BE724050A - - Google Patents

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Description


  "Procédé et dispositif d'aération ou d'oxygénation

  
des eaux résiduaires dans un espace circulaire"

  
L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif d'aération des eaux résiduaires dans un espace circulaire, où de l'air est insufflé dans un mélange en circulation d'eaux résiduaires et de boues actives.

  
Il est connu d'aérer les bassins d'épuration à l'aide d'un rotor central, les eaux résiduaires étant aspirées de la semelle du bassin et projetées dans l'air; dans d'autres cas,

  
�d des éléments saillants rotatifs introduisent de l'air dans l'eau en battant celle-ci et assurent ainsi une oxygénation

  
du bassin d'épuration ou de décantation. Il est également connu d'utiliser, dans des bassins allongés, des dispositifs d'aération à mouvement alternatif pour insuffler l'air dans

  
un mélange en circulation d'eaux résiduaires et de boues acti-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
de circulation annulaires, des roues à aubes, des brosses ou des dispositifs analogues pour imprimer un mouvement circulaire aux eaux résiduaires et, ainsi, éviter que les boues se déposent, tout en provoquant une turbulence convenable dans le bassin.

  
Toutes ces installations exigent l'intervention de forces externes pour mettre en mouvement les eaux résiduaires contenues dans le bassin et qui doivent être aérées. Il en résulte que ces installations connues ne présentent qu'un rendement médiocre comparativement à l'énergie utilisée pour l'introduction de l'oxygène. La présente invention se propose d'augmenter l'efficacité de ces installations.

  
L'idée de l'invention réside en ce que les aérateurs, disposés près du fond d'un bassin d'épuration, et qui sont montés sur une passerelle rotative, peuvent, lors de la rotation de cette dernière, se déplacer à travers les eaux résiduaires en insufflant en même temps de l'air dans ces dernières. Lorsque la passerelle est immobile, les bulles d'air issues des aérateurs s'élèvent verticalement vers la surface, mais lorsque la passerelle tourne et que, par conséquent,

  
les aérateurs tournent aussi, il se forme un mélange ascendant oblique d'air et d'eaux orienté, en considérant le sens de la rotation, vers l'arrière, qui ralentit l'ascension des bulles

  
a d'air, ce qui offre l'avantage d'augmenter la quantité d'oxygène introduite. D'autre part, lorsque l'on maintient en rotation pendant un certain temps la passerelle et les aérateurs, la résistance hydraulique des dispositifs d'aération et, surtout, le mélange ascendant oblique d'eaux et d'air impriment au contenu du bassin un mouvement de rotation dans la même direction que celui de la passerelle, de sorte que les bulles d'air s'élèvent alors à nouveau approximativement à la verticale et n'ont, ainsi, par rapport au contenu du bassin, plus

  
de vitesse relative, de sorte qu'elles s'élèvent verticalement approximativement avec la même vitesse que sans déflexion, c'est-à-dire, dans les mêmes conditions qu'elles s'élèveraient dans un bassin dont le contenu serait immobile et si elles étaient issues de dispositifs d'aération immobiles.

  
La présente invention s'est fixé pour but d'éviter l'accélération mentionnée des eaux résiduaires ou du contenu du bassin jusqu'à la vitesse de rotation des aérateurs et, pour une vitesse de rotation donnée de ces derniers, de permettre constamment que les bulles d'air issues des aérateurs soient déviées de façon à'atteindre un coefficient optimal d'introduction d'oxygène, compte tenu de l'énergie consommée.

  
A cette fin, l'invention prend pour point de départ

  
un procédé d'aération d'eaux résiduaires dans un espace d'aération annulaire d'une installation d'épuration d'eaux résiduaires dans laquelle des aérateurs situés à proximité du fond qui sont entraînés par des moyens mécaniques en un mouvement circulaire, imposent ainsi aux eaux résiduaires contenues

  
dans l'espace d'aération, un mouvement circulaire.

  
Pour résoudre ce problème, l'invention propose,afin

  
de freiner les eaux résiduaires en circulation, d'introduire

  
 <EMI ID=2.1>  les eaux résiduaires à aérer dans l'espace d'aération annulaire à proximité du fond e'-. de soutirer les eaux résiduaires aérées à proximité de la surface de l'eau ou inversement,

  
de façon que les bulles d'air issues des aérateurs s'élèvent obliquement à travers l'espace d'aération.

  
De cette manière, on réalise une ascension oblique

  
et, partant, prolongée des bulles d'air. Les bulles d'air ascendantes ont pour conséquence d'alléger le poids de l'eau contenue dans l'espace d'aération, de sorte que, par suite

  
de la surpression extérieure, de l'eau peut entrer à proximité du fond et le trop-plein d'eau de l'espace d'aération peut s'écouler à proximité de la.surf ace, 

  
Il est avantageux de monter plusieurs aérateurs, judicieusement espacés, sur la passerelle tournante afin qu'une quantité suffisante d'eaux résiduaires à aérer puisse entrer entre eux. Ainsi, on s'oppose à la résistance hydraulique des aérateurs en mouvement et aux forces d'accélération de la rotation des bulles d'air ascendantes obliques, et on freine

  
la circulation circulaire.

  
L'invention propose, en outre, que l'introduction des

  
eaux résiduaires à aérer soit effectuée sur le 1/4 approximativement du pourtour de l'espace d'aération annulaire, à partir d'un bassin de circulation, et que l'évacuation des eaux résiduaires aérées s'effectue aussi sur approximativement le 1/4 du pourtour du bassin de circulation.

  
Le dispositif selon l'invention, qui comprend une paroi extérieure cylindrique délimitant un bassin annulaire entourant à une certaine distance un pilier central, pilier sur lequel sont montés, par exemple, au moyen d'une passerelle rotative, les aérateurs se déplaçant autour de l'espace d'aé-

  
fi ration annulaire, e&t caractérisé par le fait que la paroi extérieure cylindrique de l'espace d'aération annulaire se

  
1

  
termine;toute entière ou en partie, à une certaine distance du fond;et de la surface de l'eau et par le fait que l'ouverture résultante, située sous le niveau de l'eau, débouche dans un bassin d'eaux résiduaires, dans un bassin longitudinal

  
ou circulaire ou analogue.

  
L'invention propose, en outre, de donner aux aérateurs une section circulaire afin que, lorsqu'ils sont disposés horizontalement, le grand axe de cette section produise une résistance à la rotation plus faible, ou pour que, lorsqu'ils sont disposés obliquement, le contenu de l'espace d'aération soit entraîné, lors d'un sens de rotation déterminé, vers le haut ou vers le bas.

  
L'invention propose encore de monter à la paroi extérieure de l'espace d'aération, des barrettes ou des surfaces de déflexion freinant la vitesse de rotation.

  
Ces mesures ont pour conséquence une résistance plus faible s'opposant à la rotation des aérateurs, permettant de réaliser une bonne utilisation de l'oxygène, en môme temps que les bulles d'air ascendantes provoquent, sans recours à des forces extérieures, grâce aux conditions ainsi établies, un mouvement du contenu de l'espace d'aération, créant ainsi la circulation nécessaire à l'intérieur d'un bassin d'épura-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
Enfin, l'invention propose encore de monter, dans des bassins longitudinaux dans lesquels la circulation de l'eau est produite par le dispositif selon l'invention, des aérateurs  au fond de ceux-ci, aérateurs dont les bulles d'air s'élèvent  aussi obliquement. 

  
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention  ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement  à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel  La figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif d'aération pour un bassin d'épuration, ou pour un bassin circulaire à boues actives, dispositif qui peut, par exemple,

  
être installé au centre d'un bassin tel que celui de la figure

  
5; La figure 2 est une vue en plan du dispositif de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe d'un dispositif d'aération, tel que celui esquisse en pointillé sur la figure 5, qui peut être utilisé à l'extérieur d'un bassin d'aération

  
ou d'un bassin d'épuration à boues actives selon la figure 7; La figure 4 est une vue en plan du dispositif de la figure 3;  La figure 5 montre, en traits continus, un bassin d'épuration équipé d'un dispositif d'aération central, tandis qu'en pointillé est esquissé un bassin avec un dispositif d'aération excentrique et une circulation d'eau circonféren-  tielle;  La figure 6 est une vue en coupe du bassin d'épuration  de la figure 5; et  La figure 7 illustre le montage du dispositif d'aé-  ration dans un bassin longitudinal en vue de produire une  circulation circulaire. 

  
Sur les différentes figures du dessin, les références  adoptées ont la signification suivante 

  
1 désigne la semelle ou le fond d'un bassin d'aération  ou celle du dispositif d'aération et celle d'un bassin d'épuration à boues aotives 7 en forme de bassin circulaire ou allongé, 

  
2 désigne la paroi extérieure d'un bassin d'aération ou la paroi extérieure des bassins circulaires ou allongés,

  
3 un espace d'aération annulaire,

  
4 la paroi extérieure de l'espace d'aération annulaire 3, 

  
5 une passerelle tournante,

  
6 les aérateurs mobiles montés sur la passerelle 5, 

  
7 les bassins d'épuration,

  
 <EMI ID=4.1> 

  
9 une ouverture d'admission du dispositif d'aération,
10 son ouverture d'écoulement,

  
11 un déflecteur situé entre le pilier central 8 et une

  
cloison 12,

  
12 une cloison destinée à réaliser une circulation cir-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
ou d'un bassin longitudinal,

  
13 des surfaces de guidage ou de déflexion montées

  
dans l'espace d'aération 3,

  
14 des aérateurs installés au fond du bassin longitudi-

  
 <EMI ID=6.1> 

  
15 une ouverture ménagée entre les cloisons 11 et 11',

  
ouverture par laquelle les tuyaux d'arrivée vertieaux des aérateurs mobiles 6 ou les aérateurs euxmêmes peuvent passer pendant la rotation; et,

  
16 des flotteurs prévus à la partie supérieure oblique

  
de la paroi extérieure cylindrique divisée pour adapter la hauteur de cette paroi aux variations du niveau de l'eau.

  
Les dispositifs d'aération ou d'oxygénation représen-tés sur les figures 1 et 2 peuvent être utilisés dans des  bassins de décantation d'eaux résiduaires ou dans des instal-  lations circulaires à boues actives. Ils comprennent essentiellement un pilier central 8, cylindrique, de préférence, sur

  
lequel est montée à rotation une passerelle tournante 5. Au- 

  
tour du pilier 8 est prévue, à une certaine distance - de 

  
façon à ménager un espace d'aération annulaire 3 - une paroi 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
et se termine au-dessous de la surface de l'eau. 

  
Sur la passerelle 5, sont fixés, dans l'espace d'aéra- 

  
j

  
 <EMI ID=8.1> 

  
la semelle 1 et qui sont entraînés en rotation avec la passe-  relie 5. Dans l'espace d'aération peuvent être prévus des  déflecteurs 13 fixés aux parois extérieures 4 ou au pilier 

  
central 8. 

  
Lorsque de l'air est insufflé dans l'eau résiduaire 

  
par les aérateurs 6 en rotation, il se forme des courants  ascendants de bulles d'air qui sont initialement orientés à l'opposé du sens de la rotation, et qui s'élèvent obliquement

  
vers la surface de l'eau. La résistance hydraulique des dispositifs d'aération et les couches ascendantes obliques d'air

  
et d'eau ont, pour conséquence" d'entraîner en rotation le

  
contenu de l'espace d'aération 3. En l'absence de toute autre disposition, le contenu de l'espace d'aération 3 atteindrait

  
la même vitesse circonférentielle que les aérateurs 6 et les

  
bulles d'air s'échappant de ces derniers s'élèveraient verticalement. Toutefois, selon l'inveation, on introduit les

  
eaux résiduaires à aérer sous la paroi extérieure 4 et sous

  
les aérateurs 6, de sorte que l'inertie de ces eaux freine

  
le mouvement circulaire du contenu du dispositif. Il en résulte que les bulles d'air ne s'élèvent pas verticalement, mais obliquement, séjournant ainsi pendant un temps sensiblement

  
p plus long dans les eaux résiduaires que si l'air était insuffié dans ces dernières alors qu'elles tourneraient à la même vitesse circonférentielle que la passerelle.

  
La paroi extérieure oylindrique 4 pourrait être oblique et sa. partie supérieure pourrait être reliée télescopiquement à sa partie inférieure, permettant ainsi d'ajuster l'es-

  
 <EMI ID=9.1> 

  
4 suivant les dimensions du bassin de décantation ou d'épuration par boues'actives. A la section supérieure de la paroi extérieure pourraient être fixés des flotteurs 16 qui, ainsi, adapteraient automatiquement le dispositif d'aération aux variations de niveau du bassin.

  
Dans l'installation oi-dessus, les eaux résiduaires sont introduites par le fond, tandis que les eaux aérées ou oxygénées sont soutirées au voisinage de la surface, de sorte que tout le contenu du bassin est pourvu d'oxygène.

  
En réduisant le contenu du bassin de manière que le courant entraîne des boues actives, l'installation peut

  
aussi être utilisée pour un bassin annulaire à boues actives.

  
Les figures 3 et 4 montrent une installation analogue qui peut être utilisée pour l'aération de bassins d'épuration allongés. Le principe est le même que celui décrit pour les figures 1 et 2, sauf que la paroi extérieure 4 de l'espace d'aération 3, qui fait fonction de déflecteur, s'élève, sur la moitié du pourtour de la semelle jusqu'au dessus du niveau de l'eau, Dans la région inférieure, la paroi 4 se termine à une distance suffisante au-dessus de la semelle 1 du bassin.

  
 <EMI ID=10.1> 

  
mélange d'eaux résiduaires et de boues actives entrant dans le dispositif d'aération, est aéré et ressort par l'échancrure 10 décalée de 90[deg.] de la paroi 4 qui, à cet endroit, ne s'élève que jusqu'à une certaine distance de la surface de l'eau. 

  
Entre le pilier central 8 et une cloison 12 qui est  montée au milieu du bassin d'aération ou au milieu d'un  bassin annulaire rotatif, sont prévues des cloisons 11 et 11' qui s'étendent des aérateurs 6 jusqu'au dessus du niveau de l'eau. Ces cloisons ne sont pas reliées entre elles, mais produisent une ouverture en forme de fente 15 pour le passage des conduites amenant l'air aux aérateurs 6. La présence des

  
 <EMI ID=11.1> 

  
qui est entraînée par les bulles d'air ascendantes, à sortir par l'ouverture 10 après avoir été aérée. Ceci permet, dans un bassin allor_gé pourvu d'une cloison centrale 12 qui, selon les figures 5 et 7, ne s'étend pas jusqu'à la paroi périphérique 2 sur le côté opposé au dispositif d'aération, de produire une circulation suffisamment intense pour que les boues ne puissent se déposer sur la semelle 1 et soient constamment aérées à l'intérieur du dispositif d'aération de l'invention.

  
De plus, comme le montre la figure 7, on peut également prévoir sur la semelle d'un bassin longitudinal, des aérateurs
14 desquels les bulles d'air s'élèvent aussi obliquement et, partant, séjournent plus longtemps dans les eaux résiduaires. De cette manière il est possible d'introduire, avec un minimum

  
 <EMI ID=12.1>

Claims (1)

  1. R E S U M E <EMI ID=13.1>
    1. Procédé d'aération d'eaux résiduaires dans un es-
    pace d'aération annulaire d'une installation d'épuration d'eaux résiduaires, dans lequel des aérateurs situés à proximité du fond, sont entraînés par des moyens mécaniques en un mouvement circulaire, imposant aux eaux résiduaires contenues dans l'es-paoe d'aération un mouvement circulaire, caractérisé par le fait que pour freiner les eaux résiduaires en circulation, les
    eaux résiduaires à aérer sont introduites dans l'espace d'aération annulaire à proximité du fond, les eaux résiduaires aérées étant soutirées à proximité de la surface de l'eau ou inversement, de façon que les bulles d'air issues des aérateurs s'élèvent obliquement à travers l'espace d'aération.
    2. Procédé selon 1 présentant les caractéristiques suivantes séparément ou en combinaisons :
    a) on introduit les eaux résiduaires à aérer sur approximativement le 1/4 du pourtour de l'espace d'aération annulaire à partir d'un bassin de circulation et on évacue les eaux résiduaires aérées également sur le 1/4 approximativement du pourtour du bassin de circulation,
    3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon
    1 et 2 qui comprend une paroi extérieure cylindrique délimitant un bassin annulaire entourant à une certaine distance,
    un pilier central, pilier sur lequel sont montés, par exemple, au moyen d'une passerelle rotative, des aérateurs se déplaçant autour de l'espace d'aération annulaire , caractérisé par le fait que la paroi extérieure cylindrique 4 de l'espace d'aération annulaire 3 se termine toute entière ou en partie à une certaine distance du fond et de la surface de l'eau et par le fait que l'ouverture résultante, située sous le niveau de l'eau, par exemple 9, 10 débouche dans un bassin d'eaux résiduaires, dans un bassin longitudinal ou circulaire ou analogue.
    4. Dispositif selon 3 présentant les caractéristiques suivantes, séparément ou en combinaisons :
    a) les aérateurs présentent une section ovale, de sorte que quand ils sont montés horizontalement le grand axe
    de leur section oppose une plus faible résistance à la rotation, tandis que quand ils sont montés obliquement, ils entraie nent le contenu de l'espace d'aération vers le haut ou vers
    <EMI ID=14.1>
    b) la paroi extérieure cylindrique 4 est divisée et sa partie supérieure est réglable télesoopiquement en hauteur et, le cas échéant,est pourvue de flotteurs pour l'adapter aux variations du niveau de l'eau; c) le pilier central 8, ainsi que la paroi extérieure oylindrique sont solidaires de la semelle du bassin; d) la paroi cylindrique extérieure est fixée au pilier central; e) tout le dispositif d'aération est pourvu de flotteurs pour remplacer un appui sur le fond; <EMI ID=15.1> ximativement 3/4 de son pourtour jusqu'au fond, tandis que, dans la région supérieure, environ 3/4 de son pourtour s'élèvent au-dessus du niveau de l'eau, l'ouverture d'admission inférieure et l'ouverture d'écoulement supérieure étant déca-
    <EMI ID=16.1>
    prévues entre le pilier central et ladite paroi extérieure, cloisons dont le.bord supérieur se termine au-dessus du niveau de l'eau et dont le bord inférieur se termine légèrement au-dessus des aérateurs 6, la paroi extérieure se prolongeant
    <EMI ID=17.1>
    tandis que les cloisons se prolongent par la cloison 12 qui subdivise ledit bassin de circulation;
    g) la paroi extérieure est pourvue, en bas et/ou en
    haut, de déflecteurs qui freinent un afflux en spirale et une rotation des eaux résiduaires aérées pendant leur ascension;
    h) des aérateurs sont montés à la semelle du bassin
    de circulation, de sorte que les eaux résiduaires traversent
    les bulles d'air ascendantes.
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