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"Perféctionnements aux procédés et appareils s poli;...t1:'ai te- ment de liquides contenant des matières solides en suspension."
La présente invention est relative au traiter ment de liquides pour leur clarification et, plus particulièrement, à la clarification de liquides contenant des matières putrescibles, comme"les eaux d'égoût.
L'un des objets de l'invention est un appareil, et un procédé perfectionnés pour le traitement de liquides contenant des matières solides en suspension et des matières colloïdales, comme les eaux d'égoût et les autres liquides de rebut.
L'invention a également pour objet un procédé et un appareil perfectionnés pour la clarification des eaux
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d'égoût brutes, c'est-à-dire pour la séparation des matières solides d'avec le liquide dans les eaux d'égoût.
L'invention a encore pour objet un procédé et un appareil nouveaux pour le conditionnement de matières solides, en particulier de celles de nature légère et fragile comme les matières solides des eaux d'égoût, en vue de leur sédimentation rapide et complète et pour la séparation subséquente de telles matières conditionnées sous forme d'une boue relativement dense dans un appareil et par un procédé formant un tout.
Conformément à la présente invention, le procédé perfectionné de clarification, par sédimentation, des eaux d'égoût, ou autres liquides analogues contenant des matières solides en suspension, comprend le mélange de l'eau d'égoût à clarifier avec une boue partiellement épaissie dans une zone de mélange, grâce à quoi les solides en suspension dans l'eau d'égoût se trouvent conditionnés en vue de leur sédimentation et l'évacuation du mélange dans une zône de sédimentation située à un niveau intermédiaire.
La présente invention vise également un appareil pour le traitement d'un liquide contenant des matières solides en suspension, comme les eaux d'égoût, appareil com- prenant : un bac avec une ouverture de sortie) pour le liqui- de traité, près de sa partie supérieure ; ouverture de sortie,pour les matières solides déposées ou boues épaissies à la partie inférieure ; dispositifs pour déplacer les ma- tières solides ou la boue déposée sur le fond du bac vers ledit orifice inférieur de sortie ;
unecloison ou paroi s'é- tendant verticalement dans ledit bac pour y former une chambre de mélange avec des ouvertures d'entrée et de sortie cour muniquant avec l'intérieur du bac à des niveaux intermédiaires au-dessous de ladite ouverture de sortie du liquide traité, l'ouverture d'entrée susvisée étant à une certaine distance
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au-dessous de ladite ouverture de sortie ; unechicane s'étendant horizontalement sous l'ouverture d'entrée ; dispositif de pompage agissant pour provoquer l'écoulement à travers la- dite chambre de mélange depuis l'ouverture d'entrée jusqu'à l'ouverture de sortie précitées ; des moyens pour ame- ner le liquide à traiter dans ladite chambre de mélange.
On décrira ci-après le procédé et l'appareil dans le cas de la clarification d'eaux d'égoût pour illustrer l'invention, mais il est bien entendù que celle-ci n'est pas limitée à ce cas particulier et il est évident que leprocédé peut être appliqué avec la même facilité et avec les mêmes a,vantages à tous autres liquides contenant des matières soli- des en suspension.
L'eau d'égoût brute arrivant dansune installa- tion pour son traitement peut passer à travers un tamis desti- né à retenir les particules grossières, puis rapidement à tra- vers une chambre à grille pour l'élimination des particules mi- nérales plus lourdes qui se déposeraient rapidement, mais sans permettre la sédimentation des matières solides légères et fa- cilement putrescibles de l'eau d'égoût. Habituellement, le premier temps des procédés actuels de purification des eaux d'égoût consiste à faire passer l'eau d'égoût brute à travers une grande chambre de sédimentation, ou clarificateur, pour le dépôt d'une quantité aussi grande que possible de la matière solide putrescible.
Pour des raisons qui seront exposées plus loin, de tels clarificateurs sont habituellement établis avec des dimensions telles qu'ils conservent l'eau d'égoût pendant un temps allant de 1 heure et demie à 2 heures environ sur la base du taux moyen d'écoulement. La circulation de l'eau d'é- goût à travers ces appareils est habituellement continue, mais elle varie en quantité à divers moments, par exemple à diffé- rentes heures de la journée. Après cette clarification, on fait passer habituellement l'eau d'égoût par un stade subsé-
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quent de purification pour poursuivre l'enlèvement des ma- tières organiques, ce stade du traitement étant habituelle- ment un stade biologique.
Les dimensions du cl arificateur sont détermi- nées par un compromis entre diverses conditions. Il est,bien entendu, désirable de déposer la plus grande quantité possible de matières solides dans ce clarificateur et, par suite, d'at- ténuer la charge sur les stades suivants, ce que l'on peut ob- tenir dans une certa.ine mesure en donnant de plus grandes di- mensions au clarificateur. Dans ce cas, le coût du clarifi- cateur sera plus élevé, ce qui est indésirable, mais, ce qui est plus important, l'eau d'égoût ne peut pas être avantageu- sement retenue trop longtemps dans un tel clarificateur sans qu'il se produise un début de putréfaction avec des conséquen- ces indésirables diverses.
Il convient plutôt de réduire les dimensions du oassin et .l'un des objets de l'invention est précisément d'atteindre ce résultat. une
Foui grande partie, les matières solides entrâi nées par l'eau d'égoût sont légères et ne se déposent pas fa- cilement, ce qui fait que, en moyenne, avec les bassins prévus pour un maintien de 1,:eau d'égoûutt pendant un laps de temps , allant de 1 heure et demie à 2 heures, il ne se dépose que 50 à 60% des matières solides. De plus, les matières solides qui se déposent sont pour la plus grande partie assez légères et forment une boue fluide. Dans ces appareils, la teneur en eau de la boue atteint généralement 97 à 98% environ ; une boue ne contenant que 95% d'eau a pu être obtenue dans un petit nombre de cas.
On peut utiliser cette boue de diverses manières et le procédé le plus commun consiste à soumettre ladite boue à un traitement de digestion dans ce qu'on appelle un bac digesteur. Les dimensions du digesteur sont détermi- nées, non pas tant par la quantité de matières solides à faire digérer que par la quantité de liquide entraînant des matières
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solides qu'il doit recevoir du clarificateur; en conséquence, il est désirable d'obtenir une boue aussi épaisse que possible dans le clarificateur.
Tout progrès dans ce sens permet l'utilisation d'un appareil digesteur plus petit et moins coûteux dans une mesure correspondante. Si, au lieu d'envoyer la boue prove- na,nt d'un clarificateur au digesteur pour la traiter, on la traite d'une autre manière quelconque, par exemple en la filtrant ou en la déchargeant dans une mare, il est encore désirable que la teneur en eau soit aussi faible que possible.
L'un des objets de l'invention est l'augmentation de la densité ou la réduction de la teneur en eau de la boue de clarificateur à la fois par augmentation de la densité des particules individuelles formant la boue et par la mise desdites particules sous une forme telle qu'elles puissent s'agglomérer plus rapidement. Ces objets ressortiront clairement, avec d'autres, de la, description qui va être donnée maintenant,
On a déjà fait plusieurs essais pour augmenter la quantité de matières solides extraites des eaux d'égoût dans le clarificateur préliminaire et certains de ces essais ont eu pour effet d'augmenter la densité de la boue, bien que ceci puisse être dû en partie à l'addition d'autres matières solides plus lourdes.
Par exemple, il est bien -connu que si l'on traite l'eau d'égoût par certains produits chimiques, tels que les sels de fer ou la chaux, il est possible d'obtenir un effet de coagulation par suite duquel les particules contenues dans l'eau d'égoût sont agglomérées et deviennent plus lourdes, ce qui fait que l'on obtient un avantage dans le sens de la plus grande élimination, de la plus grande rapidité de dépôt et de l'obtention d'une boue plus dense.
L'inconvénient d'un tel traitement chimique est le coût des produits utilisés, qui est considérable si l'on emploie la quantité nécessaire pour obtenir, même d'une manière appro-
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' ximative, le bénéfice maximum possible, cette dépense addi- tionnelle peut dépasser le coût du plus grand clarificateur et du plus grand digesteur qui, sans cela,, seraient néces- saires. Les produits chimiques présentent un autre inconvé- nient consistant dans le fait qu'ils ont une certaine ten- dance à stabiliser la matière organique, ce qui fait que cel- le-ci ne commence pas aussi rapidement à subir la digestion ou que cette dernière progresse plus lentement.
La demande- resse envisage l'utilisation d'un produit chimique approprié dans le procédé objet de la présente invention lorsqu'il se- ra reconnu qu'il est avantageux de le faire. Toutefois, dans la plupart des cas, la quantité de produit chimique nécessaire peut être considérablement réduite par le présent procédé.
On a également appliqué le procédé bien connu de "floculation" à l'eau d'égoût brute pour améliorer la sé- dimentation, aussi bien avec que sans addition de produits chi- miques ; dans les deux cas, une telle floculation a produit des effets avantageux dans le sens désiré, mais ici aussi des inconvénients se manifestent. Le procédé de floculation est fondé sur l'idée de maintenir le liquide pendant un certain temps dans un certain type de bac ou de bassin et de l'y soumettre à un degré d'agitation modéré de manière à produire le choc, ou à provoquer le contact, entre les particules, étant donné qu'à la suite d'un tel contact certaines des particules adhèrent les unes aux autres et qu'il se forme ainsi des par- ticules plus grande se déposant plus facilement.
En raison du fait que les flocula,ts ainsi f'ormés sont assez fragiles et aussi pour permettre l'adhésion primitive des particules, tout mouvement, aussi bien du liquide que de l'appareil agitateur dans la zone de floculation, doit être très lent, car avec des vitesses de palettes ou d'aubes de plus de 45 cm. à 60 cm. environ par seconde, le résultat est plutôt nuisible qu'avantageux. Par suite de ce mouvement lent, on n'obtient
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pas de nombreux chocs dans un espace ou dans un temps donné et le bassin de floculation doit être assez grand si l'on veut obtenir des avantages notables.
Si le temps pendant lequel la matière est retenue dans l'espace de floculation est tel que Ion obtienne une part raisonnable iroportante des avantages possibles du fait de la floculation, le bassin de floculation tend à devenir de dimensions indésirables. Même si l'on peut réduire quelque peu les dimensions du clarificateur, le temps pendant lequel la matière est retenue dans le bassin de flocu- lation, auquel s'ajoute celui pendant lequel elle séjourne dans le clarificateur, est à peu près le même que celui qui serait nécessaire avec un clarificateur sans floculation pré- liminaire. On a proposé de combiner les bassins de flocula- tion avec le clarificateur lui-même de diverses manières, par exemple en utilisant une partie de l'espace intérieur du cla- rificateur comme espace de floculation.
Ceci offre des avan- tages dans le sens de la réduction du coût de la construction, mais n'améliore ni les résultats de la floculation, ni le temps nécessaire pour l'obtenir et présente par contre cet inconvé- nient que le volume occupé par le floculateur, lequel doit être très important, est soustrait du volume disponible pour la clarification, ce qui fait que l'on est obligé d'augmenter de manière correspondante les dimensions de l'appareil combi- né et ce qui tend, par suite, à donner à l'ensemble les mêmes si dimensions que/le floculateur était supprime, ou même des di- mensions plus grandes.
On connaît, dans le traitement des liquides, l'opération consistant à renvoyer, au liquide à traiter arri- vant, une portion des matières solides ou de la boue qui se sont déposées à partir du liquide préalablement traité, les- dites matières ainsi renvoyées exerçant une action avantageuse en ce sens quelles tendent à alourdir et à enrober des matiè- res solides pénétrant à nouveau dans lesystème et à entraîner
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ces dernières vers le bas plus rapidement en leur permettant de'se déposer.
En général;, les matières solides devant jouer ce rôle étaient aspirées par une pompe, ou par un dispositif analogue, dans une poche à boue dans laquelle elles étaient râclées après dépôt sur le fond d'un bassin de sédimentation; le bassin de décantation peut avoir aussi un fond incliné le long duquel la boue s'écoule vers le bas, quand elle se dépose, jusqu'à un point de cueillage. Ces procédés de renvoi de la boue ont un effet avantageux dans de nombreux cas, mais dans d'autres cas, le résultat a été que la boue renvoyée se trouvait brisée de telle manière qu'elle ne se déposait pas rapidement de nouveau et que le liquide effluent provenant du clarificateur était, en pareil cas, plus trouble avec le renvoi de la boue que sans ce renvoi.
On a constaté que ce résultat est partiellement dû à l'effet de rupture dont il a été parlé plus haut et partiellement au fait que la boue renvoyée n'est pas celle qui conviendrait le mieux pour le but poursuivi. Il y a des raisons de croire qu'il se produit toujours une certaine action destructrice dans le traitement et le renvoi de la boue d'une telle manière quèlconque, même si un grand soin est apporté au traitement et que cet effet est cumulatif, ce qui fait que, bien que la boue puisse peut-être être renvoyée un certain nombre de fois sans inconvénient sérieux, l'effet obtenu devient en dernier lieu tout- à-fait nuisible.
L'invention vise l'application de ce que l'on pourrait, d'un certain point de vue, appeler un renvoi de boue, mais elle vise l'exécution d'une telle opération dans des conditions avantageuses qui, autant que la demanderesse le sache, n'ont jamais été proposées jusqu'ici. Dans la présenteinvention, on envisage l'utilisation de ce que l'on pourrait appeler plus exactement un effet sélectif, pour ce qui est de la boue ou des matières solides qui sont renvo yées
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pour être réutilisées et de ce qu'on pourrait appeler une cir- culation sélective cyclique de boue dans ou à travers une zône que les matières solides arrivant dans l'installation doivent traverser et dans laquelle elles sont progressivement trans- formées depuis un état de boue relativement léger à un état relativement dense.
L'action sélective dans le renvoi de la boue a déjà été proposé, mais non de la manière qui a été re- connue avantageuse maintenant et qui est appliquée conformément à la présente invention. Jusqu'ici, on produisait l'action se sélective en permettant aux matières solides de/déposer dans différentes zones d'une certaine manière, grâce à quoi on ob- tenait un effet de classification, les matières solides plus lourdes ou les matières solides plus légères, suivant ce qui étaient désirable, pouvant être reprises de l'endroit où elles se déposent pour être retournées à une zone de traitement.
Quels que fussent les avantages ainsi obtenus, de tels pro- cédés présentaient l'inconvénient mentionné plus haut, c'est- à-dire que, au cours du processus de dépôt et de cueillage une certaine détérioration se prod uisait. L'invention vise l'utilisation des matières solides qui, bien qu'elles aient été épaissies dans une certaine mesure, sont encore dans un état de suspension ou de demi-suspension dans le liquide et qui, par suite, n'ont pas subi de dommage quelconque pouvant provenir d'un épaississement trop prononcé ou du dépôt, et que l'on peut renvoyer en vue de leur réutilisation par des moyens ordinaires sans qu'elles subissent de dommage. Dans ce procédé, l'expression "boue partiellement épaissie'* est utilisée en opposition au retour de "boue épaissie" de la tech nique antérieure.
Par ce moyen, la quantité nécessaire de ma- tières solides peut être renvoyée sa.ns qu'elle subisse de dom- mages et oh obtient un effet avantageux supplémentaire. En choisissant la boue ou les matières solides de la manière pro- posée ici, il est possible de renvoyer en amont des matières
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solides de nature avantageuse pour ce qui est de leur faculté de rassembler les matières solides arrivant dansl'instal- la,tion, en raison du fait que leurs surfaces sont de même na- t,ure, dans une plus grande mesure, ce qui fait que lors du contact l'adhérence a plus de chance de se produire.
De plus, il est possible de renvoyer en amont une quantité très grande de matières solides, ce qui fait qu'une très grande surface est présentée par elles et que les nouvelles matières solides se trouvent, pour ainsi dire, absorbées par le volume de matières solides anciennes (ou incorporées dans ledit volume) lorsque ces dernières sont distribuées à travers le nouveau liquide. En conséquence, on peut se passer de la grande chambre de floculation qui est nécessaire avec la technique antérieure et il n'est pas nécessaire non plus de produire l'agitation qui est caractéristique du procédé de floculation; il suffit d'assurer le mélange du liquide neuf arrivant dans l'installation et contenant les matières solides neuves avec le liquide ramenant en arrière les matières solides anciennes pour obtenir le contact.
Ceci présente l'avantage, à la fois, de réduire l'espace nécessaire et de réduire les dimensions du mécanisme mélangeur presque jusqu'au point de suppression, grâce à quoi l'appareil mélangeur et la chambre peuvent être disposée dans le clarificateur sans occuper un volume appréciable dans ce dernier.
On /constaté que par un tel procédé, on peut, non seulement provoquer l'emprisonnement ou l'incorporation dans la boue précédente des matières solides contenues dans l'eau d'égoût arrivant dans l'installation, mais aussi 'obtènir un effet avantageux sur la. boue ainsi utilisée. On sait qu'après dépôt ou lors du dépôt, on peut provoquer l'épaississement de la boue par agitation et il a été constaté qu'une action d'épaississement sur la boue peut être provoquée, ou se produit, dans la mise en oeuvre du procédé avant la sédi-
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mentation réelle de ladite boue. Les procédés d'ép aississe- ment peuvent être le résultat de l'ure ou l'autre des causes ci-après indiquées, ou des deux.
L'une de ces causes est l'échappement d'eau qui est maintenue entre des particules de manière telle qu'elles puissent se rapprocher davantage et que le lit tout entier devienne ainsi plus compact. L'épais- sissement peut aussi être produit par des moyens qui provo- quent ou qui aident l'échappement du liquide depuis les limi- tes des particules elles-mêmes qui se reserrent, pour ce qui est de leurs dimensions et qui deviennent plus denses. En ap- parence, une partie de ce dernier phénomène se produit du fait de la circulation continue de ce qui a été appelé plus haut une boue partiellement épaissie, mais qui peut être un état compris entre une boue et une vraie suspension, la matière u- tilisée ayant la nature de ce que l'on appelle quelquefois une semi-suspension ou une suspension tremblante.
Dans la mesure où ces particules ont la nature de gels, elles sont sujettes à la synérèse et cette tendance à la contraction est apparamment accrue lorsqu'elles sont troublées, comme c'est le cas quand elles sont entraînées conformément au présent procédé de circulation que l'on va décrire,on obtient une clarification plus rapide et une boue plus dense.
Un autre objet de l'invention consiste dans le fait que, dens le procédé de circulation décrit ici, une partie du liquide contenu dans l'appareil et une partie de la boue sont maintenus à l'état aérobie, ce qui tend à empêcher le dé- veloppement d'un état de putréfaction et ce qui peut avoir certains effets avantageux pour provoquer la clarification et 1'épaississement.
L'invention comprend à la fois le procédé tel qu'il est spécifié ci-dessus et qui sera décrit ui-après et un appareil pour la mise en oeuvre dudit procédé. Une lorme désirable d'appareil pour la mise en oeuvre du procédé est /quoi qu'il en soit,à ce point de vue, par le procédé
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représentée à titre d'exemple seulement, sur le dessin annexé qui montre une coupe verticale transversale schématique d'un tel appareil.
L'appareil comprend un bac ou réservoir 1 qui peut être de toutes dimensions et de toute construction, cette dernière étant semblable à celle des clarificateurs ou bassins de sédimentation connus dans la technique de traitement des eaux d'égoût. De tels clarificateurs peuvent avoir toute:. forme appropriée quelconque ; ils comportent généralement des parois verticales latérales 2 et un fond 3 qui est de préférence quelque peu incliné vers le centre comme le montre la figure. Au voisinage du centre du fond est prévu un puisard 4 duquel part un conduit 5 d'évacuation muni d'un robinet 6 pour l'enlèvement de la boue. Au voisinage du sommet du bassin est disposée une gouttière 7 de laquellepart le conduit d'effluent 8 pour l'évacuation de l'eau clarifiée.
Le réservoir est traversé à sa partie supérieure par des poutres 10 desquelles pend un cylindre extérieur 11 ouvert à sa partie supérieure et à sa partie inférieure et ayant son bord inférieur à une distance convenable au-dessous du niveau de l'eau dans le réservoir, de telle manière que le liquide s'échappant sous ledit bord se trouve clarifié lorsqu'il passe dans la gouttière 7. Au centre du cylindre, 11 est disposé un tube, ou cylindre intérieur 12, supporté de manière réglable par les poutres 10, par exemple au moyen des tiges 13 présentant à leurextrémité supérieure un filetage destiné à recevoir un écrou, le tout désigné dans son ensemble par 14.
A la partie inférieure du cylindre intérieur 12 est fixée une plaque, ou chicane, 15,de diamètre légèrement supérieur à celui du cylindre intérieur 12, la plaque 15 étant écartée de la partie inférieure du cylindre d'une distance conrenable pour permettre l'entrée de la boue dams le cylindre.
De préférence, la chicane 15 est montée de manière réglable,
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par exemple au moyen de tiges 16 pourvues egalement de filetages et d'écrous 17 à leur extrémité supérieure de manière que l'on puisse régler l'écartement entre la plaque ou chicane 15 et le cylindre intérieur. La partie inférieure 18 du cylindre 12 est ouverte et se trouve à un niveau intermédiaire du bassin 1. L'extrémité supérieure 19 du cylindre intérieur est également ouverte et est placée au-dessous du niveau du liquide dans le réservoir ou bassin de manière qu' un courant ascendant de liquide puisse être facilement maintenu à. travers le cylindre intérieur.
Le cylindre extérieur 11 est également ouvert aux deux extrémités, l'extrémité supérieure se trouvant au-dessus du niveau du liquide dans le bassin de manière à former une paroi qui, à la surface du li- quide, sépare le liquide provenant du cylindre intérieur 12 de la, zone de clarification calme existant à la partie supérieure du bassin 1; l'extrémité inférieure 21 du cylindre 11 se trouve à un niveau sensiblement inférieur à celui de la surface du liquide, mais au-dessus du niveau de l'extrémité inférieure 18 du cylindre intérieur 12. Cette construction ménage une chambre de mélange avec une entrée 18 à, un niveau inférieur intermédiaire et une sortie 21 a un niveau supérieur intermédiaire.
Il est nécessaire que la sortie21 se trouve sensiblement au-dessous de la surface du liquide afin que la, partie supérieure du liquide contenu dans le bassin soit maintenue à l'état calme pour que le liquide qui mon te au sein de ladite partie supérieure puisse se trouver clarifié. Il est préférable qussi que l'entrée 18 et la sortie 21 soient à des niveaux différents, la sortie se trouvant audessus de l'entrée, pour des raisons qui deviendront apparentes plus loin.
Au voisinage du fond 3 du bassin 1 est disposé un mécanisme râcleur 25 ae forme ordinaire porté par un arbre
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26 et commandé par un moteur 27 muni d'un réducteur de vitesse 28, le mécanisme râcleur et sa commande étant portés par les poutres 10 de toute manière appropriée. Le moteur 27 et le réducteur 28 commandent aussi un arbre creux 29 qui passe à l'intérieur du cylindre intérieur 12 et qui porte une pompe ou une hélice 30 calée sur lui.
Les deux arbres 26 et 29 sont nécessaires car c'est un fait bien connu que le mécanisme râcleur 25 doittourner très lentement, tandis qu'il est désirable qu'un courant appréciable de liquide soit pompé à travers le cylindre intérieur 12, ce qui fait qu'il convient que le, pompe tourne assez rapidement. L'eau d'égoût à traiter arrive par le tuyau d'entrée ou d'admission 35 qui la débite, comme il est indiqué en 36, dons le cylindre intérieur 12, de préférence en un point voisin de l'hélice 30;
Le fonctionnementt de l'appareil et la mise en pratique du procédé sont les suivants.
On suppose que le bassin 1 a été rempli d'eau d'égoût; on fait tourner l'arbre creux 29 et l'hélice 30 pour aspirer le liquide par dessus la, plaque 15 dans le cylindre intérieur 12, d'où il passe dans l'espace extérieur délimité par le cylindre 11, puis vers le bas.
L'eau d'égoût brute pénétrant par letuyau d'adnission 35 est introduite dans la colonne ascendante ae liquide en circulation et se trouve mélangée avec lui : l'effet d'emprisonnement ou d'entraînement dont il a été parlé se produit alors Ce liquide s'écoute vers l'extérieur à partir de l'extrémité inférieure 21 du cylindre extérieur 11 et, comme il a une densité voisine de celle de la boue contenue dans le bassin au niveau de la plaque-chicane 15, il tend à former, en travers du bassin, en quelque sorte une couche de suspension; à partir de ce liquide, un certaine quantité d'eau d'égoût clarifi ée, correspondant à la vitesse d'écoulement à l'arrivée, monte
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et s'échappe par la, gouttière 7.
Le mot "suspcnsion" est em- ployé ici pour désigner une suspension plus ou moins épaisse de matières solides non sédimentées accumulées à partir d'eau préalablement traitée dans l'eau subissant le traitement, la quantité desdites matières solides étant sensiblement supé- rieure à celle qui se trouve, ou qui se forme, dans une quan- tité égale de l'ea.u soumise au traitement.
Cette distribu- tion en travers du bassin, qui a. lieu en raison du fait que la décharge à l'extrémité inférieure 21 du cylindre extérieur 11 est plus dense que le liquide plus clarifié situé au-des- sus, est avantageuse plusieurs points de vue parmi lesquels on peut citer le fait qu'elle réduit ou qu'elle supprime la tendance à la prpduction d'une sorte de court-circuit entre la sortie 21 et la gouttière 7 qui se produit dans une mesure plus ou moins prononcée dans la, plupart des cas.
Une partie du liquide ayant passé vers le bas à travers le cylindre ex- térieur Il peut se trouver aspirée vers le bas directement jusqu'à l'extrémité inférieure du cylindre intérieur 12 et pénétre, nouveau mais, étant donné que le liquide atteignant la partie inférieure du cylindre extérieur 11 et se déchargeant dans le bassin a été dilué avec l'eau d'égoût brute, il tend à être plus léger que la suspension ou boue en cours d'épais- sissement au-dessous de ce point; il en resulte la tendance, pour une grande partie, et peut-être pour la, plus grande par- tie du liquide émergeant de la sortie 21, à s'étaler en tra- vers du réservoir au niveau dont il a été question ci-dessus.
Pour la même raison, le liquide, ou la boue partiellement épaissie, provenant d'un niveau inférieur, sera aspiré en travers de la plaque 15 dans l'extrémité inférieure 18 du cy- lindre 12. Il s'ensuit que, en général, la circulation due l'action de l'hélice 30 n'est pas limitée à l'espace entou-
15 ré par les cylindres et par la plaque-chicane/mais que, par suite des effets de gravité, elle comprend une couche située
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sur toute la surface du réservoir entre le niveau du bord in- férieur 21 du cylindre extérieur 11 et la plaques-chicane 15; danscevolume tout entier, les phénomènes qui ont pour re- sultat la, clarification et l'épaississement peuvent se pro- duire et se produisen t.
Il y a lieu de noter aussi que, étantdonné que ce volume tout entier de liquide à l'intérieur de la zone de circulation (et c'est là une portion notable du contenu du clarificateur) est ramené en arrière à plusieurs reprise à la surface et se trouve exposé à l'air à l'intérieur du cylin- dre extérieur 11, un degré d'aération se trouve maintenu, cette aération étant désirable pour diverses raisons.parmi lesquelles la tendance à empêcher ou aatténuer les conditions septiques.
C'est en partie à cause de l'utilisation de l'espace existant dans le bassin dans la zoneecomprise entre les niveaux de l'extrémité inférieure 21 du cylindre extérieur 11 et la plaque 15 de la maniere décrite que le volume compris dans l'espace délimité par le cylindre extérieur 11 et la pla- que-chicane 15 peut être rendu assez petit; dans ces conditions le volume effectif du réservoir 1 n'est pas réduit de maniere notable. En réalité, par suite de la rapidité accrue de la clarification et du fait que l'épaississement est favorisé par le procède décrit, on peut réduire la dimension réelle du bassin 1.
Comme on l'a dit précédemment, le cylindre in- térieur 12 est supporté de manière réglable sur les poutres 10 ce qui fait qu'on... peut le monter et le descendre et, avec lui, ou indépendamment, la plaque 15 se prouve déplacée vers le haut et vers le bas. L'utilité de ce réglage est de permettre de cnoisir dans une certaine mesure le niveau auquel les ma- tières solides ou la boue sont aspirées dans la chambre de mélange à partir de l'espace compris dans le bassin 1. Il n'est pas essentiel, bien que cela puisse être désirable, que le
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cylindre 12 soit lui-même réglable, mais la plaque-chicane 15 doit être montée d'une manière quelconque permettant de la régler.
Les matières solides se rassemblant sur le fond 3 du réservoir 1 sont râclées dans le puisard 4 pour être évacuées par rotation du râcloir 25 au moyen du moteur 27 ; ce raclage et cette évacuation peuvent être continus ou intermittents suivant ce que l'on désire et ce qui est indiqué dans chaque cas particulier.
On remarquera que le procédé décrit ici est essentiellement différent des procédés de coagulation ou de floculation des eaux d'égoût ou autre liquide trouble qui ont été proposés jusqu'ici. On ne compte pas sur l'agitation qui est caractéristique ou procédé de floculation et essentielle dans ce procédé, mais bien sur le mélange des deux courants qui circulent pour assurer l'emprisonnement des nouvelles matières solides de l'eau d'égoût par la boue partiellement épaissie. L'appareil ne comporte pas les palettes mobiles qui sont également caractéristiques et essentielles dans le procédé de floculation; il ne nécessite que l'hélice ou autre dispositif de pompage approprié servant à produire la circulation depuis le bassin jusqu'à l'espace de mélange et à travers celui-ci.
Comme on l'a indiqué plus haut, le procédé objet de l'invention repose sur la sédimentation et peut être efficamement mis en pratique dans un bassin de clarification ordinaire. Bien que le procédé repose sur les caractéristiques particulières de la boue partiellement épaissie et que cette dernière soit mélangée avec l'eau d'égoût brute, le mélange résultant est soumis à une sédimentation tranquille. Les différences de densité assurent le retour sélectif que requiert le procédé.
Etant donné que les niveaux du liquide dans les cylindres sont de préférence les mêmes que dans le réser-
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voir 1, une petite quantité de force motrice est nécessaire dans ce but. On se. rappellera toutefois que, tandis que l'a- gitation dans le procédé de floculation n'est pas nécessaire ici, les particules ou les matières solides résultant de ce procédé de traitement ont cependant, en plus d'autres carac- téristiques désirables dont il est question, la caractéris- tique additionnelle de tendre à être résistantes, ce qui fait que la vitesse de circulation adoptée dans l'espace de mélange et la vitesse de l'hélice 30 peuvent être supérieures aux vitesses adoptées dans les procédés de floculation.
C'est ainsi qu'avec ce procédé, la vitesse à laquelle on fait tourner l'hé lice' 30 a relativement peu d'importance. Elle doit être telle qu'elle assure l'écoulement désiré de la boue partiellement épa.issie, mais elle peut être plus grande ou plus petite si on le désire.
Il est clair que le mélange d'eau d'égoût brute et de boue partiellement épa.issie passant à travers le cylindre intérieur 12 et le cylindre extérieur 11 commence à se dé-. poser sous forme de boue immédiatement après avoir été séparé du courant positif de circulation à l'intérieur des deux cylindres. La boue qui se dépose devient progressivement plus épaisse jusqu'à ce que, sur le fond 3 du réservoir, elle devienne assez épaisse pour une boue d'égoût.
Il est évident que la matière entraînée dans le cylindre intérieur 12, qui se trouve au-dessus du niveau de la plaque-chicane 15, contient des matières solides qui sont en cours de dépôt, mais qui n'ont pas encore atteint un état de repos. C'est à ces matières solides en cours de dépôt que l'on fait allusion dans l'expression "boue partiellement épaissie" qui est utilisée pour désigner une matière dans un état compris entre celui d'une véritable suspension et celui de matières solides complètement sédimentées.
C'est un fait bien connu que les matières solides se déposant à partir d'eau d'égoût forment une boue trcs volumineuse et légère qui est assez liquide, même dans sa forme la
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plus concentrée, ce qui fait que la différence entre le. v@- ritable boue ou boue épaissie et la boue partiellement épais- sie et la, suspension est une question de degré. Il est cepen- dant désirable d'utiliser des matières solides à, l'état in- termédiaire, c'est-à-dire à l'était de boue partiellement épais- sie.
Suivant les conditions de l'opération, c'est-.-dire suivant la quantité de produit en circulation par comparai- son avec ledébit de l'eau d'égoût, la matiore renvoyée au cylindre intérieur 12 pour son mélange avec l'eau d'égoût brute peut être soit une véritable suspension, soit une boue deposée, mais on préfère utiliser la boue partiellement épaissie comme on l'a décrit ci-dessus.
Le volume de boue épaissie partiellement remis en circulation doit être au moins égal au volume c'-'eau d'égoût brute arrivant dans l'installation pour qu'il y ait une quantité notable de matières solides récemment agrégées venant en contact avec les matières solides contenues dans l'eau d'égoût brute. Bien qu'il n'y ait pas d'inconvénient à faire circuler une quantité beaucoup plus grande de boue partiellement épaissie, il convient qu'elle ne dépasse pas fortement la valeur précitée. Il estévident que toute augmentation de la quantité mise en circulation augmente la dépense d'é- nergie requise.
Il est désirable également d'éviter un pompage par trop turbulent car il a été constaté qu'une telle turbulence peut atteindre un point pour lequel elledevient destructrice de la boue partiellement épaissie. Il a été' constaté encore que, lorsque le débit d'eau d'égoût est con- venablement équilibré par rapport à -le. circulation à travers les cylindres comprenant la zone de mélange, la boue se trou vant dans la pa.rtie extérieure du réservoir tend à se stratifier en couches de degrés différents de boue en cours d'é- paississement. Dans la partie supérieure extrême du réservoir, il y a de l'eau d'égoût clarifiée;
au-dessous, au
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voisinage de la sortie 21 de la zone de mélange, le liquide sortant de l'installation est une vraie suspension; au-des- sous de celle-ci, mais encore dans la zone intermédiaire, on trouve la boue partiellement épa.issie, tandis qu'au fond on trouve la boue complètement épaissie qui est venue se déposer sur lefond du bassin. Il a été reconnu que, ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le retour de la boue complètement sédimentée est indésirable pour plusieursraisons. Toutefois, l'utilisation de la boue partiellement épaissie supprime les défauts de l'ancien procédé de retour de boue et aide notablement le traitement des matières solides des eaux d'égoût pour leur sédimentation.
On utilise la plaque-chicane 15 pour assurer le retour de la boue partiellement épaissie, mais pour empêcher le retour de la boue épaissie ou complètement déposée. Cette chicane joue par suite un double rôle : en premier lieu, elle fixe le niveau inférieur de soutirage; en second lieu, elle empêche le trouble et par conséquent la remise en suspension de la. boue complètement épaissie.