CA1197475A - Dispositif de decantation des liquides, notamment des eaux - Google Patents

Dispositif de decantation des liquides, notamment des eaux

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CA1197475A
CA1197475A CA000408769A CA408769A CA1197475A CA 1197475 A CA1197475 A CA 1197475A CA 000408769 A CA000408769 A CA 000408769A CA 408769 A CA408769 A CA 408769A CA 1197475 A CA1197475 A CA 1197475A
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CA000408769A
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Pierre Lemoine
Lucien Hahn
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Societe dAmenagement Urbain et Rural SAUR SAS
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Societe dAmenagement Urbain et Rural SAUR SAS
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5281Installations for water purification using chemical agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/003Sedimentation tanks provided with a plurality of compartments separated by a partition wall

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Abstract

L'invention concerne un décanteur à lit fluidisé de boue, comportant: une pluralité de compartiments de décantation alimenté chacun à leur partie inférieure par une canalisation d'arrivée d'eau brute, un ensemble de collecte de l'eau décantée, disposé à la partie supérieure des compartiments de décantation, un distributeur alimentant cycliquement en eau brute chacune des canalisations d'arrivée d'eau, de manière à produire une variation périodique du débit dans chacun des compartiments, tout en conservant un débit total d'eau brute dans l'ensemble du dispositif sensiblement constant. Advantageusement, le distributeur est constitué d'un coude rotatif, dont la vitesse et l'allure de rotation peuvent être ajustées pour obtenir l'effet souhaité.

Description

La présente invention concerne Ull dispositif de décantation des liquides, notamment des eaux, du type dit à lit de boue fluidisé.
Dans ce type de decantation, on elimine phy-siquenlent les ~lements gênants du liquide en provoquant laformation d'un precipite au moyen de reactifs chimiques appropries. Ce precipite, qui a l'apparence d'une boue, est suffisamment lourd pour assurer une decantation acceleree des elements légers initialement présents.
Pour permettre un traitement en continu, on alimente par le bas le décanteur en liquide a traiter et on capte a la partie supérieure du dispositif le liquide decante. Le courant de liquide ascendant assure l'expan-sion du lit de boue fluidise, c'est-3-dire son maintien a un certain niveau dans le décanteur.
Cependant, un lit Iluidisé par un courant de vitesse ascensionnelle constante est instable ; tout déséquilibre de l'état d'expansion ou de tassement tend a s'amplifier et non 3 s'amortir.
Un moyen connu de stabilisation consiste à
produire des variations brusques du débit d'alimentation en liquide a traiter dans le décanteur. La variation consécutive de la vitesse du courant ascendant de liquide maintient le lit de boue en expansion et evite son tassement. De cette maniere, l'effet de decantation est amelioré, et il est possible de disposer d'un debit plus grand qu'avec une décantation simple.
Ces variations brusques du débit ont ete obtenues par divers moyens, tels qu'une vanne automatique montee sur la conduite d'alimentation, une pompe fonc-tionnant par intermittence, un reservoir auxiliaire associe a un siphon, ou des moyens analogues.

#

Tous ces dispositifs présentent l'inconvénient que la variation brusque de l'alimentation du décanteur aura des répercussions notables sur le débit total du dispositif, ou sur la pre~sion dans la canalisation d'amenée de liquide. Un traitement continu est impossible sans utilisation d'un réservoir intermédiaire de stockage.
Au contraire, le dispositif selon l'invention permet de produire un courant de liquide a vitesse variable assurant le maintien en expansion du lit de boue, tout en conservant un débit amont constant, sans variation notable de pression et sans accumulation.
A cette fin, le dispositif comporte une pluralité de compartiments de décantation alimentes chacun a leur partie inférieure par une canalisation de liquide brut ; un ensemble de collecte du liquide décanté, situé 3 la partie supérieure des compartiments de decantation ; un distributeur alimentant cycliquement en liquide brut chacune des canalisations d'arrivee, de maniere a produire une variation periodique du débit dans chacun des compartiments, tout en conservant un debit total de liquide brut sensiblement constant.
Avantageusement, il comporte egalement des moyens pour obtenir, de maniere reglable, sur l'ensemble des compartiments, UIl debit auxiliaire preleve sur le débit principal, de maniere a n'alimenter cycliquement les compartiments qu'avec une fraction du débit total de liquide brut. ~insi, le debit de liquide decante dans chaque compartiment est la somme d'un debit derive, permanent, de valeur ajustable (eventuellement nulle~ et d'un debit variable resultant de l'action du distributeur.
De preference, le distributeur est un distri-buteur tournant dont la rotation produit l'alimentation cyclique des compartiments. Cette rotation peut etre s régulière ou saccadée, selon l'e~fet que l'on désire obtenir~
Il en résulte dans chaque compartiment un débit dont la variation a l'allure d'une impulsion.
L'intensité maximale de cette impulsion de débit (ou de vitesse du fluide) est fonction de la proportion du débit dérivé, ainsi que du nombre de compartiments. Par exemple, abstraction faite du débit dérivé, un distributeur qui alimenterait tour à tour, à
débit sensiblement constant, chacun des quatre compar-timents d'un décanteur, produirait une vitesse maximale du liquide dans le compartiment alimenté égale à quatre fois la vitesse nominale qui aurait été obtenue en l'absence de compartimentage. On voit ainsi que, sans modification notable du débit d'ensemble, on peut obtenir la survitesse périoaique dans le lit de boue qui permet la décantation activée.
La périodicité de cette activation est réglable aisément par le choix de la vitesse de rotation du dis-tributeur.
L'allure de la survitesse (forme de l'impulsion)dépend du régime de rotation, regulier ou saccade, du distributeur, ainsi que de la géométrie de la section de sortie de liquide du distributeur et de la section d'entrée des canalisations d'arrivée de liquide brut de chaque compartiment.
Ainsi, si le distributeur présente une section de sortie circulaire, et les canalisations d'arrivée des compartiments, une section circulaire, lorsque le distributeur occulte en tournant une fraction d'une section d'une canalisation, il découvre une fraction de la section de la canalisation suivante. Le débit dans la première canalisation diminue, et en meme temps celui dans la canalisation suivante augmente. On peut calculer que la somme des deux sections circulaires alimentées simultanément (l'une croissante, l'autre décroissante) ne varie pas de plus de 8 ~, de telle sorte qu'il n'y a pas, en am~nt, de variation importante de débit et de pression.
Dans chaque compartiment du décanteur, si par exemple celui-ci comporte quatre compartiments, le debit sera croissant pendant un quart de la periode de rotation du distributeur, decroissant p,endant un quart de cette meme periode, et constant (nul ou egal au debit derivé) pendant le reste du temps.
Dans une variante, on peut prévoir un distributeur présentant une section de sortie rectangu-laire, et des canalisations d'arrivee presentant unesection triangulaire. L'impulsion de debit dans chaque compartiment sera ainsi plus marquee.
- ~'autres caracteristiques apparaitront a la lecture de la description detaillee a ~ un mode de reali-sation de l'invention qui va suivre, faite en referenceaux dessins annexes o~ :
. la figure 1 est un plan de la partie inferieure du decanteur, vue selon la ligne I-I de la figure 2, . la figure 2 est une elevation du decanteur, vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1, . la figure 3 est un plan, vueselon la ligne III-III de la fiyure 2, montrant le reseau de canali-sations de collecte d'eau, . la figure 4 est une coupe verticale du distri~
buteur rotatif, vue selon la ligne IV-IV de la figure 5, . la figure 5 est une coupe horizontale de ce meme distributeur, vue selon la ligne V-V de la figure 4.

Les figures 1 et 2 présentent un décanteur 100, constitué de quatre compartiments identiques 110, 120, 130, 140. Ce nombre n'est bien entendu aucunement limitatif, non plus que la forme de ces compartiments, qul peut être S quelconque. Chacun de ces compartiments est alimenté
par une canalisation d'arrivée de liquide, par exemple d'eau brute, respectivement 111, 121, 131, 1~1. Pour obtenlr une diffusion aussi régulière que possible de l'arrivée d'eau, chacune de ces canalisations est elle même ramifiée en canalisations secondaires, telles que 112, comportant des orifices 113. De préférence, les orifices de deux canalisations secondaires adjacentes sont disposés face à
face, de manière a éviter les tourbillons et à obtenir des filets d'eau parallèles. On peut noter que, en variante, on peut employer d'autres dispositifs de tranquillisation qui procureront le même résultat.
Le distributeur rotatif 200 alimente tour à tour chacun des quatre compartiments. Il est relié ~figure 2) à la conduite d'arrivée principale d'eau brute 210, et il est entrainé en rotation par un arbre 220 relié a un ensemble moteur-transmission 230 placé au sommet du décan-teur. Une telle disposition, avec le distributeur a la base et la motorisation au sommet, permet d'eviter les problèmes d'étanchéité et d'accessibilité de l'ensemble moteur.
Les boues en excès sont évacuées par des robinets 114 et 115 reliés à des canalisations puisant dans une zone de concentration (telle que 116, visible sur les figures 1 et 2) delimitée par des parois, par exemple à
l'intérieur des compartiments. Le nombre de ces concentra--teurs, disposés a l'interieur ou a l'extérieur des compar-timents, ainsi que leur dimensionnement, sont fonction de la nature d~ liquide ~ traiter et du traitement effectu~.
Chaque concentrateur peut, comme représenté, etre propre à chacun des compartiments, mais, en variante, un concen-trateur peut être commun à deux compartiments contigus.
De préférence, les compartiments 110, 120, 130, 190, sont prolongés vers le haut en un compartiment commun unigue 300, à la partie supérieure duquel s'effec-tue la collecte de l'eau décantée, au moyen d'un reseau de canalisations 310 (visible en plan sur la figure 3) percé d'orifices de captation tels que 311, et débouchant dans un collecteur commun 320 qui amène l'eau traitée vers la canalisation de sortie 330.
Le fait que la partie supérieure du décanteur ne soit pas compartimentée permet d'améliorer la collecte de l'eau traitée, en annulant l'effet des variations de débit dans chaque compartiment. La hauteur - de cette zone commune peut etre très réduite, ou meme nulle dans certains cas.
En figures 4 et 5, on peut voir en détail le distributeur rotatif 200. Il est essentiellement consti~ué
d'un coude à 90 tournant autour de sa géneratrice verticale, et dont le profil hydraulique est améliore par l'installation d'aubes directrices 201. Le coude est entoure d'un chemisage 202 permettant le guidage au distributeur ainsi que son etancheite. On peut noter, à
ce propos, que des jeux importants, de l'ordre du milli-mètre, ne sont pas gênants dans un tel ensemble, du fait de la faible difference de pression entre la conduite centrale d'alimentation 210 et les canalisations d'arrivée d'eau brute de chaque compartiment 111, 12i, 131, 191. La pression règnant à la partie inférieure de l'ensemble est de l'ordre de la hauteur d'eau contenue dans le décanteur.

Bier, entendu, le mode de realisation qui vient d'être decrit ne presente auc~m caractère limitatif, et de nombreuses variantes peuvent etre envisagees sans pour autant sortir du domaine de l'invention. En parti-culier, il existe de nombreuses façons d'obtenir ladistribution du débit, par exemple au moyen de vanne~
commandées cycliquement, de pompes temporisées, ou de moyens analogues.

Claims (9)

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué sont définies comme il suit:
1. Décanteur, du type à lit de boue fluidisé, caractérisé en ce qu'il comporte: une pluralité de compartiments de décantation alimentés chacun, à leur partie inférieure, par une canalisation d'arrivée de liquide brut, en ensemble de collecte du liquide décanté
disposé à la partie supérieure des compartiments de décantation, un distributeur alimentant cycliquement en liquide brut chacune des canalisations d'arrivée de liquide, de manière à produire une variation périodique du débit dans chacun des compartiments, tout en conservant un débit total de liquide brut dans l'ensemble du dis-positif sensiblement constant.
2. Décanteur selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il comporte en outre des moyens pour obtenir, de manière règlable, sur l'ensemble des compartiments, un débit auxiliaire prélevé sur le débit principal, de manière à n'alimenter cycliquement les compartiments qu'avec une fraction du débit total de liquide brut.
3. Décanteur selon la revendication 1, caractérisé
en ce que les compartiments sont prolongés vers le haut en un compartiment commun unique, à la partie supérieure duquel s'effectue la collecte de l'eau décantée.
4. Décanteur selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il comporte des moyens pour modifier, par un règlage de la distribution, l'allure de la variation périodique de débit dans chacun des compartiments.
5. Décanteur selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le distributeur est un distributeur tournant dont la rotation produit l'alimentation cyclique des comparti-ments.
6. Décanteur selon la revendication 5, caractérisé
en ce que le distributeur tournant présente la forme d'une coude sensiblement à angle droit, tournant autour de sa génératrice verticale.
7. Décanteur selon la revendication 6, caractérisé
en ce que le coude comporte à sa partie intérieure des aubes directrices profilées.
8. Décanteur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le distributeur présente une section de sortie circularie, et les canalisations d'arrivée des compartiments, une section circulaire.
9. Décanteur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le distributeur présente une section de sortie rectangulaire, et les canalisations d'arrivée des compartiments, une section triangulaire.
CA000408769A 1981-08-11 1982-08-05 Dispositif de decantation des liquides, notamment des eaux Expired CA1197475A (fr)

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GR77219B (fr) 1984-09-11
FR2511262A1 (fr) 1983-02-18
FR2511262B1 (fr) 1987-05-22
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OA07180A (fr) 1984-04-30

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