FR 2568564 A1 19860207 FR 8412142 A 19840731 -- 1 -- Procédé de clarification à lit de boue pour liquide chargé de matières solides. L'invention concerne la clarification de liquides chargés de matières fines en suspension. Les liquides à clarifier par le procédé de l'invention sont géné- ralement des eaux qui apparaissent en sortie d'un processus industriel et sont par exemple destinées à un second usage industriel ou à un rejet dans le domaine des eaux publiques. Toutefois, ces indications ne sont nullement restrictives. Bien que la description ci-après se réfère à des exemples pratiques de mise en oeuvre de ce procédé dans le cas d'eaux résiduelles d'industries minérales ou papetières, il est bien entendu que ce dernier peut être appliqué à la clarification de liquides chargés très divers. Jusqu'à présent les procédés utilisés nécessitaient d'une façon générale un temps relativement long pour assurer la séparation et la décantation des matières solides en suspension et obtenir un liquide ou une eau suffisamment clarifiée pour répondre aux normes imposées, ceci parceque la vitesse ascensionnelle de séparation ne dépassait pas quel- ques mètres/heure. Ils obligeaient à utiliser un équipement de sépara- tion coûteux et de dimensions et volume importants. Il est généralement connu que pour accélérer la décantation des particules solides il est nécessaire d'établir des liaisons entre les particules en suspension par l'addition dans le liquide chargé d'une faible quantité d'un adjuvant approprié qui permet de déclencher le phénomène de floculation. Ce phénomène permet le rapprochement des matières solides entre elles afin de former des agglomérats ou flocons de dimensions nettement plus importantes que les particules qui les compo- sent. Généralement, après floculation, le liquide chargé de flocons de tailles différentes est introduit dans une zone de décantation contenant une concentration plus importante de flocons. Ceci permet d'accélérer le grossissement des flocons et par voie de conséquence leur vitesse de sédimentation. Les flocons décantés dans la partie basse de la zone de décantation se concentrent et sont extraits, de façon généralement -2 continue mais parfois discontinue, sous la forme de boue plus ou moins concentrée suivant un débit moyen convenablement déterminé. Le liquide clarifié est enlevé dans la partie haute du dispositif de décantation par simple débordement. Ce cas est celui d'un dispositif assurant la clari- fication et la décantation des solides dans un seul compartiment, c'est-à-dire que le dispositif est du type à un seul étage. Il est également connu que, pour obtenir un effet plus rapide, on peut séparer les deux fonctions de clarification des liquides et de concentration des solides, c'est-à-dire les réaliser dans deux parties distinctes de l'appareil. On dit alors que le dispositif est à deux étages. Les étages peuvent être superposés, l'étage de clarification étant au dessus de l'étage de concentration, ou concentriques, ou côte à côte. Il est connu que le phénomène de floculation déclenché par des adjuvants de floeulation forme des agglomérats dont la cohésion méca- nique est faible, et que les mouvements hydrauliques dans la zone de clarification peuvent avoir à la fois des effets bénéfiques et néfastes quant à la structure et aux caractéristiques physiques des agglomérats. Des vitesse trop rapides dans certaines parties de l'appareil détruisent les flocons formés et forment des flocons dont le spectre granulométrique est trop étendu avec beaucoup d'agglomérats très fins se décantant mal. Des vitesses trop lentes dans d'autres parties permettent la formation de flocons trop gros qui s'agglomèrent entre eux. Ils for- ment alors des couches continues peu perméables qui gênent le passage du liquide à clarifier. Des phénomènes d'instabilité apparaissent alors avec formation de zones o ce liquide prend des vitesses rapides qui détruisent les flocons. Plus particulièrement un procédé de clarification connu comporte les opérations suivantes qui sont communes à ce procédé et à celui de la présente invention: - adjonction au liquide chargé d'un adjuvant de floculation pour que lesdites particules fines qui se rencontrent se lient en formant des flocons, - introduction sensiblement continue de ce mélange dans une chambre de distribution à pression sensiblement uniforme amenant ce mélange dans -3- une chambre de clarification à travers une pluralité d'injecteurs répartis sur la surface de cette chambre et présentant chacun un axe, - évacuation du liquide clarifié par un orifice d'évacuation de liquide en partie supérieure de cette chambre, - évacuation de boue à travers un orifice d'évacuation de boue écarté vers le bas de cet orifice d'évacuation de liquide, - lesdits injecteurs étant eux aussi écartés de cet orifice d'évacuation de liquide vers le bas, et le débit de liquide chargé injecté étant choisi de manière à former au dessus de ces injecteurs un lit de boue au sein duquel le liquide chargé monte entre des flocons déjà formés, et les particules fines encore en suspension dans cette eau se lient à ces flocons pour accroître le volume de ces derniers, de sorte que le liquide arrive clarifié au-dessus de ce lit de boue, et qu'une couche de liquide clarifiée se forme au-dessus du lit de boue, - chacun de ces injecteurs étant pourvu de moyens de guidage. Ce procédé connu est décrit dans le brevet français N 2.477.896 (Ghezail et autres). Il présente les caractéristiques particulières sui- vantes: Les injecteurs sont des orifices d'injection percés dans le plan- cher de la chambre de clarification, et lesdits moyens de guidage sont des éléments en forme d'entonnoir s'élargissant vers le haut à partir de ces orifices. Dans chaque plan horizontal coupant un tel entonnoir, la section de passage de l'eau chargée injectée serait, selon ce brevet (page 5, lignes 1-5) constituée par la totalité de la zone intérieure à l'entonnoir ce qui entrainerait une diminution très rapide de la vitesse de cette eau après la sortie des orifices d'injection. Ce résultat est recherché car dans ce procédé, on souhaite essentiellement l'absence d'agitation dans le lit de boue au-dessus des orifices d'injection. En fait, dès que la vitesse à travers l'orifice d'injection est sensible, il se forme un jet cylindrique axial à distance des parois de l'entonnoir. Par ailleurs dans ce procédé, une sortie temporaire partielle de la boue se fait de manière périodique à travers les orifices d'injection, par une aspiration temporaire entrainant une inversion brusque du sens de circu- lation à travers les orifices d'injection. Les parois des entonnoirs apparaissent alors constituer des moyens de guidage de la boue vers ces _4- orifices. Ce sont ces inversions périodiques brèves du sens de circulation de l'eau chargée qui empêchent dans une certaine mesure la formation d'une couche continue insuffisamment perméable et l'apparition des phé- nomènes d'instabilité précédemment mentionnés. Un deuxième procédé connu permet d'éviter dans une certaine mesure la formation d'une couche continue de boue insuffisamment perméable. Il est décrit dans le brevet français n 1.115.038 (Degremont) et utilise des accélérations temporaires périodiques du courant d'eau chargée à travers les orifices d'injection. Un troisième procédé est connu par le brevet français no 2.431.317 (Dorr Oliver) correspondant au brevet américain n 4.263.137 (Kos). Il utilise des inJecteurs mobiles comportant des moyens de guidage en forme d'entonnoirs qui assurent un ralentissement du courant d'eau chargé injecté et sa répartition. La présente invention a notamment pour but, lors de la mise en oeuvre d'un procédé de clarification comportant les opérations communes précédemment mentionnées, de permettre de manière simple de donner au liquide qui remonte à travers ledit lit de boue une vitesse ascension- nelle moyenne augmentée tout en conservant une bonne efficacité de sépa- ration avec un même type et une même concentration des particules soli- des, et avec un même type et une même concentration de l'adjuvant de floculation. Toute augmentation de cette vitesse ascensionnelle moyenne se tra- duit par un débit accru du liquide chargé traité dans une installation de surface donnée, ou, à débit à traiter donné, par une diminution de la surface nécessaire de l'installation. Lorsque le débit d'eau à traiter est important, une telle diminution de la surface de l'installation constitue un avantage économiquement important. La présente invention a pour objet un procédé de clarification a lit de boue pour liquide chargé de matière solides comportant les opéra- tions communes précédemment mentionnées, et caractérisé par le fait que, entre ladite chambre de distribution et la sortie de chacun desdits injecteurs, on crée une perte de charge interne supérieure à une valeur minimale et sensiblement égale pour ces divers injecteurs, cette valeur -- 5 -- minimale étant égale à la différence des pressions au bas de deux colonnes liquides éventuelles qui présenteraient une même hauteur égale à la hauteur maximale du lit de boue au-dessus des injecteurs, l'une de ces colonnes étant constituée de liquide clair et l'autre de la boue la plus dense susceptible de se former dans le lit de boue, ceci de manière à imposer une répartition sensiblement uniforme du débit de liquide chargé entre ces divers injecteurs malgré les amorces d'irrégularités qui apparaissent spontanément dans ce lit de boue, - on agence lesdits moyens de guidage des injecteurs pour donner au courant de liquide chargé injecté la forme de jets divergents s'écartant de l'axe de l'injecteur et on choisit la pression du liquide chargée dans la chambre de distribution pour donner à ces jets une vitesse d'injection suffisante pour former sous le lit de boue, de part et d'autre de l'axe de chaque injecteur, un tourbillon primaire s'écartant d'abord de l'axe de l'injecteur jusqu'au bord d'une zone d'expansion de cet injecteur, puis montant, puis revenant vers l'axe de l'injecteur, la distance entre deux injecteurs voisins étant choisie pour que ces zones d'expansion se rejoignent et occupent sensiblement toute la surface de la chambre de clarification sous le lit de boue. Il y a intérêt à utiliser des injecteurs présentant une section minimale de passage de l'eau chargée assez grande pour éviter des bou- chages ceci tout en réalisant ladite perte décharge interne. De ce point de vue les injecteurs des types décrits ci-après apparaissent les plus intéressants Ladite perte de charge interne est généralement comprise entre 3 et 20% de la hauteur maximale du lit de boue. Il doit être bien entendu compris que lesdits jets divergents peuvent prendre des formes diverses telles que des lames coniques de révolution, des lames planes ou de multiples jets cylindriques pleins diversement inclinés sur l'axe de l'injecteur. Il est de plus apparu avantageux d'adopter, au moins dans certains cas, les dispositions plus particulières suivantes: - L'angle desdits jets divergents en sortie de l'injecteur à partir de l'axe de l'injecteur est en moyenne supérieur à 25 et de préférence à 600. - 6 -2568564 - Chaque dit injecteur comporte d'une part un tronçon de tube qui reçoit le liquide chargé provenant de la chambre de distribution après appli- cation de ladite perte de charge interne et qui forme un jet primaire sensiblement vertical de liquide chargé, et d'autre part un déflecteur qui reçoit ce jet primaire, le divise et l'étale radialement pour former lesdits Jets divergents. - Ledit déflecteur a une forme de révolution coaxiale à l'injecteur. Il pourra dans certains cas être pourvu d'ailettes réparties sur sa circon- férence et s'étendant chacune d'une part verticalement et d'autre part selon une direction horizontale inclinée sur un rayon pour donner une composante circonférentielle à la vitesse de chacun desdits jets diver- gents, et créer dans la zone d'expansion de l'injecteur un mouvement tourbillonnaire d'axe vertical propre à favoriser la divergence. Les dipositions selon la présente invention permettent de maitriser l'ensemble des mouvements hydrauliques dans les différentes parties du dispositif afin de former des flocons les plus denses possi- bles, de dimensions suffisantes, par exemple de 1 à 10 mm, et afin que le liquide ne contienne pratiquement plus de matières fines en suspension non floculées. A l'aide des figures schématiques ci-jointes on va décrire ci-après, à titre non limitatif, comment l'invention peut être mise en oeuvre. Il doit être compris que les éléments décrits et représentés peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence. La figure 1 représente une vue d'un premier dispositif de mise en oeuvre de l'invention en coupe par un plan I-I de la figure 2, ce plan passant par l'axe vertical de ce dispositif. La figure 2 représente une vue de ce premier dispositif en coupe par un plan horizontal II-II de la figure 1, à une échelle agrandie. La figure 3 représente un détail de la figure 1 à la même échelle agrandie. La figure 4 représente une vue partielle de dessus des injecteurs -- 7 -- selon une variante de ce premier dispositif, avec coupe d'un injecteur par un plan horizontal. La figure 5 représente une vue de deux injecteurs de la figure 4 en coupe selon une ligne V-V de la figure 4. La figure 6 représente une vue d'un deuxième dispositif de mise en oeuvre de l'invention, en demie coupe par un plan passant par l'axe vertical de ce dispositif. La figure 7 représente une vue partielle de dessus du dispositif de la figure 6. La figure 8 représente une vue d'un injecteur du dispositif de la figure 6 en coupe par un plan passant par l'axe vertical de cet injec- teur. La figure 9 représente une vue de dessus de l'injecteur de la figure 8. La figure 10 représente une vue d'un troisième dispositif de mise en oeuvre de l'invention, en demi coupe par un plan passant par l'axe vertical de ce dispositif. La figure 11 représente une vue d'un injecteur du dispositif de la figure 10, en coupe par un plan passant par l'axe vertical de cet injec- teur. Les figures 12 et 13 représentent deux vues très schématiques des tourbillons crées dans le lit de boue par un injecteur du dispositif de la figure 1 et par un injecteur du dispositif de la figure 10. Conformément à la figure 1, le liquide chargé qui contient des matières solides en suspension (par exemple des argiles d'issues du lavage de phosphate), est introduit par une canalisation 1 dans une cuve de floeulation primaire 2 pour alimenter un appareil clarificateur décanteur 3. Cet appareil clarificateur et décanteur présente un axe verti- cal 3a et il est principalement composé de deux étages de forme généra- lement cylindrique et superposés: un étage primaire supérieur 4 constitue ladite chambre de clarification. Il déverse par débordement sur un seuil circulaire 4b constituant ledit orifice d'évacuation d'eau. Il est limité à sa partie basse par une chambre 5 qui constitue ladite chambre de distribution et sépare l'étage supérieur 4 de l'étage secon- 2568S64 -8- daire inférieur 6. Le fond de l'étage primaire supérieur 4 est représenté de forme horizontale. Il peut être également de forme conique à pointe en bas sans altérer le fonctionnement de l'appareil. La chambre 5 placée entre les deux étages 4 et 6 sert à l'alimen- tation du lit de boue 4a qui se forme dans la partie basse de l'étage supérieur et dans lequel a lieu une floculation secondaire grâce à laquelle se forment les agglomérats ou flocons qui seront décantés et concentrés dans l'étage inférieur 6. Les injecteurs qui équipent cette chambre 5 seront décrits de façon plus précise ci-après à l'aide des figures 2 et 3. L'étage primaire supérieur 4 et l'étage secondaire inférieur 6 sont reliés hydrauliquement par un puits central 7 qui s'ouvrent en 7a dans l'épaisseur du lit de boue et qui permet de faire passer les flocons constitués dans ce lit de boue de l'étage primaire dans l'étage secon- daire inférieur o ils vont se décanter et se concentrer. Il est possible d'utiliser pour la formation des agglomérats les divers adjuvants de floculation que l'on trouve dans le commerce, y compris les différents polymères, à condition toutefois que le floculant utilisé soit le mieux adapté aux matières solides à décanter et aux caractéristiques du liquide à clarifier. L'adjuvant utilisé pour la floculation est dilué à la bonne concentration pour obtenir son effet maximum et il est injecté généra- lement en deux ou trois points de l'appareil. Comme le montre la figure I une première dose d'adjuvant est introduite en 8 avant l'introduction de l'eau à clarifier dans la cuve 2 afin de déclencher la floculation primaire dans cette cuve avec forma- tion de petits flocons de faibles dimensions, inférieures à 1 à 2 mm. Après cette floculation une deuxième dose d'adjuvant est intro- duite en 9 à l'entrée de la chambre de distribution 5 qui sert en même temps de chambre de mélange. La floculation secondaire s'effectue dans le lit de boue 4a de l'étage primaire supérieur 4. Généralement les deux premières flocula- tions sont suffisantes, mais pour certains types de particules on peut adjoindre une troisième dose du même adjuvant en un point 10 au bas du puits 7 avant l'entrée dans l'étage inférieur 6. Quelquefois l'adjuvant introduit en 10 peut être de nature différente-car il peut être choisi pour accélèrer la concentration des flocons dans l'étage 6. Les diffé- rentes quantités d'adjuvants introduits sont dosées par une pompe doseuse multitêtes 11 ou par deux pompes du même type si les adjuvants sont différents. Les deux étages de l'appareil fournissent du liquide clarifié: l'étage supérieur par débordement et évacuation par un canal circu- laire 4c et une tubulure 12, l'étage inférieur 6 par une tubulure 13. Cette tubulure est munie d'une vanne ou d'un autre dispositif de réglage hydraulique 14 afin de régler la proportion de liquide clarifié sortant de l'étage primaire par la tubulure 12 et de l'étage secondaire par la tubulure 13. Généralement le débit de liquide clarifié produit par l'étage pri- maire est pratiquement égal à celui produit par l'étage secondaire. Cette proportion pourra être modifiée si l'on veut améliorer la qualité de la clarification du liquide et augmenter le rapport du débit secon- daire au débit primaire, qui pourra aller jusqu'à deux. Afin d'améliorer la stabilité du lit de boue 4a dans l'étage pri- maire 4 le puits central 7 est équipé d'un certain nombre d'ailettes anti-vortex 15. Par ailleurs pour améliorer la distribution du liquide chargé pas- sant par le puits 7 et qui alimente l'étage inférieur 6 ce puits 7 est équipé dans sa partie basse par un déflecteur de forme conique 16. Le puits 7 est non seulement ouvert à son sommet 7a dans l'épais- seur du lit de boue 4a, mais aussi perforé de un ou plusieurs trous 18 placés près du fond de l'étage supérieur 4 afin de faire communiquer directement le bas du lit de boue avec le puits. Cette disposition permet de faire passer une faible partie du débit de liquide concentré contenu dans le lit de boue l4a vers le puits 7, la majeure partie débordant au sommet du puits 7 pour s'écouler vers l'étage 6. Cette disposition offre l'avantage de faire passer directement dans le puits 7 des agglomérats qui auraient trop grossi et qui ne pourraient remonter jusqu'au sommet du puits 7. Pour faciliter l'évacuation de gros agglomérats par les trous 18 _ 10 - 2568564 des pales de raclage 19 en rotation lente repoussent ces gros agglo- mérats vers les trous du puits pour les évacuer. Ces pales sont commandées par un arbre de commande 20 actionné par un moto-réduc- teur 21. Ce même arbre 20 commande également par le même mouvement des pales de raclage 24 qui permettent l'évacuation des boues concentrées dans le fond de l'étage secondaire 6 afin de les évacuer hydrauliquement par une tubulure 26. La figure 3 montre une vue en coupe agrandie de la chambre de distribution 5 et des injecteurs et la figure 2 montre une vue en plan partielle de ces mêmes injecteurs. Comme il a été dit précédemment, la formation des agglomérats, l'homogénéité de leur granulométrie et de leur densité sont des paramè- tres essentiels du bon fonctionnement de l'appareil de clarification. Pour atteindre l'objectif recherché selon l'invention, il est nécessaire d'assurer une équirépartition la plus parfaite possible du débit du liquide à clarifier sur l'ensemble de la surface transversale de l'appareil donc une uniformité des vitesses de l'écoulement ascendant dans le lit de boue 4a contenue dans la chambre 4. Pour cela comme cela est montré sur la figure 3 l'étage primaire de clarification 4 est limité à son fond par la chambre 5 qui porte dans sa partie supérieure une séparation 5a qui forme le plancher de la chambre de clarification 4 et qui est percée de trous d'injection répartis sur sa surface. Ces trous 21 permettent d'introduire dans cette chambre le liquide à clarifier ayant déjà reçu les deux doses d'adjuvants de flocu- lation primaire et secondaire. Chaque trou 21 constitue la sortie d'une chambre de cyclone plate 22 qui créé un mouvement tourbillonnaire de façon à faire éclater le liquide à clarifier à la sortie de chaque trou 21 sur une surface de à 1000 fois supérieure à la surface de chaque trou. Comme le montre la figure 2 chaque chambre de cyclone plate 22 a une entrée tangentielle 21a de façon à amorcer dans cette chambre un mouvement tourbillonnaire. Celui-ci se poursuit par continuité dans les trous 21 et dans le bas du lit de boue 4a, ce qui assure une distribution homogène du liquide à clarifier. Ce mouvement réalise en même temps un mélange des adjuvants de floculation avec le liquide. - 11 - Ces cyclones plats 22 avec leurs trous de sortie 21 et leurs entrées 21a constituent chacun un dit injecteur, qui présente un axe vertical 22a et crée un tourbillon primaire du genre précédemment mentionné. Ce tourbillon est représenté en T1 sur la figure 12. Il atteint le bord de la zone d'expansion 22b de l'injecteur. Il revient ensuite vers l'axe de cet injecteur et un courant descendant apparait sur cet axe. Il entretient des tourbillons secondaires tels que T2 au-dessus de lui qui entretiennent eux mêmes d'autres tourbillons. Il en résulte dans le lit de boue une agitation tourbillonnaire sensible en partie basse. Cette agitation décroit vers le haut, et la couche supérieure du lit de boue n'est pratiquement pas agitée. Par ailleurs comme le montre la figure 2 les entrées tangentielles des cyclones sont placées de façon alternée avec un sens tournant du mouvement tourbillonnaire de gauche à droite ou de droite à gauche de façon à annuler les mouvements partiels de fond et éviter un mouvement tourbillonnaire de masse dans la chambre 4. Conformément aux figures 4 et 5 la chambre de distribution peut prendre la forme d'une canalisation 30 de forte section alimentant des chambres à cyclone 32, l'ensemble étant disposé sur une paroi 34 consti- tuant la séparation entre deux étages superposés primaire et secondaire. Le procédé décrit à l'aide des figures 1 à 5 avec étages superposes apparait bien adapté au cas des industries minéraleso Celui qui va être décrit ci-après est particulièrement adapté au cas des industries de papeterie. Il comporte des étages concentriques. Les décanteurs concentriques à deux zones comportant un étage ou bassin primaire périphérique de décantation à lit de boue9 suivi d'un étage ou bassin secondaire central d'épaississement de la boue9 sont connus notamment par le brevet américain n0 4390429 (Lejeune et al)9 par exemple pour le traitement des eaux d'effluents de papeterie d'un débit de 1500 m3/h o l'on utilise un décanteur de diamètre 25 m. Pour le traitement de débits beaucoup plus importants, on est limité par la capacité de l'étage périphérique qui est à fond incliné à la manière d'une surface de tronc de c8ne renversé, et-on serait amené à utiliser trois bassins concentriques ou à augmenter de façon importante la profondeur du décanteur. - 12 - 2568564 La présente invention permet d'augmenter la vitesse de décantation et de traiter des débits plus importants tout en simplifiant la réalisa- tion. Le deuxième dispositif mettant l'invention en oeuvre dans ce but comporte un étage périphérique annulaire primaire 40 à lit de boue et à fond sensiblement plat; cet étage est alimenté en liquide chargé à partir d'une chambre de distribution 42 annulaire par des tubes plon- geants 44 présentant ladite perte de charge interne pour assurer une répartition uniforme du fluide. Cette perte de charge résulte de la longueur de ces tubes, longueur qui contrairement à ce qui est représenté est sensiblement la même pour tous les tubes. Une paroi de séparation 46 délimite un bassin central d'épaississement de boue 48 qui constitue l'étage secondaire. Elle comporte des ouvertures inférieure 50 et supé- rieure 52 assurant l'écoulement des boues entre le bassin de décantation et le bassin d'épaississement central (figures 6 et 7). La paroi cylindrique 46 séparant les deux bassins est suspendue à une goulotte flottante 54 recueillant par déversement l'eau clarifiée de l'étage secondaire 48. Des bras rotatifs 56 munis de râcleurs inclinés 58 au fond du bassin d'épaississement central peuvent donc être prolongés dans la partie périphérique pour assurer ainsi le nettoyage du fond du bassin de clarification. Ces râcleurs entra nent la boue épaissie du fond vers une cuvette d'évacuation centrale 60 munie d'une tubulure d'évacuation de boue 62. Le fond des deux bassins est légère- ment incliné vers cette cuvette. Un arbre 64 est disposé sur le fond de cette cuvette et relie les bras de fond radiaux 56 à des bras radiaux horizontaux 64 au dessus de l'eau. Il est disposé selon l'axe verti- cal 66 du dispositif. La rotation est assurée en continu à l'aide d'un chariot 68 roulant lentement sur un chemin de roulement supérieur péri- phérique. Des tiges 70 relient par ailleurs les bras 64 aux bras 56 pour assurer l'entrainement de ces derniers. Une goulotte périphérique 72 recueille l'eau clarifiée du bassin de décantation 40. La goulotte 54 est maintenue à l'aide de tiges 74. Ceux des tubes 44 qui ne sont pas rectilignes ou sensiblement rectilignessont éventuellement munis, à chaque coude, d'ouvertures obturées par des bouchons amovibles, de manière à permettre de desobs- - 13 -2568564 truer ces tubes à l'aide de tringles rigides lorsqu'ils viennent à âtre bouchés par des amas de fibres. (On peut aussi utiliser pour cela des jets de rinçage à tête chercheuse, ou des systèmes à boule mobile). La surface en projection sur un plan horizontal de l'étage pri- maire est comprise entre 35% et 65% de celle de l'étage secondaire. Le niveau supérieur du lit de boue est légèrement au dessus des ouver- tures supérieures 52. Les tubes plongeant 44 se terminent à leurs extrémités inférieures par des injecteurs 76 dont trois seulement sont représentés, mais qui sont répartis sur toute la surface de l'étage de décantation 40 au bas du lit de boue, mais au-dessus des bras 56. Ces injecteurs 76 vont être décrits à l'aide des figures 8 et 9. Chacun comporte un tronçon terminal d'un tube 44, qui forme un jet pri- maire vertical descendant selon un axe 80. Un déflecteur 78, en forme de coupelle concave coaxiale reçoit ce jet et l'étale radialement tout en l'orientant légèrement vers le haut. Il forme ainsi les jets divergents précédemment mentionnés, qui prennent ici l'aspect d'une nappe conique continue ascendante. Les ailettes 82 précédemment mentionnées donnent à ces jets une composante de vitesse circonférentielle autour de l'axe 80. Le déflecteur 78 est suspendu au tube 44 à l'aide de tiges 84. Il doit être compris que, selon la matière et la concentration des particules solides chargeant le liquide à trai- ter, la vitesse du jet primaire vertical peut être choisie plus ou moins grande. Ceci peut être fait sans changer la section des tubes 44, qui est choisie par ailleurs pour assurer ladite perte de charge interne, en disposant, à l'extrémité du tube 44 un divergent à faible ouverture angulaire, de 70 à 12 environ, pour diminuer la vitesse ou un conver- gent pour l'augmenter. Par ailleurs le déflecteur peut être constitué par un cone comme indiqué sur la figure 11 ou par le fond du bassin de décantation. Il est clair que des injecteurs analogues pourraient être utilisés si les étages étaient de formes différentes par exemple rectangulaire. Il va sans dire aussi que les injecteurs pourraient être du type cyclone, tel que décrits ci-avant. Dans un troisième dispositif analogue au deuxième et représenté - 14 - 2568564 *- 14 - sur la figure 10, la paroi entre l'étage primaire périphérique de décan- tation 100 et l'étage secondaire central d'épaississement 102 est supprimée. L'eau clarifiée est évacuée à l'aide d'une seule goulotte périphérique 104. La chambre de distribution est constituée par une conduite circu- laire 106 alimentant des conduites radiales immergées 108 qui alimentent elles mêmes des injecteurs 110. L'un de ceux-ci est représenté sur la figure 11. Il comporte un tube 112 formant un jet primaire vertical descendant et un déflecteur 114 présentant la forme d'un c8ne coaxial à pointe en haut avec une base en coupole convexe vers le bas. Ce déflec- teur est maintenu par des tiges 116. Lesdits jets divergents sont orien- tés selon les génératrices du cone, c'est-à-dire qu'ils forment une nappe conique continue descendante. Le tourbillon primaire ainsi formé est représenté en W1 sur la figure 13. Dans le cas du traitement d'effluents de papeterie, le deuxième dispositif décrit ci-avant peut fonctionner dans les conditions suivan- tes (valeurs approximatives): - concentration moyenne de l'eau à clarifier en matière solide: 2 g/l - concentration du lit de boue: 50 g/l concentration de l'eau clarifiée: 20 mg/l - vitesse ascensionnelle de l'eau à travers le lit de boue 3 m/h (au lieu de 2 m/h) avec les dispositifs antérieurs) - diamètre intérieur des tubes 44: 50 mm (sur toute leur longueur) - perte de charge réalisée grâce à la longueur de ces tubes: 250 mm de colonne d'eau - Distance entre deux tubes voisins, de 1 à 2 m. Les adjuvants de flocu- lation utilisés ici sont ceux qui le sont habituellement dans ce genre d'opérations, et avec les mêmes concentrations. - 15 - REVENDICATIONS 1/ Procédé de clarification à lit de boue pour liquide chargé de matières solides, ce procédé étant appliqué à un liquide chargé par des particules fines en suspension pour fournir d'une part un liquide clarifié et d'autre part une boue, ce procédé comportant les opéra- tions suivantes: adjonction au liquide chargé d'un adjuvant de floculation pour que lesdites particules fines qui se rencontrent se -lient en formant des flocons, - introduction sensiblement continue de ce mélange dans une chambre de distribution (5) à pression sensiblement uniforme amenant ce mélange dans une chambre de clarification (4) à travers une pluralité d'injec- teurs (22) répartis sur la surface de cette chambre et présentant chacun un axe (22a), - évacuation du liquide clarifié par un orifice d'évacuation de liquide (4b) en partie supérieure de cette chambre (4), - évacuation de boue à travers un orifice d'évacuation de boue (7a, 18) écarté vers le bas de cet orifice d'évacuation de liquide (4b)9 - lesdits injecteurs (22) étant eux aussi écartés de cet orifice d'évacuation de liquide (4b) vers le bas, et le débit de liquide chargé injecté étant choisi de manière à former au dessus de ces injecteurs un lit de boue (4a) au sein duquel le liquide chargé monte entre des flocons déjà formés et les particules fines encore en suspension dans ce liquide se lient à ces flocons pour accroître le volume de ces derniers, de sorte que le liquide arrive clarifié au-dessus de ce lit de boue, et qu'une couche de liquide clarifiée (4b) se forme au-dessus du lit de boue (4a), - chacun de ces injecteurs (22) étant pourvu de moyens de guidage, - ce procédé étant caractérisé par le fait que, entre ladite chambre de distribution (5) et la sortie (21) de chacun desdits injecteurs (22), on crée une perte de charge interne supérieure à une valeur minimale et sensiblement égale pour ces divers injecteurs, cette valeur minimale étant égale à la différence des pressions au bas de deux colonnes liquides éventuelles qui présenteraient une même hauteur égale à la hauteur maximale du lit de boue au-dessus des injecteurs, l'une de ces - 16 - 2568564 colonnes étant constituée de liquide clair et l'autre de boue la plus dense susceptible de se former dans le lit de la boue, ceci de manière à imposer une répartition sensiblement uniforme du débit de liquide chargé entre ces divers injecteurs malgré les amorces d'irrégularités qui apparaissent spontanément dans ce lit de boue, - on agence lesdits moyens de guidage desdits injecteurs (22) pour donner au courant de liquide chargé injecté la forme de jets divergents s'écartant de l'a 2a) de l'injecteur, - et on choisit la ression du liquide chargée dans la chambre de distribution (5) pour donne, à ces jets une vitesse d'injection suffi- sante pour former au dessous du lit de boue (4a), de part et d'autre de l'axe de chaque injecteur, un tourbillon primaire (T1) s'écartant d'abord de l'axe de l'injecteur, jusqu'au bord d'une zone d'expansion de cet injecteur, puis montant, puis revenant vers l'axe de l'inJec- teur, la distance entre deux injecteurs voisins étant choisie pour que ces zones d'expansion se rejoignent et occupent sensiblement toute la surface de la chambre de clarification sous le lit de boue. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'angle desdits jets divergents en sortie (21) de l'injecteur (22) à partir de l'axe (22a) de l'injecteur est en moyenne supérieur à 250 et de préférence à 60 . 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque dit injecteur (76) comporte d'une part un tronçon de tube (44) qui reçoit le liquide chargé provenant de la chambre de distribution après application de ladite perte de charge interne et qui forme un jet primaire sensiblement vertical de liquide chargé, et d'autre part un déflecteur (78) qui reçoit ce jet primaire, le divise et l'étale radialement pour former lesdits jets divergents. 4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit déflecteur (78) présente une forme de révolution coaxiale à l'injec- teur, est pourvu d'ailettes (82) réparties sur sa circonférence et s'étendant chacune d'une part verticalement et d'autre part selon une direction horizontale inclinée sur un rayon pour donner une composante circonférentielle à la vitesse de chacun desdits jets divergents, et créer dans la zone d'expansion de l'injecteur (76) un mouvement tour- billonnaire d'axe vertical (80).