CA1087995A - Procede et installation pour la regulation automatique de l'extraction des boues d'un appareil de traitement des eaux - Google Patents

Procede et installation pour la regulation automatique de l'extraction des boues d'un appareil de traitement des eaux

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CA1087995A
CA1087995A CA264,937A CA264937A CA1087995A CA 1087995 A CA1087995 A CA 1087995A CA 264937 A CA264937 A CA 264937A CA 1087995 A CA1087995 A CA 1087995A
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Jacques Tardivel
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Suez International SAS
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Degremont SA
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    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/82Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a precipitate or turbidity
    • G01N21/83Turbidimetric titration
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Abstract

Procédé et installation pour la régulation automatique de l'extraction des boues d'un appareil de traitement des eaux Procédé pour la régulation automatique de l'extraction des boues d'un appareil de traitement des eaux à lit de boues, caractérisé en ce qu'il consiste à prélever, dans la zone de turbidité variable située immédiatement au dessus du lit de boue , deux échantillons d'eau à deux niveaux déterminés ; à mesurer la variation de turbidité entre ces deux échantillons ; et à commander la cadence et la durée de l'extraction des boues en fonction de cette variation de turbidité . Figure .

Description

1~7995 .
Procedé et installation pour la régulation automatique de l'extraction des . boues d'un appareil de traitement des eaux La présente invention est relative à un procédé et à une installation pour la régulation automatique de l'extraction des boues d'un ~ .
. appareil de traitement des eaux, en particulier d'un bassin de décantation à
. lit de boues .
Ces boues sont généralement concentrées dans une fosse à boues appelée concentrateur . On peut les extraire par un dispositif d'ex-` traction en continu ou de fa~con intermittente . Ll est connu de régler la caden~
ce de ces extractions, ou purges et leur durée au mo~en de dispositifs as-servis au débit d'eau entrant dans l'appareil et/ou à un taux d'extraction des boues Qxé au préalable . Or, l'accumulation des boues nlest pas à chaque . instant exactement proportionnelle au débit d'eau à traiter; elle dépend en outre de la nature de cette eau, c'est à dire de la nature de la boue; il est donc nécessaire de contr81er en conlinu le niveau atteint par les boues dans : le concentrateur . Ce niveau est habituellement contrôlé par un densimatre , ou une sonde capacitive ou à ultra-sons, Or, on a observé qu'il existe au-.. dessus du niveau des boues une zone dans laquelle l'eau conserve une turbidité
plus ou moins grande, fonction de la nature des matiares en suspension qu'el-;.,: 20 le contient, d'où du type de boue . Il est donc très dificile de déterminer de a~on précise le niveau exact des boues . Le densimètre demande des régla-ge~ tres réquents; les sondes donnent des résultats imprécis car elles ne ;~ tiennent pas compte de cette zone de turbidité diffuse, laquelle va~rie avec les changements brusques de débit d'eau entrant dans l'appareil . Ces mesures :.1 : ~ délicates et imprécises du niveau des boues entrainent une cadence et une durée d'extraction des boues qui, ne tenant pas compte des variations de niveau : ~ conduisent à: soit un excès d'extraction avec perte d'eau et de réactifs, soit à une insuffisance d'extraction avec debordement des boues et accroissement de la turbidité de l'eau traitée .

.: . _ . . _, , ~37~5 ... Le but de la présente invention est de déceler avec précision le niveau des boues et de régler l'extraction de ces : boues en fonction de leur niveau en tenant compte des variations . de turbidit~ qui peuvent se produire dans la zone située immédiatement au-dessus des boues, de fa~on a eviter toute perte d'eau aussi bien que tout entrainement de matieresen suspension - dans l'eau traitée.
Ce but est atteint grâce au procédé de l'invention, procédé qui consiste essentiellement à prélever dans la zone de ~ :
:
turbidité variable située immediatement au-dessus du lit de boue, deux échantillons à deux niveaux déterminés; a mesurer la variation de turbidité entre ces deux échantillons et commander la cadence et la durée de l'ex~raction des boues en fonction de cette variation de turbidite.
Ce but est egalement atteint grâce à une installation qui comporte essentiellement un bassin de décantation dans lequel est amenée l'eau a kraiter, un concentrateur, disposé dans ledit bassin,..o~ s'accumulent les boues et qui présente, a sa partie supérieure, une zone de turbidité variable, deux moyens disposés à deux niveaux différents dans ladite zone à turbidite variable, servant au pr~lèvement d'échantillons du melange:
eau-boues se trouvant dans ladite zone, un bac o~ sont amenes les echantillons, une source lumineuse emettant, sur la surface du mélange eau-boues se trouvant dans le bac, un rayon lumineux, une cellule photoresistante enregistrant les variations d'adsorp-tion du rayon lumineux et donc la variation de la turbidite des ~chantillons, et un galvanomètre couple a ladite cellule et relie à des electrovannes commandant selectivement et successive-ment, soit l'extraction des boues puis le prelèvement de l'echan-30 tillon de niveau inferieur, soit l'arrêt de l'extraction, puis leprelevement d'~chantillon du niveau superieur.

Une installation, selon l'invention, va maintenant être ¢~
.
' ' ' ~p~9~

.: decrite, en reference au dessin schéma-tique annexe. Il est bien precise toutefois qu'il s'agit uniquement dlun exemple et que de nombreuses autres dispositions pourraient être adoptees sans sortir du cadre de l'invention.
: Dans le bassin de décantation (l? les boues s'accumu-.: lent dans le concentrateur (2) d'o~ elles son-t extraites par intermittence par une tuyauterie munie d'une vanne ~ membrane, - ou papillon (3). Le lit de boue (4) est surmonte d'une zone (5) dont la turbidité depend, à chaque instant, du debit d'eau entrant dans le bassin de décantation et de la nature de l'eau à
traiter.
. ~ Dans cette zone de turbidite variable, on effectue, - confoxmément à l'invention et au moyen de deux prises d'échan-tillons, deux prélèvements à deux niveaux determinés, le niveau ;:. supérieur étant fixé d'après le taux d'extraction désiré. Les prises d'échantillons sont constituées, dans l'exemple traité, : par deux tubes (6), (7), munis d'entonnoirs renversés ._ -.~
... . .
','; ' :

' ' .
" .
~'' ' s à leur extrémité de fa~on à éviter des variations de concentration au sein de lléchantillon . Les échantillons prélevés sont amenés successivement par des tuyauteries (8), (9), munies de vannes (10), (11) dans un bac à niveau cons-tant ( 12) .
Les vannes (10), (11) sont avantageusement des vannes à
membranes à passage direct . Les tuyauteries (8), (9), sont munies respec-: tivement de dispositifs de trop plein, constit~lés par exemple par des tusrau-:: teries en forme de lyre (13), (14) dont le niveau supérieur est situé légèrement au dessus du niveau du bac à niveau constant . Ces dispositifs de trop plein 10 permettent d'éviter les dép8ts dans les tuyauteries et les tamps morts de mesu-re au moment de l~ouverture des vannes (10), (11).
. Les variations de turbidité des échantillons prélevés dans le bac à niveau constant sont détectées par unecellule photorésistante (15), . ,:
laquelle capte l'intensité lumineuse plus ou moins importante émise par un faisceau issu d'une source lumineuse (16), lampe par exemple, ce faisceau lumineux étant adsorbé à la surface du bac (12) et réfracté suivant un angle fixe . La variation de turbidité enregistrée par la cellule photorésistante est ,.;~1 .
transmise à un galvanom~tre (17) à contacts réglables .
.~ Des seuils de turbidité minimum m et maximum M sont 20 choisi~ au préalable . Quand le seuil maximum M indiqué par le galvanomètre (17) est atteint, un système de relais, non représenté, permet à une électro-vanne (18) de commander l'ouverture de la vanne (3) par l'intermtdiaire d'un fluide moteur, air ou eau; simultanément, le systame de relais permet à
une électrovanne (19) de commander la fermeture de la va~ne à membrane (11) ,, et l'ouverture de la vanne à membrane (10) . La prise de l'échantillon se poursuit en (6) grace au dispositif de trop plein (13) .
L~extraction des boues se poursuit jusqu'à ce que le niveau des boues dans le concentrateur (2) atteigne la prise d'échantillon (6) . La turbidité diminue peu à peu dans le bac à niveau constant (12) . Quant le seuil m ~' indiqué par le galvanomatre est atteint, l~électrovanne (18) commande l~arret g~s de l'extraction des boues et simultanément, l'électrovanne (19~ commande l'ouverture de la vanne (11) et la fermeture de la vanne tlO) ~ La prise d'échan-tillon se poursuit en (7) gr~ce au dispositif de trop plein (19) . :
Le bac à niveau constant (12) comporte un dispositif de vidan-ge (20) permettant l'élimination des particules lourdes déposées au fond du bac, Ce dispositif de vidange est constitué par une tuyauterie munie d'une vanne à ~nembrane (21) commandée par une électrovanne (22) .
: On obtient ainsi, dans l'établissement de la cadence et de la durée des extractions de boues, une précision et une régularité telles que l'ef-10 ficacité du traitement de l'eau en est très nettement améliorée . Les boues se concentrent plus régulièrement et de fa,con plus poussée; pour une même hau-, teur de lit de boue, on a pu obtenir une concentration de 8 g/l de matières en ' suspension, au lieu de 1 à 1, 5 g/l habituellement . La perte en eau est faible;
le traitement secondaire peut 8tre réduit .

Exemple:
On a réalisé des extractions de boues d'un appareil de décan-tation en procédant de :façon classique d'une part, d'autre part en utilisant le ; procédé de l'invention .
L'eau brute contenait 15 à 25 mg/l de matières en suspension, :'. 20 avait une turbidité de 7 à 9 UI; on a traité cette eau par 70 g/m3 de sul:Eate d'Alumine, 2, 4 g/m3 de SiO , 15 g/m3 de charbon actif en poudre, On avait .: 2 ,: donc un lit de boue essentiellement composé d'hsrdro~yde d'alumine dont le coefficient de cohésion variait de l,Z à 1,5 .
Le débit d'eau brute était de 900 m3/h .
En procédant de ~a,con classique, on a été obligéd'extraire les boues toutes les deux minutes pendant 50 secondes, ces boues étaient très peu concentrées: la turbidité d'un échantillon prélevé à 35 cm au dessous du niveau de debordement du concentrateur était de 3 à 5 UI. En utilisant le ,,' ' 7~3S
. . .
:
! ' procédé suivant l'invention, on a pu extraire des boues beaucoup plus concentrées: 55 UI dans les mêmes conditions que précédem-ment, les extractions s'effectuant automatlquement toutes les 90 minutes seulement et pendant ~ minutes et 30 secondes. En outre, par rapport au débit d'eau entrant dans l'appareil, on a seulement extrait, en procédant conformément à l'invention Oj5 % de boues alors que, en procédant comme connu, on en a extrait 11,7 %D
Les résultats sont indiqués dans le tableau ci-dessous:
., .
...... . ~_ ~ _. _ Mode de Debit eau Cadence et durée MES bo~es Turbi- Pourcent.
fonctionnement brute en extractions extraites dité des extraction m3/h _ Ig/l) ~es Intervall~ Durée Debut fin __ _ _ _ Procédé 900 2 mm 50sec. 1,3 0,9 3à 5UI 11,7 %
classique ___ . __ Suivant 3 mn l'invention 900 90 mm 30sec. 8,05 7 55 UI 0,5 ~
:, . _ _ _ . .
Par ailleurs, avec des variations du débit d'eau brute, ce débit tombant brutalement de 1 200 m3/h à 450 m3/h, on a obser-vé un tassement du lit de boue et le niveau de déversement n'est ` 20 redevenu normal qu'après trois à quatre heures: le dispositif suivant l'invention ne commande pendant ce temps aucune extraction de boue alors quel en utilisant le procédé classique, l'extraction de boues se poursuit.

.
;

., .
:' ., ~ .

Claims (8)

Les perfectionnements de l'invention pour lesquels une propriété
ou un privilège est revendiqué sont définis comme suit:
1. Procédé pour la régulation automatique de l'extraction des boues d'un appareil de traitement des eaux à lit de boues, caractérisé en ce qu'il consisteà prélever, dans la zone de turbidité variable située immédiatement au-dessus du lit de boue, deux échantillons d'eau à deux niveaux déterminés; à mesurer la variation de turbidité entre ces deux échantillons, et à commander la cadenceet la durée de l'extraction des boues en fonction de cette variation de turbidité.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le niveau supérieur est fixé en fonction du taux d'extraction désiré.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la variation de turbidité entre les échantillons est détectée par des moyens électro-optiquesagissant sur un système d'électro-vannes commandant sélectivement l'extraction des boues et le prélèvement des échantillons.
4. Installation pour la régulation automatique de l'extraction des boues d'un appareil de traitement des eaux à lit de boues, comportant un bassin de décantation dans lequel est amenée l'eau à traiter, un concentrateur, disposé
dans ledit bassin, où s'accumulent les boues et qui présente, à sa partie supé-rieure, une zone de turbidité variable, deux moyens disposés à deux niveaux différents dans ladite zone à turbidité variable, servant au prélèvement d'échan-tillons du mélange : eau-boues se trouvant dans ladite zone, un bac où sont amenés les échantillons, une source lumineuse émettant, sur la surface du mélange eau-boues se trouvant dans le bac, un rayon lumineux, une cellule photorésistante enregistrant les variations d'adsorption du rayon lumineux et donc la variation de la turbidité des échantillons, et un galvanomètre coup lé à ladite cellule etrelié à des électrovannes commandant sélectivement et successivement, soit l'extraction des boues puis le prélèvement de l'échantillon de niveau inférieur,soit l'arrêt de l'extraction, puis le prélèvement d'échantillon du niveau supérieur.
5. Installation suivant la revendication 4, dans laquelle le bac dans lequel sont amenés les échantillons est à niveau constant et comporte un dispositif de vidange, constitué par une tuyauterie munie d'une vanne.
6. Installation suivant la revendication 4, dans laquelle les moyens destinés à prélever les échantillons consistent en des tubes dont l'extrémité plongée dans la zone à turbidité variable est en forme d'entonnoir inversé.
7, Installation suivant la revendication 4, dans laquelle les échantillons sont amenés au bac par des tuyauteries munies d'électrovannes et de dispositifs de trop-plein destinés à éviter les dépôts dans les tuyauteries et les temps morts lors de l'ouverture des dites électrovannes.
8) Installation suivant la revendication 4, dans laquelle ledit galvanomè-tre est à contacts réglables.
CA264,937A 1975-11-06 1976-11-03 Procede et installation pour la regulation automatique de l'extraction des boues d'un appareil de traitement des eaux Expired CA1087995A (fr)

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