CH673645A5

CH673645A5 -

Info

Publication number: CH673645A5
Application number: CH1409/87A
Authority: CH
Inventors: Francois Blondeau; Louis Divet
Original assignee: Omnium Traitement Valorisa
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1990-03-30
Also published as: GB2204031A; DE3714531A1; FR2591215A1; FR2591215B1; GB2204031B; GB8710231D0

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION

La présente invention a trait au traitement physico-chimique de l'eau, faisant intervenir la floculation mécanique puis la décantation en bassins. Elle concerne tout spécialement la réalisation d'installations de traitement de l'eau, qu'il s'agisse d'eaux usées industrielles ou d'eaux à potabiliser, dans lesquelles on combine en un seul ouvrage les opérations de floculation et de décantation. The present invention relates to the physico-chemical treatment of water, involving mechanical flocculation and then settling in tanks. It especially relates to the construction of water treatment installations, whether industrial waste water or drinking water, in which the flocculation and decantation operations are combined in a single work.

Dans les installations conventionnelles de traitement de l'eau, on introduit dans celle-ci des agents de coagulation des particules colloïdales, par mélange sous agitation rapide, puis l'eau est amenée dans des floculateurs équipés d'agitateurs lents et conduite ensuite dans des décanteurs à compartiments. Souvent, les bassins de décantation sont disposés en étages pour multiplier, notamment, les surfaces de décantation. Dans les dispositions de ce type, il apparaît souvent des difficultés dues au fait que les flocs, obtenus dans le floculateur par agglutination des particules colloïdales de l'eau au moyen des agents coagulants, ne sont pas conservés intégralement lors du passage ultérieur dans le décanteur du fait, en particulier, du changement de vitesse de cheminement de l'eau; par exemple, lors du transfert dans les deux ouvrages successifs, les gros flocs formés dans le floculateur deviennent beaucoup plus fins si la vitesse de transfert dans le décanteur augmente. In conventional water treatment plants, coagulation agents are introduced into the colloidal particles, by mixing with rapid stirring, then the water is brought into flocculators equipped with slow agitators and then conducted in decanters with compartments. Often, the settling basins are arranged in stages to multiply, in particular, the settling surfaces. In arrangements of this type, difficulties often arise due to the fact that the flocs, obtained in the flocculator by agglutination of the colloidal particles of water by means of the coagulating agents, are not completely preserved during the subsequent passage through the decanter. due, in particular, to the change in speed of water routing; for example, during transfer to the two successive structures, the large flocs formed in the flocculator become much finer if the transfer speed in the decanter increases.

Certes, on a déjà préconisé dans les années 60 la possibilité de regrouper les deux phases de floculation et de décantation dans un seul bassin à compartiments cloisonnés appelé décanteur accéléré ou appareil compact. Toutefois, les nombreux essais effectués ont conduit à des difficultés relatives, en particulier, à l'instabilité des voiles ou lits de boues et à une conduite très délicate des installations combinées, surtout lorsque ces dernières étaient appliquées au traitement des eaux résiduaires urbaines ou industrielles. Finalement, ce type d'installation convenait plutôt au traitement des eaux à potabiliser et particulièrement lorsque l'objectif visé était l'adoucissement de l'eau. Pour les eaux résiduaires, il a donc fallu revenir à l'adoption de deux ouvrages distincts pour la floculation et la décantation. Admittedly, it was already advocated in the 1960s the possibility of combining the two phases of flocculation and decantation in a single tank with compartmentalized compartments called accelerated decanter or compact device. However, the numerous tests carried out have led to difficulties relating, in particular, to the instability of the sails or sludge beds and to very delicate operation of the combined installations, especially when the latter were applied to the treatment of urban or industrial wastewater. . Finally, this type of installation was more suitable for the treatment of drinking water and particularly when the objective was to soften the water. For wastewater, it was therefore necessary to revert to the adoption of two separate works for flocculation and decantation.

De réels progrès ont été réalisés en décantation, depuis un certain nombre d'années, grâce à la mise en œuvre de décanteurs lamellaires pourvus dans leur zone supérieure (ou active) de séries de plaques inclinées entre lesquelles l'eau chemine en se débarrassant de ses impuretés par dépôt sur les plaques. On peut ainsi obtenir une efficacité optimum par les passages multiples et successifs du fluide souillé entre les séries de chicanes. Real progress has been made in decantation, for a number of years, thanks to the use of lamellar decanters provided in their upper (or active) zone with series of inclined plates between which the water flows while getting rid of its impurities by deposition on the plates. It is thus possible to obtain optimum efficiency by the multiple and successive passages of the contaminated fluid between the series of baffles.

Il se posait donc le problème de pouvoir combiner les avantages d'une floculation mécanique bien réglée dans sa grosseur des flocs et d'une décantation lamellaire à grande efficacité. Tel est le but visé par l'invention selon laquelle, après de nombreuses études et expérimentations, on a pu déterminer les principaux facteurs critiques et les conditions spécifiques d'adaptation pour deux ouvrages combinés en une seule installation compacte. The problem therefore arose of being able to combine the advantages of a mechanical flocculation well regulated in its size of the flocs and of a lamellar settling with great efficiency. This is the aim of the invention according to which, after numerous studies and experiments, it has been possible to determine the main critical factors and the specific adaptation conditions for two works combined in a single compact installation.

Conformément à la caractéristique principale de l'invention, l'ouvrage unitaire est conçu de façon à permettre le passage direct et à la même vitesse de l'eau traitée, depuis la zone de floculation jusqu'à la zone de décantation. In accordance with the main characteristic of the invention, the unitary structure is designed so as to allow the direct passage and at the same speed of the treated water, from the flocculation zone to the decantation zone.

Selon une réalisation préférentielle, ce résultat, qui se traduit par une absence de turbulence entre les deux zones précitées, est atteint en utilisant un floculateur dont le radier est situé sensiblement au niveau des lumières (ou ouvertures) permettant l'alimentation du décanteur lamellaire. Ainsi, les flocons les plus lourds, formés dans le floculateur, rejoignent directement la zone de décantation, sans risque de dépôt dans le floculateur où ces flocons fermenteraient et perturberaient le fonctionnement de l'installation. En outre, les lumières de jonction entre les deux zones sont calculées pour que la vitesse de l'eau soit pratiquement la même dans le floculateur que dans le décanteur, cette vitesse étant généralement comprise entre 0,02 et 0,1 m/s. According to a preferred embodiment, this result, which results in an absence of turbulence between the two aforementioned zones, is achieved by using a flocculator whose raft is located substantially at the level of the lights (or openings) allowing the supply of the lamellar settling tank. Thus, the heaviest flakes, formed in the flocculator, directly join the settling zone, without risk of deposit in the flocculator where these flakes would ferment and disturb the operation of the installation. In addition, the junction lights between the two zones are calculated so that the speed of the water is practically the same in the flocculator as in the decanter, this speed generally being between 0.02 and 0.1 m / s.

Outre l'avantage précité de non-destruction des flocs à l'arrivée de l'eau dans le décanteur lamellaire, l'ouvrage compact selon l'invention permet de mieux utiliser les réactifs de coagulation et d'accroître, d'au moins 15 à 20%, l'efficacité de la décantation lamellaire. De ce fait, on peut mettre en œuvre un décanteur de dimensions plus petites que celles normalement nécessaires pour un volume donné d'eau polluée à traiter. Par ailleurs, on réalise une substantielle économie d'énergie du fait que rien n'est consommé, contrairement aux procédés conventionnels, pour le transport de l'eau par canalisations d'une zone à l'autre, la seule énergie mise en œuvre étant celle de la floculation. In addition to the aforementioned advantage of non-destruction of the flocs on the arrival of water in the lamellar settling tank, the compact structure according to the invention allows better use of the coagulation reagents and increases, by at least 15 at 20%, the efficiency of lamellar settling. Therefore, one can implement a decanter of dimensions smaller than those normally necessary for a given volume of polluted water to be treated. In addition, there is a substantial energy saving due to the fact that nothing is consumed, unlike conventional methods, for the transport of water by pipes from one zone to another, the only energy used being that of flocculation.

D'autres avantages apparaîtront au cours de la description suivante d'un mode préférentiel de réalisation, bien que non limitatif, illustré par les planches annexées de dessins qui représentent: Other advantages will appear during the following description of a preferred embodiment, although not limiting, illustrated by the appended plates of drawings which represent:

— figure 1 : une vue générale, en plan, d'une installation compacte de floculation-décantation conforme à l'invention; - Figure 1: a general view, in plan, of a compact flocculation-settling installation according to the invention;

— figure 2: une vue de profil d'un décanteur lamellaire selon une coupe A-A de la figure 1 ; - Figure 2: a side view of a lamellar settling tank according to a section A-A of Figure 1;

— figure 3: une coupe, selon la ligne B-B de la figure 1, illustrant le floculateur, et FIG. 3: a section along the line B-B in FIG. 1, illustrating the flocculator, and

— figure 4: une coupe selon C-C de la figure 1 permettant d'illustrer la vue de profil du dispositif mélangeur de réactifs de coagulation et des deux décanteurs lamellaires qui lui sont contigus. - Figure 4: a section along C-C of Figure 1 to illustrate the side view of the mixing device of coagulation reagents and the two lamellar settling tanks which are contiguous to it.

Telle que représentée sur ces figures et notamment la figure générale 1, l'installation d'ensemble pour traitement physico-chimique de l'eau comprend essentiellement: un récipient 1 pour le mélange rapide sous agitation des réactifs de coagulation avec l'eau; un floculateur central 2, également avec systèmes d'agitation et deux unités de décantation identiques 3,4 disposées de part et d'autre du mélangeur et du floculateur. As shown in these figures and in particular in general figure 1, the overall installation for physico-chemical treatment of water essentially comprises: a container 1 for rapid mixing with stirring of the coagulation reagents with water; a central flocculator 2, also with stirring systems and two identical settling units 3,4 arranged on either side of the mixer and the flocculator.

La communication entre le mélangeur rapide 1 et le floculateur 2 s'effectue par les ouvertures 5, 6 et, conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, les lumières disposées dans les radiers du floculateur et des décanteurs, respectivement les séries identiques 7 et 8, sont situées aux mêmes niveaux dans ces appareils. The communication between the rapid mixer 1 and the flocculator 2 takes place through the openings 5, 6 and, in accordance with an essential characteristic of the invention, the lights arranged in the rafts of the flocculator and of the decanters, respectively the identical series 7 and 8, are located at the same levels in these devices.

On a représenté, sur la vue en plan de la figure 1, l'arrivée 9 de l'eau, par le dessus du mélangeur 1, et le départ 10 de l'eau traitée. On comprendra, aidé en cela par les flèches de circulation indiquées sur les dessins, que l'eau à traiter arrivant par 9 est évacuée, après mélange-coagulation, par le dessus de la zone de floculation munie de ses agitateurs 11 ; elle s'écoule au fond du floculateur 2 et traverse There is shown in the plan view of Figure 1, the inlet 9 of the water, from above the mixer 1, and the outlet 10 of the treated water. It will be understood, aided in this by the circulation arrows indicated in the drawings, that the water to be treated arriving by 9 is discharged, after mixing-coagulation, through the top of the flocculation zone provided with its agitators 11; it flows to the bottom of the flocculator 2 and passes through

2 2

s s

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

673 645 673,645

les lumières de répartition 7, 8; puis elle remonte le long des modules lamellaires 12 et elle est collectée dans des rigoles de reprise 13 qui débouchent sur un canal général d'évacuation 14 conduisant à la sortie 10 de l'eau traitée. the distribution lights 7, 8; then it goes back up along the lamellar modules 12 and it is collected in recovery channels 13 which open onto a general evacuation channel 14 leading to the outlet 10 of the treated water.

L'installation est également munie, au-dessus de chaque décan- 5 teur 3, d'un pont racleur 15 destiné à récupérer les écumes qui sont ensuite reprises en 16 puis évacuées, ainsi que d'un système 17 de raclage de fond (visible sur la figure 2) permettant de drainer les boues qui tombent au fond 18 de chaque décanteur. Les boues et écumes sont ensuite pompées et aspirées en 19 et 20 pour être éva- 10 cuées à l'extérieur de l'installation. The installation is also provided, above each decanter 3, with a scraper bridge 15 intended to collect the scum which is then taken up at 16 and then discharged, as well as with a bottom scraping system 17 ( visible in FIG. 2) making it possible to drain the sludge which falls to the bottom 18 of each decanter. The sludge and scum are then pumped and sucked at 19 and 20 to be discharged outside the installation.

Afin de démontrer les avantages pratiques d'une telle installation compacte, on a effectué des séries d'expériences comparées, en traitant le même type d'eau usée, d'une part sur l'appareillage tel que décrit ci-dessus et, d'autre part, sur un ensemble floculateur-décan- 15 teur conventionnel dans lequel les deux dispositifs étaient séparés par une canalisation de transfert. In order to demonstrate the practical advantages of such a compact installation, series of comparative experiments were carried out, by treating the same type of waste water, on the one hand on the apparatus as described above and, d On the other hand, on a conventional flocculator-decanter assembly in which the two devices were separated by a transfer line.

Les temps de mélange étaient les mêmes dans les deux cas, soit environ 2 minutes, ainsi que les types de floculation, soit environ 15 minutes. Toutefois, on a pu diminuer sensiblement les doses 2o d'agent(s) floculant(s) dans le cas de l'installation compacte, à The mixing times were the same in both cases, approximately 2 minutes, as were the types of flocculation, approximately 15 minutes. However, it was possible to significantly reduce the doses 2o of flocculating agent (s) in the case of the compact installation, to

savoir: 100 mg/1 de sulfate d'alumine pour le floculateur classique et 80 mg/1 pour le lamellaire ainsi que, respectivement, 1 mg/1 de poly-électrolyte et 0,8 mg/1. Le polyélectrolyte mis en œuvre était un poly-électrolyte anionique moyen (connu sous le nom de «Percol 725»). Les vitesses ascensionnelles de l'eau dites «au miroir» (mesurées, comme on le sait, en m3/m2/h par rapport à la surface de l'eau ou miroir sur un ouvrage ouvert) étaient de 1,6 m/h pour le décanteur conventionnel de comparaison, alors qu'elles variaient entre 20 et 32 m/h dans les décanteurs lamellaires de l'installation selon l'invention. namely: 100 mg / 1 of alumina sulfate for the conventional flocculator and 80 mg / 1 for the lamellar as well as, respectively, 1 mg / 1 of polyelectrolyte and 0.8 mg / 1. The polyelectrolyte used was a medium anionic polyelectrolyte (known as "Percol 725"). The upward velocities of the so-called “mirror” water (measured, as we know, in m3 / m2 / h relative to the surface of the water or mirror on an open structure) were 1.6 m / h for the conventional comparison settling tank, whereas they varied between 20 and 32 m / h in the lamellar settling tanks of the installation according to the invention.

En mesurant sur l'eau de sortie, après traitement, d'une part, les matières en suspension (M.E.S.) et, d'autre part, le taux résiduel en phosphore (P), on a obtenu les résultats suivants: By measuring on the outlet water, after treatment, on the one hand, the suspended matter (M.E.S.) and, on the other hand, the residual phosphorus (P) level, the following results were obtained:

Conventionnel: M.E.S. (eau traitée): 50 mg/1; P total: 1 mg/1 Ensemble unitaire de l'invention: M.E.S. (eau traitée): 15 mg/1; P total: 0,5 mg/1 Conventional: M.E.S. (treated water): 50 mg / 1; Total P: 1 mg / 1 Unit assembly of the invention: M.E.S. (treated water): 15 mg / 1; Total P: 0.5 mg / 1

. On constate donc le notable accroissement de l'eflicacité de traitement par mise en œuvre d'une installation compacte conforme à l'invention, cela en réduisant les doses d'agents floculants, et sans dépenser d'énergie pour le transport de l'eau entre les unités de floculation et de décantation. . There is therefore a notable increase in the efficiency of treatment by implementing a compact installation in accordance with the invention, this by reducing the doses of flocculating agents, and without spending energy for transporting water. between the flocculation and settling units.

R R

1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims

673,645 CLAIMS

1. Physico-chemical water treatment assembly by mechanical flocculation with stirring then decantation with circulation of water in lamellar modules with inclined parallel plates, characterized in that it comprises in a single compact work: a container (1) for rapid mixing of the coagulating agents, a flocculator (2) and, on each side thereof, a lamellar settling tank (3,4) according to an arrangement allowing the direct passage and at the same speed of the treated water from the zone flocculation to the settling zone.

2. Assembly according to claim 1, characterized in that said arrangement, allowing a circulation of water without turbulence in the structure, comprises, within the raft of the flocculator, lights or openings (7) located at the same level as the lights (8) supplying the lamellar decanters (3, 4), the speed of the water between the flocculator and the lamellar decanters being maintained between 0.02 and 0.1 m / s.

3. A method of treating water as a whole according to claims 1 or 2, characterized in that the water to be treated, which arrives from the top (9) of the mixer (1), is discharged, after mixing-coagulation , from above the flocculator (2) fitted with its agitation systems (II) then flows to the bottom of the latter and crosses the distribution openings (7, 8) before going up along the lamellar modules (12) and to be collected in return channels (13) which lead to an evacuation channel (14) leading to the outlet (14) of treated water, the surface scum (16) and the bottom sludge (18 ) being evacuated continuously outside the installation.