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" PROCEDE DE TRAITEMENT DES EAUX D'EGOUT "
Cette invention est relative au traitement des eaux d'égout, des eaux résiduelles industrielles et d'autres eaux polluées en vue d'en éliminer les matières solides qu'elles contiennent, de telle sorte qu'on obtient deux pro- duits, savoir : un effluent inoffensif relativement limpide et une boue d'éléments solides dérivée du liquide impur en cours de traitement, cette boue étant sous une forme telle qu'elle est capable d'être digérée comme résultat d'une ac- tivité bactériologique ou d'être facilement déshydratée de façon qu'on puisse s'en débarrasser d'une autre manière pré- férée.
Les eaux d'égout et liquides analogues contiennent ;normalement des matières solides de quatre types ou phases;
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le premier type comprenant les éléments solides en suspen- sion dont la grosseur est telle qu'ils se séparent des eaux d'égout en se déposant sous l'action de la pesanteur; le se- cond type comprend les éléments solides qui sont en suspensior mais qui ne peuvent pas être séparés par décantation, bien qu'ils puissent être séparés par filtration; le troisième ty- pe comprend les éléments solides qui sont de grosseur colloi- dale, c'est-à-dire si petits qu'ils ne peuvent être séparés ni par décantation, ni par filtration ;
le quatrième type comprend les éléments solides à l'état dissous dans le liqui- de ou les éléments solides momentanément dans la phase liqui- de .
Une façon courante de clarifier les eaux d'égout consiste à les faire passer dans et à travers un décanteur ou clarificateur primaire dans lequel les éléments solides en suspension décantables sont soumis à l'action de la pesan- teur et se déposent sous forme de sédiments sur la paroi in- férieure du décanteur, d'où on les enlève sous forme d'une boue qui est prête à subir un traitement supplémentaire tel qu'une digestion. L'effluent du décanteur primaire contient des éléments solides qui sont normalement non décantables, des éléments solides colloïdaux et des éléments solides dans la phase liquide. Pour rendre décantables deux des types de ces éléments solides, savoir les éléments en suspension non décantables et les éléments colloïdaux, on soumet l'effluent du décanteur primaire à l'une ou l'autre de deux classes gé- nérales de traitement.
L'une d'elles est appelée "procédé à la boue activée " et consiste à faire passer l'effluent à travers des bacs d'aération où par l'addition d'air on sti- mule une activité bactérienne aérobie dont le résultat est
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de coaguler, solidifier et rendre décantables deux types d'é- léments solides que contient l'effluent ainsi traité du dé- canteur. Le liquide activé est transféré des bacs d'aération à un second décanteur ou clarificateur auxiliaire où les élé- ments solides, rendus décantables par l'aération ou l'activa- tion, sont soumis à l'action de la pesanteur et se déposent au fond du décanteur secondaire sous forme d'une boue acti- vée qui se prête à une digestion ou autre traitement complé- mentaire.
La seconde classe générale de traitement consiste à substituer au procédé à la boue activée et à ses bacs d'aé- ration un stade de traitement chimique consistant à ajouter à l'effluent du décanteur primaire des coagulants chimiques qui commencent chimiquement la précipitation des éléments so- lides dans ledit effluent sous une forme,capable de se dépo- ser par gravité dans le décanteur secondaire, sous forme d'u- ne boue. Ainsi, dans ce procédé, une coagulation ou précipi- tation chimique est substituéeà la coagulation bactériologi- que du procédé à la boue activée.
Le traitement chimique auquel on soumet les eaux d'égout et les autres eaux résiduelles en vue de précipiter les éléments solides non décantables qu'elles contiennent a présenté de nombreuses difficultés. On sait depuis long- temps que, lorsqu'on introduit une grande variété de réactifs chimiques dans une masse d'eaux.. d'égout, ces réactifs pro- duisent ou déterminent une précipitation et une coagulation sous forme d'une boue composée d'une grande proportion des éléments solides que contiennent les liquides de ce genre, et cette boue se dépose très rapidement et facilement de fa- çon à produire un liquide surnageant relativement limpide et inoffensif.
Depuis les premiers essais de précipitation et
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coagulation chimique, toutefois, on a toujours éprouvé de grandes difficultés à se débarrasser de la boue produite ou provoquée par voie chimique. En raison de la nature collante et boueuse de cette boue produite chimiquement, elle est très difficile à déshydrater par tous moyens connus et, par consé- quent, on n'a guère obtenu de bons résultats lorsqu'on a cherché à la filtrer et à la sécher.
Lorsque les procédés visant à rendre la boue des eaux d'égout relativement inerte et inoffensive par une di- gestion bactériologique, ont commencé à se généraliser on a cherché , par des procédés de digestion connus, à traiter une boue produite chimiquement ou provenant d'eaux polluées don - tenant d'une manière inhérente ou naturelle quelque agent chimique qui se comporte à la façon d'un électrolyte. On a alors éprouvé cette difficulté qu'une boue chimique (ou une boue résultant de la décantation d'eaux d'égout qui avaient contenu un produit chimique ayant agi comme précipitant) ne peut pas être digérée ou n'est tout au plus digérée que len- tement et à un degré limité .
Les anciens procédés de traitement par des coagu- lants chimiques visaient à incorporer des agents chimiques de ce genre dans une masse d'eaux d'égout et à effectuer la dé- cantation subséquente de la boue. Comme on l'a dit plus haut, on a constaté que cette boue est pratiquement impossible à digérer par les procédés bactériologiques. Ce phénomène semble être dû au fait que, selon les procédés antérieurs, il n'était pas possible de tirer entièrement parti des agents chimiques et, par conséquent, d'obtenir une boue ne contenant pas un excès de produit chimique ou réactif n'ayant pas réagi. La présence d'une telle matière chimique n'ayant pas réagi fait
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obstacle à l'activité bactériologique et rend la boue prati- quement indigérable par les procédés connus .
Selon les procédés appliqués autrefois dans le traitement chimique, on mélangeait les réactifs chimiques avec les eaux d'égout brutes pour produire une boue chimique- ment précipitée. Dans les eaux d'égout brutes moyennes, en supposant par exemple qu'on utilise le chlorure ferrique, il fallait approximativement 36 kg de ce réactif par millier de mètres cubes d'eaux d'égout pour obtenir un liquide suffisam- ment clarifié. On estime que 12 kg environ du produit chimi- que sont absorbés par les éléments solides décantables et que les 24 kg restants sont nécessaires pour effectuer la préci- pitation et la coagulation des colloïdes et des autres matiè- res non décantables.
Selon ces méthodes, il est donc pratique- ment impossible d'obtenir une boue qui ne contienne pas une quantité considérable de produit chimique n'ayant pas réagi, et ceci fait obstacle ou nuit à la digestion.
Cette question a fait l'objet de nombreux travaux et recherches et divers procédés ont été proposés pour ré- soudre le problème. Un des plus satisfaisants de ces procédés est celui dans lequel l'eau d'égout brute est d'abord sou- mise à une sédimentation primaire à l'effet d'obtenir une boue qui contienne à peu près tous les éléments solides bruts décantables et qui, comme on l'a dit plus haut, soit très facile à digérer .
Le liquide qui surnage, c'est-à-dire le liquide des eaux d'égout dont les éléments solides bruts ont été séparés par décantation, comme résultat de ce traitement préliminaire, est alors soumis à l'action de précipitants et coagulants chimiques, puis à un second traitement de sédi- mentation ou de clarification, qui donne une boue cont enant
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les éléments solides produits chimiquement et coagulés. En comparaison avec les procédés antérieurs, ce mode opératoire exige approximativement 24 kg de chlorure ferrique pour ef- fectuer une clarification convenable.
L'eau d'égout brute et la boue obtenue chimiquement sont alors mélangées et soumises à une digestion bactériologique et l'on constate qu'une telle digestion s'effectue aisément et d'une façon satisfaisante, tout excès sensible de produit chimique n'ayant pas réagi étant absorbé ou neutralisé par la boue brute produite dans la première opération de sédimentation et qui n'a pas absor- bé de produits chimiques .
Les procédés ci-dessus et d'autres procédés per- mettant d'obtenir une boue qui puisse être digérée ou dont on puisse se débarrasser facilement de quelque autre manière ont donné satisfaction dans de nombreux cas, et l'un des buts de cette invention est de simplifier ces procédés et de pro- duire une boue qui puisse être digérée selon les méthodes bactériologiques connues ou dont on puisse facilement se dé- barrasser de quelque autre manière, et de supprimer dans de nombreux cas la nécessité d'utiliser des réactifs chimiques ou l'activation à l'aide d'air.
Comme résultat de recherches récentes considéra- bles, on a découvert, et ceci est une des caractéristiques de l'invention, que la floculation mécanique qui sera dé- crite plus loin augmente à un degré marqué la clarification des eaux d'égout .Par conséquent, une des caractéristiques de première importance à cet égard est celle consistant à soumettre les eaux d'égout, qu'elles soient brutes ou qu'el- les aient été soumises à une sédimentation propre à en éli- miner les éléments solides normalement décantables, à une
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floculation mécanique effectuée par les influences agitatri- ces modérées et régulières qui seront décrites plus loin.
Dans cette réalisation de l'invention, o n fait en sorte que l'eau d'égout, qu'elle soit du premier type ou du second, coule relativement lentement à travers une chambre de flocu- lation et y soit soumise aux effets agitateurs modérés de pa- lettes mobiles ou autres dispositifs agitateurs convenables .
Le courant est alors conduit à un appareil de décantation dans lequel, après qu'il y a séjourné un temps convenable, on constate qu'il s'est séparé du liquide, par décantation, une quantité considérable de boue. Si le liquide traité est une eau brute, on constate que ladite quantité est beaucoup plus grande que celle qui serait obtenue si la floculation mécani- que était supprimée. Ceci montre que la floculation, telle qu'elle est mise en pratique suivant l'invention, présente des avantages marqués en ce qu'elle améliore la clarification des liquides pollués en rendant.décantables des solides qui ne l'étaient pas normalement et qui, jusqu'à ce jour, avaient exigé l'addition de réactifs chimiques ou une activation pour devenir décantables.
Il est bien entendu qu'on peut traiter la boue dérivée des eaux d'égout floculées mécaniquement ou se débarrasser de cette boue de toute manière désirée, étant donné que cette réalisation de l'invention n'envisage que la clarification perfectionnée de liquides pollués en permettant d'éliminer de ces liquides une quantité plus grande d'élé- ments solides comme résultat de la floculation.
Une explication possible des meilleurs résultats et de l'efficacité de la clarification obtenus par la flocu- lation mécanique est que la plupart des eaux d'égout et autres liquides résiduels contiennent probablement, d'une façon
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inhérente et naturelle, des matières sous forme de sels solu- bles et de protéines ou matières albumineuses qui, conjointe- ment avec une agitation modérée, contribuent notablement à assurer la clarification efficace du liquide .
L'invention a par conséquent pour objet un procédé et un système d'appareil et de traitement grâce auxquels on peut, à partir d'eaux d'égouts ou d'autres liquides pollués, produire une boue qui peut être digérée aisément et de façon satisfaisante ou dont on puisse se débarrasser facilement de quelque autre manière .
Un autre but de l'invention est de rendre décanta- bles, par un dispositif de floculation mécanique, les éléments solides des eaux d'égout qui sont colloïdaux et ceux qui ne se décantent pas normalement, ce qui supprime la nécessité d'ajouter des produits chimiques et élimine le coût de ces produits tout en augmentant la clarification des eaux d'égout et liquides analogues .
L'invention a en outre pour objet un appareil per- mettant de réaliser le présent procédé sur un courant de li- quide à traiter d'une manière telle que le liquide se meut en ligne droite et directement de l'un à l'autre des stades de traitement dans des conditions telles que ces stades peu- vent être placés très près les uns à la suite des autres,de préférence dans le même réservoir ou bassin général.
En vue de la réalisation de ces buts et d'autres, l'invention embrasse une suite de fonctions et un ensemble d'appareils permettant de traiter un courant de liquide, une caractéristique de première importance résidant dans une zone de floculation ou mouvement agitateur lent et modéré .
Dans cette zone de floculation, par un mouvement
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lent et modéré, les éléments solides colloïdaux et d'autres éléments solides en suspension, aussi petits qu'ils puissent être, sont rassemblés en quelque sorte par des collisions modérées qui ont pour effet de les unir ou les agréger sous forme de groupes ou amas de particules plus grosses et décan- tables. Le liquide avec les éléments solides qu'il contient en suspension passent du collecteur d'eaux d'égout ou d'une autre source à la zone de floculation dans laquelle il est soumis à l'action d'une série de palettes ou autres organes agitateurs dans des conditions propres à provoquer le nom- bre maximum de collisions entre les éléments solides en sus- pension de façon à les agréger sous forme de flocons assez gros pour pouvoir être décantés.
Ce liquide ayant subi la floculation est entraîné dans des conditions d'écoulement calme vers une zone de sédimentation dans laquelle les flo- cons agrandis ne risquent pas d'être divisés ou désagrégés.
Lorsque le liquide ayant subi la floculation atteint la zone de sédimentation, il est soumis à l'action de la pesanteur, pendant que le liquide est maintenu à l' état calme, ce qui provoque, le dépôt, sous forme de sédiments, des flocons et autres éléments en suspension décantables que contient le li- quide sur le fond de l'appareil de sédimentation, ces sédi- ments étant ensuite entraînés par des rateaux mobiles qui raclent le fond de la zone de sédimentation ou décanteur et les poussent lentement vers le conduit d'évacuation. En quit- tant de décanteur, les sédiments ou boues sont conduits à un digesteur qui effectue leur traitement biologique et les rend inertes.
Si l'invention doit être mise en pratique dans une petite installation d'eaux d'égout, il n'est pas essentiel
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d'utiliser le décanteur primaire pour enlever des eaux d'é- gout en une opération préliminaire les éléments solides dé- cantahles qu'elles contiennent normalement, étant donné que les opérations de floculation et de sédimentation finale faisant l'objet de cette invention peuvent être réalisées aussi bien en présence qu'en l'absence d'éléments solides dé- cantabiles que contiennent normalement les eaux d'égout brutes.
La présence de ces éléments solides aiderait plutôt, mais, dans les grandes installations, il y en a un volume tel qu'il faudrait que les zones de floculation et de sédimentation de cette invention soient de dimensions autrement non nécessai- res .
L'invention, son application et sa réalisation se- ront mieux comprises par la description qui suit d'applica- tions particulières, en se référant aux dessins annexés qui montrent des systèmes d'appareils et des schémas de circula- tion pour la mise en pratique de l'invention selon quelques- unes de ses formes préférées.
Sur les dessins annexés : Bigure 1 est une coupe verticale d'un ensemble d'ap- pareils qui peut être utilisé à titre d'installation de trai- tement complète pour réaliser l'invention selon une de ses formes .
Figure 2 est une coupe verticale, à plus petite échelle que la figure 1, montrant un appareil modifié permet- tant de réaliser les opérations de floculation et de sédimen- tation de cette invention.
Figure 3 est un schéma de circulation représentant une disposition générale d'appareils permettant de réaliser des caractéristiques de l'invention.
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Figure 4 est une vue analogue ontrant des façons de réaliser d'autres formes de l'invention, plus particulière- ment dans le cas où l'invention est appliquée à une instal- lation à boue activée.
Comme représenté sur la figure 1, les eaux d'égout ou autres eaux polluées à traiter arrivant par le collecteur 5 ou provenant d'une autre source appropriée pénètrent dans un canal d'alimentation 6 qui règne sensiblement en travers de l'extrémité d'un réservoir ou chambre à chicanes 2. Le canal 6 communique avec la chambre 1 par des ouvertures 8 par lesquelles le liquide passe du canal dans la chambre 7, des registres réglables étant prévus pour régler le débit.
Dans la chambre 7- sont montés de façon à pouvoir tourner sous l'action d'une source convenable de force motrice des agita- teurs à palettes 10 qui, en fonctionnement, sont animés d'un mouvement de rotation relativement lent, de préférence dans le sens des flèches. Une influence agitatrice modérée est ainsi exercée sur le liquide et les éléments solides qu'il contient pendant que la matière traverse la chambre 7. d'une extrémité de cette chambre à l'autre.
L'effet de cette force agitatrice lente et modérée est de rassembler les noyaux soli- des, éléments colloldaux et autres matières solides, de pro- voquer leur heurt ou collision mutuelle et de les agréger sous forme de flocons ou amas relativement gros dont les di- mensions et le poids sont suffisants pour qu'ils puissent se séparer du liquide par décantation dans un traitement de sé- dimentation subséquent. Les noyaux normalement non décanta- bles des flocons s'unissent non seulement les uns aux autres pour donner des flocons unitaires décantables, mais aussi aux éléments solides décantables déjà présents dans le liquide.
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Une boue sédimentée ramenée peut être présente pour seconder cette action comme on le verra plus loin. On voit ainsi que la plus grande quantité possible de matière solide sera ag- glomérée, de sorte que la totalité pourra être séparée d'une manière satisfaisante de la portion liquide dans une opéra- tion subséquente. Par conséquent, la chambre ou unité 7 peut être appelée "unité ou zone de floculation "dans laquelle il s'effectue une agrégation d'éléments solides normalement non décantables .
La chambre 1 est de préférence munie de chicanes 11 et 12 adjacentes aux extrémités d'entrée et de sortie, respectivement, et de chicanes intermédiaires 13 disposées entre les agitateurs ou palettes adjacentes 10. Ces chicanes s'élèvent au-dessus du niveau de liquide maximum de la cham- bre 7 et se terminent en deçà du fond de cette chambre, leur rôle étant d'empêcher le passage direct ou court-circuitage du liquide entrant dans la chambre et en sortant ainsi que dans les zones où il est traité par les palettes .
Le liquide contenant la majeure partie des éléments solides initiaux de tout type sous une forme extrêmement ag- glomérée et facilement décantable est alors mis à même de sortir ou est entraînée hors de la zone de floculation 7. en passant au-dessus ou en regard de la chicane submergée 14 et de pénétrer dans une unité de sédimentation 15 telle qu'un clarificateur Dorr, ou autre décanteur, pourvu d'un mécanisme à racler la boue 16, d'un canal de déversement 17 et d'un puits à boue 18. Dans le clarificateun 15, les solides agglo- mérés se déposent sur le fond sous l'action de la pesanteur, et le liquide surnageant, relativement limpide et inoffensif, peut s'échapper en passant par le canal 17 et le tuyau 19.
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De préférence, la chicane submergée 14 se termine au-dessus du fond de la chambre 7, ce qui laisse un conduit 20 permet- tant à une partie de la boue ou matière floculée d'être rame- née du clarificateur à la zone de clarification 7 par une action d'entraînement ou de succion en vue de maintenir dans cette zone une provision de flocons formés sur lesqiels les éléments solides non décantables peuvent se déposer et s'ac- cumuler. Un registre réglable 21 est prévu pour faire varier la section de passage de l'ouverture 20 ou obturer entière- ment cette ouverture dans le cas où ceci serait désiré.
Le clarificateur 15 peut être muni, près du point où est admis le liquide floculé arrivant de la chambre 7, d'une chicane 22 servant à dévier ce liquide vers.le bas, ce qui augmente la sédimentation et facilite le retour des flocons par le passage 20. La boue qui se dépose dans le clarificateur 15 est retirée d'une façon continuelle ou in- termittente du puits 18 et conduite par le tuyau 23 muni de robinets 24 et 25 à un digesteur de boue 26 muni du mécanis- me à racler la boue 27, du canal de déversement de liquide surnageant 28, de l'orifice d'échappement de gaz 29 et de l'orifice d'échappement de boue digérée 30.
On a représenté un tuyau 31 muni d'un robinet 32 constituant un autre chemin par lequel, si on le désire, on peut remettre en circulation une certaine quantité de la boue tirée de la zone de sédimen- tation 15 pour la ramener aux eaux d'égout pénétrant dans le système de façon à fournir des noyaux ou germes supplémentai- res destinés à constituer la fondation sur laquelle s'amasse- ront les flocons .
Figure 2 montre un appareil modifié permettant , de réaliser les opérations de floculation et de sédimentation
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de la présente invention d'une manière qui est sensiblement la même que celle décrite au sujet 'de la figure 1. Dans cet- te modification, on a prévu un tuyau 33 par lequel les eaux d'égout ou autres liquides pollués sont introduits dans le canal ou auge d'alimentation 34 qui règne sensiblement en travers de l'extrémité de la chambre ou réservoir 35 et communique avec celui-ci par la ou les ouvertures 36, dont on peut faire varier la section de passage par la manoeuvre du registre réglable 37. Cette chambre 35 est pourvue des palettes ou agitateurs rotatifs 38 et constitue l'unité ou zone de floculation de cette construction.
Le liquide pas- sant à travers le chambre 35 est soumis à l'action des pa- lettes 38 d'une manière qui est essentiellement la même que dans l'appareil de la figure 1. L'extrémité de sortie de la chambre 35 est constituée par une paroi ou cloison 41 qui s'élève au-dessus du niveau de liquide maximum de la chambre.
La paroi 41 présente de préférence dans une partie inférieure de cette paroi une série d'ouvertures 42 à travers lesquel- les le liquide qui a été soumis à l'action des palettes 38 passe dans une zone, unité ou bac de sédimentation 43 qui, dans cet exemple, possède une forme sensiblement rectangu- laire et est muni du canal de déversement de liquide surna- geant 44 et du tuyau d'échappement d'effluent 45. A l'inté- rieur du réservoir 43 sont montés des pignons de chaîne 46 sur lesquels passe une chaîne sans fin 47 pourvue d'une sé- rie de lames ou racles 48. Les pignons 46 sont mis en rota- tion par un mécanisme moteur convenable et, de cette façon, font mouvoir la chaîne 47 et les racles y assujetties 48 suivant un chemin et dans le sens indiqués par les flèches.
Le liquide ayant subi la floculation qui pénètre dans le bac
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43 par les ouvertures 42 est maintenu à un état relativement calme à l'intérieur de ce bac, et les éléments solides flo- culés se déposent au fond de ce bac sous forme d'une boue qui est poussée à peu près continuellement par les racles 48 et amenée dans le puits à boue 49, d'où on peut la retirer continuellement ou par intermittence par un orifice 50 et la transférer par des tuyaux 51 et 54 munis de robinets 52 et 53. à un digesteur, à un filtre ou autre lieu convenable.
Comme décrit au sujet de la figure 1, on a aussi prévu un tuyau 56 muni d'un robinet 55 pour ramener une certaine quan- tité de la boue sédimentée à l'admission des eaux d'égout à traiter. La paroi ou cloison 41 est de préférence déportée légèrement à l'écart de l'extrémité du fond sensiblement ho- rzontal de la chambre 35 et espacée de ce fond comme indiqué en 42a pour constituer un passage par lequel la matière flo- culée ou boue déposée peut être ramenée par une action d'en- traînement ou de succion dans la chambre 35 pour aider à main- tenir une provision de germes ou noyaux de fondation dans la zone de floculation.
Le schéma de circulation de la figure 3 montre clairement une façon de réaliser des caractéristiques de cette invention à l'aide de l'appareil des fig. 1 ou 2 du de tout autre appareil propre à permettre d'effectuer les opé- rations nécessaires. Dans la mise en pratique du traitement par le mode opératoire de la figure 3, les eaux d'égout,bru- tes ou préalablement clarifiées, qui arrivent par le tuyau 57 pénètrent dans le réservoir ou chambre 58 muni des palet- tes ou autres dispositifs agitateurs convenables 59. Les pa- lettes 59 sont mises en rotation d'une manière convenable et exercent sur les eaux d'égout coulant lentement à travers
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la chambre 58 l'agitation modérée précédemment décrite.
Comme résultat de cette action, on constate que le grossissement des flocons décantables est notablement favorisé et que de grandes quantités des constituants colloldaux du liquide sont amenées en contact intime les uns avec les autres et avec des éléments solides décantables ou des flocons ou agrégats déjà constitués, ce qui effectue la formation d'une matière flo- culée décantable qui, tout en étant sous forme de flocons un peu plus délicats que ceux obtenus par voie chimique, est très stable si elle est convenablement manutentionnée et se décante aisément dans l'opération de sédimentation subséquen- te .
En quittant la zone de floculation 58, l'eau d'é- gout mécaniquement floculée suit le chemin 60 et arrive dans la zone de sédimentation ou clarificateur 61 dans lequel une sédimentation ou décantation s'effectue, l'effluent clarifié étant conduit par un tuyau 62 vers un lieu de destination convenable. La matière solide décantable que contiennent les eaux d'égout, et qui comprend les flocons obtenus mécanique- ment et d'autres éléments solides , se dépose sur le fond du clarificateur et en est retirée par l'orifice de vidange des boues 63, la boue résiduelle étant conduite en suivant le chemin 64 à un digesteur, un filtre ou un autre dispositif convenable permettant de s'en débarrasser.
Le chemin 60 sera de préférence établi de façon qu'il accélère aussi peu que possible la vitesse d'écoulement du liquide floculé, c'est-à-dire qu'il permette un écoulement relativement calme et non turbulent et évite ainsi ou réduise au minimum la division ou destruction de la matière floculée.
Lorsqu'on réalise cette caractéristique de l'inven-
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tion de la manière décrite, il est fréquemment désirable et efficace d'introduire ou ramener dans la zone de floculation une quantité de boue retirée du clarificateur. Dans le cas où une telle façon d'opérer s'imposerait, on peut faire pas- ser la boue du clarificateur 61 par un tuyau 66 muni d'un robinet 65 pour la ramener à la chambre 58, en l'introdui- sant de préférence dans le tuyau 57 par lequel les eaux d'é- gout se rendent à cette chambre, comme représenté.
Le re- tour de cette boue assure l'obtention de centres ou noyaux commodes sur lesquels des colloïdes et d'autres éléments so- lides normalement non décantables peuvent venir buter, se déposer et adhérer au cours de leur traitement d'agitation modérée, ce qui contribue notablement et aide à la formation et au développement d'un maximum de flocons. Lorsque la boue est ramenée à la chambre 58 comme il vient d'être décrit,il est généralement recommandable de prendre certaines précau- tions pour empêcher cette boue de devenir septique. On peut le faire d'une manière commode en injectant dans la boue ra- menée, par exemple par le tuyau 67 muni du robinet 68, du chlore ou un autre antiseptique.
Bien entendu, l'invention n'est pas nécessairement limitée à la floculation non chimique soit d'éaux d'égout brutes, soit d'eaux d'égout décantées, étant donné qu'elle peut être mise en pratique d'une manière efficace sur des eaux d'égout de l'un et l'autre de ces types. Dans les gran- 'des installations, surtout lorsqu'il y a généralement des stades de sédimentation primaires et secondaires, les trai- tements de' floculation non chimiques décrits peuvent être appliqués aux eaux d'égout allant au stade de sédimentation primaire ainsi qu'à l'effluent de ce stade se rendant au
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stade de sédimentation secondaire .
A titre d'indication de l'efficacité générale du type de traitement qui vient d'être décrit, on mentionnera que de nombreux essais, effectués tant en laboratoire que sur une échelle industrielle, ont démontré d'une manière concluan- te que l'invention offre, par rapport aux procédés appliqués antérieurement dans le traitement des eaux d'égout, des avan- tages et économies qui n'avaient pas été considérés comme possibles jusqu'à ce jour. La table donnée ci-après indique clairement les résultats qu'il est possible d'obtenir. Les opérations ont été réalisées pendant une période de 10 jours dans une installation réelle de traitement des eaux d'égout.
On a utilisé deux clarificateurs de dimensions et construc- tion identiques et divisé le courant introduit d'eaux d'égout brutes, une partie allant directement à l'un des clarifica- teurs et l'autre partie traversant d'abord une chambre de floculation analogue à celle précédemment décrite, puis se rendant à l'autre clarif icateur. Le traitement de flocula- tion-sédimentation a été effectué de la manière précédemment décrite et sans retour de boue .
Les résultats suivants ont été obtenus dans une installation importante dans laquelle une floculation-aédimen- tation combinée a été comparée à une disposition parallèle de sédimentation sans floculation .
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87 <SEP> 7 <SEP> 121 <SEP> 3440 <SEP> 1,89 <SEP> 7 <SEP> 135
<tb> 2 <SEP> 259 <SEP> 3480 <SEP> 0,51 <SEP> 1,87 <SEP> 7 <SEP> 111 <SEP> 3440 <SEP> 1,89 <SEP> 7 <SEP> 136
<tb> 3 <SEP> 274 <SEP> 3480 <SEP> 0,51 <SEP> 1,87 <SEP> 6,9 <SEP> 108 <SEP> 3440 <SEP> 1,89 <SEP> 6,9 <SEP> 140
<tb> 4 <SEP> 219 <SEP> 3480 <SEP> 0,67 <SEP> 1,87 <SEP> 6,9 <SEP> 110 <SEP> 3440 <SEP> 1,89 <SEP> 6,9 <SEP> 144
<tb> 5 <SEP> 232 <SEP> 3480 <SEP> 0,67 <SEP> 1,87 <SEP> 6,9 <SEP> 90 <SEP> 3440 <SEP> 1,89 <SEP> 6,9 <SEP> 119
<tb>
<tb> 6 <SEP> 172 <SEP> 3480 <SEP> 0,67 <SEP> 1,87 <SEP> 7 <SEP> 89 <SEP> 3440 <SEP> 1,89 <SEP> 7 <SEP> 116
<tb> 7 <SEP> 365 <SEP> 4600 <SEP> 0,51 <SEP> 1,42 <SEP> 7 <SEP> 130 <SEP> 2245 <SEP> 2,90 <SEP> 7 <SEP> 146
<tb> 8 <SEP> 315 <SEP> 4600 <SEP> 0,51 <SEP> 1,42 <SEP> 119 <SEP> 2245 <SEP> 2,90 <SEP> 136
<tb> 9 <SEP> 277 <SEP> 4600 <SEP> 0,51 <SEP> 1,
42 <SEP> 110 <SEP> 2245 <SEP> 2,90 <SEP> 129
<tb> 10 <SEP> 283 <SEP> 4600 <SEP> 0,51 <SEP> 1,42 <SEP> 123 <SEP> 2245 <SEP> 2,90 <SEP> 133
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Ces résultats confirment les essais de laboratoire antérieurs et montrent que, même en faisant passer à travers les unités de floculation-sédimentation un volume double de liquide, les résultats obtenus sont meilleurs que lorsque la sédimentation est seule utilisée. Ceci montre que, par la floculation, on peut diminuer la capacité totale des réser- voirs et réaliser ainsi une économie nette dans le coût de l'installation. Les essais du pH montrent que la floculation ne modifie pas l'acidité ou l'alcalinité des eaux d'égout.
L'effet est par conséquent différent de celui obtenu lorsqu'on utilise des produits chimiques tels que : sels ferri- ques,etc. dans les procédés de précipitation chimiques ordi- naires. Des essais ont aussi démontré que les flocons produits par cette floculation mécanique ordinaire sont assez délicats- plus délicats que ceux précipités chimiquement. Ceci oblige à manutentionner soigneusement la matière pour empêcher la division des f locons. Il semble que, avec ce type de traite- ment, la division de certains flocons soit provoquée par une vitesse supérieure à 0,45 m par seconde, alors qu'il faut 0,6 à 0,75 m par seconde dans le cas d'une floculation chimique véritable telle que celle obtenue par l'addition de chlorure f errique .
Une série d'autres essais ont donné des résultats analogues et même -- dans certains cas -- meilleurs dans le même type de traitement. En général, la période de flocula-' tion la plus satisfaisante semble être de 20 minutes environ, mais cette période variera évidemment selon le caractère des eaux d'égout. Les eaux d'égout éprouvées ont varié grandement en ce qui concerne la concentration en éléments solides en suspension, savoir de 89 à 1670 parties par million. Les
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eaux d'égout extrêmement concentrées étaient dues à des tor- nades dans lesquelles la boue des rues balayée par un déluge d'eau était entraînée jusqu'à l'installation, que ce soit par des collecteurs d'eaux d'égout combinés ou comme résultat d'infiltrations .
L'accroissement observé dans la séparation des élé- ments solides résultant de la floculation réalisée sur des eaux d'égout grossies par des orages n'a pas été aussi grand que celui observé dans le cas d'eaux d'égout ordinaires. Une raison de cette constatation est probablement le fait que les effets avantageux de la floculation mécanique sont dûs, au moins en partie, à la présence, dans les eaux d'égout, de sels solubles tels que le chlorure de sodium, les sels d'am- monium, etc. qui précipitent les constituants de protéines des eaux d'égout et convertissent les colloides de la forme " sol " en la forme de "gel ". Dans les eaux d'égout grossies par les orages, la teneur en protéines était relativement faible, ce qui explique l'effet moindre de la floculation.
Dans une installation proche de l'océan, on a observé que les effets de la floculation étaient maximum. Ceci est probable- ment dû au fait que l'eau d'égout de cette installation avait une teneur élevée en chlorure de sodium en raison de l'infil- tration d'eau salée. Cette teneur élevée en sel semble avoir favorisé la floculation. En général, il semble que les résul- tats sont meilleurs lorsque les éléments solides en suspen- sion dans les eaux d'égout brutes augmentent, à condition que les éléments solides soient d'origine résiduaire domestique (c'est-à-dire qu'ils ne proviennent pas de courants d'eau de lavage des rues ou d'une autre source de teneur élevée en matière minérale et de faible teneur en protéine).
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Il est possible qu'il existe des eaux d'égout qui contiennent une quantité suffisante de protéine ou de matière albumineuse pour subir avec succès la floculation non chimi- que de cette invention mais sont pauvres en constituants de sels solubles, de telle sorte que le maximum d'avantage du traitement de floculation n'est pas réalisé. Dans ces cas et d'autres, il peut être désirable d'ajouter de l'eau de mer, lorsqu'on en dispose, aux eaux d'égout avant la floculation ou d'incorporer aux eaux d'égout la quantité désirée de sels solubles sous forme de chlorure de sodium, de sels d'ammonium, etc..
Le schéma de circulation de la figure 4 montre une modification de l'invention appliquée à une installation de traitement à boue activée. Dans cette modification,l'eau d'égout arrivant par le tuyau 69 pénètre dans la chambre de floculation 70 qui est munie du dispositif agitateur 71 com- me précédemment décrit et dans laquelle l'eau est soumise à l'influence agitatrice modérée précédemment décrite. Une certaine concentration de boue activée ramenée est maintenue dans l'eau d'égout que contient la chambre 70, comme il sera décrit plus loin .
L'eau d'égout floculée quittant la chambre 70 suit le chemin 72 d'une manière relativement calme et arrive à la zone de sédimentation ou clarificateur primaire 73 dans lequel les éléments solides décantables se déposent sur le fond du clarificateur et sont enlevés par l'orifice d'échap- pement de boue 74 pour être transférés par un tuyau 76 muni d'un robinet 75 à un digesteur 77 ou à un autre appareil de traitement convenable permettant de se débarrasser de ladite matière . L'effluent du clarificateur 73 est conduit par un
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tuyau 78 à un bac d'aération 79 dans lequel il est aéré con- formément à la pratique courante du procédé à boue activée.
L'eau d'égout aérée quittant le réservoir 79 passe par un tuyau 80 dans la zone de sédimentation ou clarificateur se- condaire 81 duquel l'effluent clarifié s'échappe par un tuyau 82. Une certaine quantité de boue retirée du clarificateur 81 est ramenée de l'orifice d'échappement de boue 83 par un tuyau 82,muni d'un robinet 84 au bac d'aération 79, ainsi qu'on le fait habituellement dans le procédé à boue activée pour maintenir la teneur en boue activée du contenu du bac d'aération à la valeur désirée .
On retire par le conduit d'échappement 83 la tota- lité ou une partie de ce qu'on appelle la "boue activée per- due " pour la remettre en circulation par le tuyau 87 et le robinet 86 vers la chambre de floculation 70, comme représen- té. Ainsi, on maintient dans les eaux d'égout soumises au traitement que contient la chambre 70 une réserve de boue activée qui présente l'avantage d'aider et contribuer à la formation et au grossissement des flocons. La boue activée est entièrement stable et de nature duveteuse et collante.
Sa présence constitue par conséquent une base qui se prête éminemment à la réception et au support de la matière solide non décantable, celle-ci se déposant sur les noyaux de flo- cons que constitue cette base et y adhérant aisément .
Dans tout procédé suivant l'invention, la façon préférée de se débarrasser de la boue consiste à la soumet- tre à une digestion bactérienne. L'invention n'est toutefois pas limitée à ce traitement. En raison de la production d'u- ne boue qui contient le minimum de produit chimique n'ayant pas réagi, la filtration ou une opération analogue constitue
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aussi un autre moyen efficace de se débarrasser de la boue et l'on peut utiliser avantageusement des procédés autres que la digestion dans certains cas .
On a représenté et décrit l'invention en se réfé- rant à son application au traitement des eaux d'égout, mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à cette application particulière et qu'elle est généralement applicable au traitement de liquides tels que : eaux rési- duaires industrielles, résidus de fabriques de conserves, résidus de produits de laiterie et autres liquides pollués.
Chaque fois qu'il est question du terme "eaux d'égout", ce terme est par conséquent sous-entendu comprendre tous les liquides analogues, y compris ceux énumérés ci-dessus .