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Perfectionnements aux procédés et aux appareils de traitement d'eaux et de liquides et des résidus de ceux-ci.
@ La présente invention qui a trait aux procédés et aux ins- tallations destinées aux traitements des eaux et liquides plus ou moins pollués ou chargés, en vue de purifier,ou/et de clari - fier complètement ou partiellement ces liquides est d'en traiter les résidus, bien établis par les dessins schématiques, ci - annexés, et les descriptions qui vont suivrent. Elle a plus particulièrement pour objet des perfectionnements apportés à ces installations et appareils, tels que décrits déjà dans di - vers brevets antérieurs du déposant ( spécialement les brevets -belge 393.305 et français 639.481 et 693.910) en vue de permet - tre une exploitation pratique, régulière et rationnelle de ces installations, dans les diverses applications à prévoir.
En se référant aux dessins annexés à titre d'exemple non limitatif : fig.1 est le plan schématique d'ensemble d'une installation complète perfectionnée, telle qu'elle sera érigée à Colombes, avec le concours-et aux frais d'exploitation de la ville de
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Paris, pour le traitement de ses eaux d'égout, fig.2 donne la coupe schématique d'un appareil filtrant à renversement des matières filtrantes, non immergé, avec réser - voir d'assainissement, fig.3 est la coupe schématique d'un filtre fixe immergé, avec son réservoir d'assainissement, fig. 4 est la coupe schématique d'une variante combinée de filtres à grande puissance, fig.5 est la coupe schématique d'un filtre château d'eau, fig.6est la vue schématique d'un épurateur roulant, fig.
7 est la vue schématique d'un appareil d'épuration par traitement mécanico-biologique, fig. 8 représente un appareillage de lavage automatique des voitures, équipé d'un filtre conforme à l'invention, fig. 9 donne la coupe schématique d'un décanteur perfec - tionné.
L'installation complète, représentée schématiquement à la fig.1, est, comme il a été dit, celle qui sera érigée à Oolom - bes, avec le concours et aux frais d'exploitation de la ville de Paris, pour le traitement des eaux d'égout. Cette installation est conçue pour pouvoir traiter 6. 000 m3 d'eaux d'égout, par 24 heures, sur un espace de 150 m2. Cette installation comporte en . combinaisons trois groupes successifs d'appareils distincts, correspondant aux trois phases de traitement : décantation, séparation des eaux et des boues; récupération des matières flottantes et clarification par filtration, conformément aux procédés décrits dans les brevets antérieurs cités.
En A, fig.1, est réalisée la décantation rapide par épan - dage d'eau sur eau, en circulation de surface sur une eau rendue immobile, c'est-à-dire la séparation de l'eau d'avec les boues et matières lourdes, réduction d'eau des boues dans les poches ad-hoc, préparation des boues à leur dessiccation plus complète, le tout conformément à ce qui a été dit au brevet belge 393.305
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relativement aux fig.1, partie gauche, et 2.
En B, est produite la séparation et la récupération des matières flottantes, corps,gras, etc. et la séparation des ma - tières lourdes entraînées, eonformément à la fig.1, partie droite, du dit brevet belge 393.305 (poches à matières flottan- tes 1 et poches à boues 2) et à la fig. 3 de ce brevet.
En C, le liquide décanté, en circulation continue, qui a abandonné aux phases A et B, 75 à 80 % des matières qu'il con - tenait en suspension à son entrée en A, peut être d'abord soumis à l'action d'un agent stérilisateur convenable, sans arrêt de la circulation. Cette phase a pour but la clarification de l'effluent, avec le lavage rapide des matières filtrantes 3, les boues recueillies aux phases A et B (en 4,1 et 2 ) étant dessé- chées et inoinérées par leur propre combustion, par exemple con- formément à la fig.8 du brevet belge 393.305 ou bien à la fig.6 du brevet français n 693. 910.
Dans cette fig. 1 la poche à matières flottantes " est représentée en 1, les poches à Boues en.2. et 4, les " filtres incolmatables en 3, et les autres parties combinées, servent d'exemple et de modèle, en un tout entier perfectionné, par les figures du brevet belge n 393. 305.
La fig.2 représente un filtre non immergé à lavage automa - tique rapide des parties filtrantes sans les démonter, à em - ployer de préférence pour petites et moyennes quantités d'eau, par renversement non pas du courant du liquide, mais par celui du bloc filtrant culbutant sur lui-même.
Dans ce filtre le li - quide à traiter entre en 20 et traverse, en descente de haut en bas, le bloc ..21. composé de matières filtrantes les mieux choi - sies, de préférence gravier ou leur équivalent - des peaux quand il s'agit d'essences, pétrole - la partie centrale occu - pée par du sable ou bien des éponges, etc. l'ensemble retenu en place par des tôles 22 22' perforées etc. qu'une manivelle 23 et 23' retourne face pour face, pour chasser, par descente du
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liquide, les matières obstruantes retenues dans les parties filtrantes du bloc. Pour laver le filtre, le bloc est retourné par les manivelles, sans arrêt du courant.
On ouvre alors la vanne de vidange 24 , laissant s'écouler, en vidange, la partie d'eau contenue en 25 qui reçoit les matières obstruantes du bloc filtrant, la vanne restant ouverte, tant que nécessaire, pour les évacuer et rincer le dispositif 25 ; le liquide sort en 26 pour tomber dans un réservoir 27, à dispositions spéciales d'oxydation et/ou d'assainissement quelconque par insufflation d'air en 38. aux endroits les mieux appropriés, tandis que le liquide séparé des dépôts pénètre sous un dôme 29, aéré en 30 et en sort en ±. La vidange complète du réservoir27 peut se faire par la vanne 32 au fond.
La fig.3 est une variante de la précédente, le bloc fil - trant restant fixe, le filtrage du liquide s'exerçant selon les principes de la fig.7 du brevet français n 639.481. Tout se passe comme dans la fig.2, à cette seule différence que, le bloc filtrant étant fixe, le nettoyage de celui-ci s'opère par ren - versement du courant, ainsi que l'indiquent les doubles flèches.
Les chiffres de référence correspondent à ceux de la figure précédente.
La fig.4 donne la vue d'ensemble d'un appareil de grande puissance, clarificateur d'eau et de liquides en général.
Il se compose, en combinaisons, des parties filtrantes so- lidesde la fig.7 du brevet françaisn 639.481, misesen place en 33 dansla partie inférieure de l'appareil, surmontéesen addition en¯34 des filtres à tissus selon la fig. 2a du brevet françaisn 693.910, la circulation du liquide dans l'appareil étant indiquée par des flèches. En 10 sont prévues des vannes pour la sortie éventuelle du liquide directement après les blocs filtrants 33, ainsi que des insufflations d'air, ou d'autres fluides aux endroits les mieux appropriés.
La fig.5 est une addition importante apportée aux "châteaux
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d'eau épurateursIl selon le brevet françaisn 693.910, béné- ficiant ici de ce que l'eau montée par un tube 35, en colonne,y est traitée de préférence par insufflation d'un réactif gazeux, ou solide, chloreux par exemple, dans une ou plusieurs chambres ad-hoc 36 , et qu'elle peut être refroidie dans le tube 3'7, à volonté, en saison chaude - la température de l'eau de surface était souvent une objection de l'utiliser - dans les chambres 38, en nombre à volonté ou vice-versa, le liquide étant d'abord refroidi au tube 35 et assaini au tube 37, après filtration, comme ce serait le cas si l'ozone était employé par exemple.
Il est bien entendu que ces tubes de montée ou de descente du liquide en nombre non limité peuvent être établis en zigzags ou autre forme pour prolonger la durée de contact de refroidis - sement, d'oxydation ou d'assainissement.
La fig.6 montre un appareil combiné, à la fois décanteur et filtreur roulant, monté sur châssis automobile ou sur pou - trelles à roues 39, dont le traitement comporte trois phases 40.
41 et 42, reprenant, en combinaison, les appareils décrits et figurés dans les brevets précédents du déposant indiqués par le dessin et partie dans les figures de la présente demande, le parcours de l'eau, de préférence continu, étant indiqué par les flèches. Cet appareil peut aussi être fixe à volonté.
Cette disposition roulante convient plus particulièrement aux armées, en manoeuvres ou en campagne.
La fig.7 représente un appareil ou une suite d'appareils, de grande importance, apportant aux méthodes biologiques, dites des " boues activées ", un grand perfectionnement corrigeant leurs imperfections en les rendant plus économiques comme trai - tement et en réduisant considérablement les emplacements néces- sai re s.
L'eau chargée arrive de plus haut, sous pression, dans le canal 4,5 de l'appareil44, d'où elle tombe en force sur les ailes du moulin 46 , qu'elle met ainsi en rotation. Le canal 45
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constitue une des moitiés d'un canal d'entrée 47 dont l'autre moitié est ouverte à l'air libre, de sorte que le moulin, en tournant, ne rencontre aucune résistance de ce côté, et provo - que un mélange intime d'air ou autre fluide, constamment re - nouvelé, avec le liquide.
De plus, ce moulin détermine en 48 des tourbillons dans le liquide, lesquels ont pour résultat de provoquer une séparation rapide des boues et des impuretés en suspension dans l'eau ; ces boues et impuretés étant précipitées de préférence violemment entre les trappes ou chicanes à boues 49, pour être retenues en milieu tranquille en 50 et, au travers de la vanne 51, être recueillies dans la poche à boues 52, d'où elles sont reprises comme il a été dit au brevet belge 393.305 pour aller au four dessécheur et incinérateur selon sa fig.8.
Le mouvement de rotation du moulina est encore activé - il peut être aussi forcé - par une projection violente d'air ou autre fluide en 53, contribuant ainsi à l'oxydation de l'eau en cet endroit.
Le liquide en remonte forcée, par pression, passe en cou - rant interne dans le compartiment 54 où il traverse un milieu très aéré et très activé par des insufflations d'air forcées en 55, projetant l'eau contre les parois .56. de l'appareil et des chicanes 56', en écrasements microbicides contre elles et les paroisde l'appareil46a
Le liquide sortant est traité de la même façon dans un ou plusieurs compartiments 44' successifs identiques, montés en cascade, et aboutit finalement aux bassins de digestion et de sédimentation propres à ce genre de traitement des eaux d'égout ou similaires. Les boues, descendues dans les poches à boues 52, sont de préférence soumises à des insufflations forcées d'air en53. Cet appareil peut aussi être employé comme décanteur mécanique.
La fig.8 représente une application intéressante des fil - tres incomatables au lavage de toute espèce de véhicules, par
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exemple les voitures de chemin de fer. Ces voitures 57 sont a - menées, de préférence sur rails 58, dans une espèce de tunnel dont les parois verticales sont formées de tubes 59 reliées supérieurement, par vannes 60, à un tank supérieur 61. L'eau, provenant d'un nettoyage précédent (ou de toute autre provenan - ce) est reprise du réservoir inférieur 62 par une pompe 63 qui la refoule, par le tube 64, dans le canal 65.
Ce canal tra - verse centralement un bloc filtrant 66 logé dans un réservoir 67 monté dans la partie supérieure du tank 61. L'eau, passée ainsi sous le bloc filtrant, est forcée de traverser celui-ci de bas en haut, puis, débordant du réservoir 67, elle est reçue, filtrée, dans le tank 61 - selon les principes de la fig.7 du brevet français n 639.481. Des dispositifs d'arrosage 68 sont prévus au fond du tank 61 'et aux tubes 59; l'eau est ainsi projetée sur les voitures,57 puis retourne en 62. Pour le lavage du bloc filtrant, il suffit d'arrêter la pompe, et d'ouvrir la vanne 69 du fond du réservoir 67 ; cette vanne débouche dans un conduit d'évacuation 70.
La fig.9 représente un perfectionnement aux appareils dé - canteurs, à appliquer plus spécialement aux eaux résiduaires très chargées. Le liquide y entre en 71 et descend par un con - duit 72. Les boues lourdes qui s'en détachent sont précipitées en 73 à travers la vanne 74 ouverte alors dans la poche à boues 75. Le liquide moins chargé remonte en 76 et 76 ' ; en .76. il passe en débordement dans le compartiment suivant 77, tandis qu'en .76.' il passe par trop plein, équilibrant la décharge, par un tube 78, ou plusieurs, ou'leur équivalent, dans le comparti- ment 77, où il vient se joindre à celui qui est remonté en 76.
Dans le compartiment 77, le liquide descend en 79 et remonte en 80, après avoir abandonné en 81 des boues entraînées, qui tra - versent la vanne 81' et tombent dans la poche à boues 82. Dans la descente, la vitesse de l'eau est accélérée à cause du ré - trécissement progressif de la voie (chicane 83 ) ; en remonte le
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contraire se prcduit, ce qui a une influence considérable sur la séparation des résidus d'avec le liquide. L'eau passe ensuite de préférence dans des filtres, ou bien repasse par un ou des appareils semblablescelui de la fig.9 où, suffisamment dé - eantée pour l'emploi à en faire, elle peut servir immédiatement.
REVENDICATIONS.
1. Une installation de traitement d'eaux chargées, par exemple eaux d'égouts, constituant perfectionnement aux appa - reils de traitement de liquides chargés connus par le brevet belge 393.305, caractérisée par la combinaison de trois groupes d'appareils placés en succession et communiquant entre eux pour assurer une circulation ininterrompue des eaux et par suite un traitement continu, le premier groupe comportant des décanteurs à chicanes de séparation, à circulation de surface - épandage sur eau - combinés avec des poches de réception et de traite - ments des boues, le second groupe comportant des séparateurs de boues, avec poches à. boues, et des séparateurs et capteurs de matières flottantes, avec poches à matières flottantes et leur traitement rationnel,
tandis que le troisième groupe comporte des filtres spéciaux, incolmatables, à circulation continue du liquide sous pression.
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Improvements to processes and apparatus for treating water and liquids and their residues.
@ The present invention, which relates to processes and installations intended for the treatment of more or less polluted or loaded water and liquids, with a view to purifying, or / and completely or partially clarifying these liquids, is to treat them. the residues, well established by the schematic drawings, attached, and the descriptions which follow. It relates more particularly to improvements made to these installations and apparatus, as already described in various previous patents of the applicant (especially the Belgian patents 393,305 and French patents 639,481 and 693,910) with a view to allowing practical use, regular and rational use of these installations, in the various applications to be expected.
With reference to the accompanying drawings by way of non-limiting example: fig. 1 is the overall schematic plan of a complete improved installation, as it will be erected in Colombes, with the assistance and at the operating costs from the city of
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Paris, for the treatment of its sewage, fig. 2 gives a schematic section of a filtering device with reversal of filtering materials, not submerged, with a sanitation tank, fig. 3 is a schematic section of a fixed submerged filter, with its sanitation tank, fig. 4 is a schematic cross section of a combined variant of high power filters, fig. 5 is a schematic cross section of a water tower filter, fig. 6 is a schematic view of a rolling purifier, fig.
7 is a schematic view of a purification device by mechanical-biological treatment, FIG. 8 shows an automatic car washing apparatus, equipped with a filter according to the invention, FIG. 9 gives a schematic section of an improved settling tank.
The complete installation, shown schematically in fig. 1, is, as has been said, that which will be erected in Oolom - bes, with the assistance and at the operating costs of the city of Paris, for the treatment of water. disgust. This installation is designed to be able to treat 6,000 m3 of sewage, per 24 hours, over an area of 150 m2. This installation comprises in. combinations of three successive groups of distinct devices, corresponding to the three treatment phases: settling, separation of water and sludge; recovery of floating materials and clarification by filtration, in accordance with the processes described in the cited prior patents.
In A, fig. 1, rapid settling is carried out by spreading water on water, in surface circulation on water that has become immobile, that is to say the separation of the water from the sludge. and heavy materials, water reduction of the sludge in the ad-hoc pockets, preparation of the sludge for their more complete desiccation, all in accordance with what has been said in Belgian patent 393,305
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relative to fig. 1, left part, and 2.
In B, the separation and recovery of floating matter, body, fat, etc. is produced. and the separation of the heavy entrained materials, in accordance with fig. 1, right part, of said Belgian patent 393,305 (float bags 1 and sludge bags 2) and in fig. 3 of this patent.
At C, the decanted liquid, in continuous circulation, which has abandoned in phases A and B, 75 to 80% of the matter which it contained in suspension when entering A, may first be subjected to the action. a suitable sterilizing agent, without stopping the circulation. The purpose of this phase is to clarify the effluent, with the rapid washing of the filtering materials 3, the sludge collected in phases A and B (in 4,1 and 2) being dried and inoinerated by their own combustion, for example. in accordance with fig. 8 of Belgian patent 393,305 or alternatively with fig. 6 of French patent no. 693,910.
In this fig. 1 the floating material bag "is shown at 1, the sludge bags at 2. And 4, the" non-clogging filters at 3, and the other parts combined, serve as an example and a model, in an improved whole, by the figures of Belgian patent No. 393. 305.
Fig. 2 shows a non-submerged filter with rapid automatic washing of the filtering parts without removing them, to be used preferably for small and medium quantities of water, by reversing not the flow of the liquid, but that of the liquid. filter unit tumbling on itself.
In this filter, the liquid to be treated enters at 20 and crosses, descending from top to bottom, the block ..21. composed of the best chosen filtering materials, preferably gravel or their equivalent - skins when it comes to gasoline, petroleum - the central part occupied by sand or sponges, etc. the assembly held in place by 22 22 'perforated sheets etc. that a crank 23 and 23 'turns face to face, to drive out, by lowering the
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liquid, obstructing materials retained in the filtering parts of the block. To wash the filter, the block is turned over by the cranks, without stopping the current.
The drain valve 24 is then opened, allowing the part of water contained in 25 which receives the obstructing materials from the filter unit to flow, the valve remaining open, as necessary, to evacuate them and rinse the device. 25; the liquid leaves at 26 to fall into a reservoir 27, with special provisions for oxidation and / or any sanitation by blowing air at 38. at the most suitable places, while the liquid separated from the deposits enters under a dome 29, ventilated in 30 and exits in ±. The complete emptying of the tank 27 can be done by the valve 32 at the bottom.
Fig. 3 is a variant of the previous one, the filter unit remaining fixed, the filtering of the liquid being carried out according to the principles of fig. 7 of French patent no. 639,481. Everything happens as in fig. 2, with the only difference that, since the filter unit is fixed, it is cleaned by reversing the current, as indicated by the double arrows.
The reference figures correspond to those in the previous figure.
Fig. 4 gives an overview of a high-power device, clarifying water and liquids in general.
It is made up, in combinations, of the solid filtering parts of fig. 7 of French patent no. 639,481, placed at 33 in the lower part of the device, surmounted in addition at ¯34 by fabric filters according to fig. 2a of French patent 693,910, the circulation of the liquid in the apparatus being indicated by arrows. At 10 are provided valves for the possible exit of the liquid directly after the filtering blocks 33, as well as air blows, or other fluids at the most appropriate places.
Fig. 5 is an important addition to the "castles
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It according to French patent 693,910, benefiting here from the fact that the water mounted by a tube 35, in a column, is preferably treated there by blowing a gaseous reagent, or solid, chlorous for example, in one or more ad-hoc chambers 36, and that it can be cooled in tube 3'7, at will, in hot season - the surface water temperature was often an objection to use - in the chambers 38, in number at will or vice versa, the liquid being first cooled in tube 35 and sanitized in tube 37, after filtration, as would be the case if ozone were used for example.
It is understood that these tubes for raising or lowering the liquid in an unlimited number can be set up in zigzags or other shapes to extend the cooling, oxidation or sanitation contact time.
Fig. 6 shows a combined apparatus, both decanter and rolling filter, mounted on an automobile frame or on wheeled bins 39, the treatment of which comprises three phases 40.
41 and 42, taking up, in combination, the devices described and shown in the previous patents of the applicant indicated by the drawing and part in the figures of the present application, the path of the water, preferably continuous, being indicated by the arrows . This device can also be fixed at will.
This rolling arrangement is more particularly suitable for armies, in maneuvers or in the field.
Fig. 7 represents an apparatus or a series of apparatus, of great importance, bringing to the biological methods, known as "activated sludge", a great improvement correcting their imperfections by making them more economical as treatment and by considerably reducing the costs. required locations.
The charged water arrives from above, under pressure, in the channel 4,5 of the apparatus 44, from where it falls in force on the wings of the mill 46, which it thus sets in rotation. Channel 45
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constitutes one of the halves of an inlet channel 47, the other half of which is open to the open air, so that the mill, while rotating, does not meet any resistance on this side, and causes an intimate mixture of air or other fluid, constantly replenished, with the liquid.
In addition, this mill determines at 48 vortices in the liquid, which result in causing rapid separation of sludge and impurities suspended in the water; these sludge and impurities being preferably precipitated violently between the sludge trap doors or baffles 49, to be retained in a quiet environment at 50 and, through the valve 51, to be collected in the sludge bag 52, from where they are taken as it was said in Belgian patent 393,305 to go to the desiccator and incinerator furnace according to its fig.8.
The rotational movement of the mill is still activated - it can also be forced - by a violent projection of air or other fluid at 53, thus contributing to the oxidation of the water in this place.
The liquid, forced upward, by pressure, flows internally into compartment 54 where it passes through a very ventilated environment and very activated by forced air blows at 55, throwing water against the walls .56. of the device and baffles 56 ', in microbicidal crushing against them and the walls of the device 46a
The outgoing liquid is treated in the same way in one or more successive identical compartments 44 ', mounted in cascade, and finally ends up in the digestion and sedimentation basins specific to this kind of sewage treatment or the like. The sludge, lowered into the sludge pockets 52, is preferably subjected to forced blows of air en53. This device can also be used as a mechanical settling tank.
Fig. 8 represents an interesting application of filters which cannot be used for washing all kinds of vehicles, for example
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example railway cars. These cars 57 are carried out, preferably on rails 58, in a kind of tunnel, the vertical walls of which are formed of tubes 59 connected above, by valves 60, to an upper tank 61. The water, coming from cleaning. previous (or any other source) is taken from the lower reservoir 62 by a pump 63 which delivers it, through the tube 64, into the channel 65.
This channel passes centrally through a filter block 66 housed in a tank 67 mounted in the upper part of the tank 61. The water, thus passed under the filter block, is forced to pass through it from bottom to top, then, overflowing. from the tank 67, it is received, filtered, in the tank 61 - according to the principles of fig. 7 of French patent n.639.481. Watering devices 68 are provided at the bottom of the tank 61 'and at the tubes 59; the water is thus projected onto the cars, 57 then returns to 62. To wash the filter unit, it suffices to stop the pump, and to open the valve 69 from the bottom of the tank 67; this valve opens into an evacuation duct 70.
Fig. 9 represents an improvement to decanting devices, to be applied more specifically to highly loaded waste water. The liquid enters it at 71 and goes down through a pipe 72. The heavy sludge which comes off it is precipitated at 73 through the valve 74 which is then opened in the sludge bag 75. The less loaded liquid goes up at 76 and 76 '; in .76. it overflows into the next compartment 77, while in .76. ' it passes by overflow, balancing the discharge, through a tube 78, or more, or their equivalent, in the compartment 77, where it joins that which is reassembled in 76.
In compartment 77, the liquid descends at 79 and rises at 80, after having abandoned at 81 entrained sludge, which passes through valve 81 'and falls into sludge pocket 82. On the descent, the speed of the water is accelerated because of the progressive narrowing of the track (chicane 83); back on
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The opposite occurs, which has a considerable influence on the separation of the residues from the liquid. The water then preferably passes through filters, or else passes through one or more apparatuses similar to that of fig. 9, where, sufficiently clean for the use to be made, it can be used immediately.
CLAIMS.
1. An installation for the treatment of charged water, for example sewage water, constituting an improvement to the devices for treating charged liquids known from Belgian patent 393.305, characterized by the combination of three groups of devices placed in succession and communicating with each other to ensure uninterrupted water circulation and therefore continuous treatment, the first group comprising settling tanks with separation baffles, with surface circulation - water spreading - combined with sludge reception and treatment pockets , the second group comprising sludge separators, with pockets. sludge, and separators and floating material collectors, with floating material pockets and their rational treatment,
while the third group includes special, non-clogging filters with continuous circulation of the pressurized liquid.