfert 11 en cas d'accumulation excessive de liquides légers dans la boîte de coalescence 2 de façon à permettre d'empêcher le transfert de ces liquides dans le conduit d'évacuation. 35 REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de traitement et d'évacuation d'un flux d'eaux usées dans le boîtier d'un séparateur de liquides légers, notamment d'hydrocarbures ayant la forme d'un parallélépipède rectangle ou de préférence d'un tronc de pyramide à base rectangulaire comportant une face supérieure ouverte, un fond, deux parois latérales ainsi que deux parois frontales munies d'ouvertures par lesquelles il est respectivement branché sur un conduit d'admission du flux à traiter et sur un conduit d'évacuation du flux traité, ces parois délimitant une chambre de débourbage et de séparation et de stockage des liquides légers à la partie interne du boîtier, caractérisé en ce qu' il est constitué par un ensemble monobloc comportant : d'une part une boîte de coalescence (2) essentiellement cylindrique communiquant avec la chambre de débourbage et de séparation et de stockage des liquides légers par une série de fentes latérales (6) ainsi que par un orifice supérieur (13), cette boîte de coalescence (2) étant munie à sa partie interne d'un garnissage permettant de rassembler les globules de liquides légers présents au sein du flux à traiter en grosses gouttelettes, et d'autre part d'une tubulure d'évacuation (3) formant siphon essentiellement en forme de U comportant une branche descendante (7) passant au travers de la boîte de coalescence (2) et communiquant avec la partie interne de cette boîte (2) par au moins une ouverture de transfert (11) pouvant être obturée par un flotteur (12) mobile à la partie interne de cette branche descendante (7) taré à la densité des liquides légers, ainsi qu'une branche ascendante (8) reliée au conduit d'évacuation du flux traité. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice supérieur (13) de la boîte de coalescence (2) est un orifice annulaire entourant la branche descendante (7) de la tubulure d'évacuation (3). 3 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, 35 caractérisé en ce que le garnissage équipant la boîte de coalescence (2) à sa partie interne est un garnissage en vrac constitué par un ensemble de billettes en matière plastique, en particulier en polyéthylène de faible dimension comportantchacune une surface externe en forme de grille se prolongeant à sa partie interne par une série de lamelles ayant une très faible épaisseur de paroi.5