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: FR2591215A1; GB2204031B; DE3714531A1; GB8710231D0; GB2204031A; FR2591215B1

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

— figure 1 : une vue générale, en plan, d'une installation compacte de floculation-décantation conforme à l'invention;

— figure 2: une vue de profil d'un décanteur lamellaire selon une coupe A-A de la figure 1 ;

— figure 3: une coupe, selon la ligne B-B de la figure 1, illustrant le floculateur, et

— 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.

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.

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.

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

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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.

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.

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.

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

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.

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:

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

. 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.

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1 feuille dessins

Claims

673 645 REVENDICATIONS

1. Ensemble de traitement physico-chimique des eaux par floculation mécanique sous agitation puis décantation avec circulation de l'eau dans des modules lamellaires à plaques parallèles inclinées, caractérisé en ce qu'il comporte en un seul ouvrage compact: un récipient (1) de mélange rapide des agents coagulants, un floculateur (2) et, de chaque côté de celui-ci, un décanteur lamellaire (3,4) selon une disposition permettant le passage direct et à la même vitesse de l'eau traitée depuis la zone de floculation jusqu'à la zone de décantation.

2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite disposition, permettant une circulation de l'eau sans turbulence dans l'ouvrage, comporte, au sein du radier du floculateur, des lumières ou ouvertures (7) situées au même niveau que les lumières (8) d'alimentation des décanteurs lamellaires (3, 4), la vitesse de l'eau entre le floculateur et les décanteurs lamellaires étant maintenue entre 0,02 et 0,1 m/s.

3. Procédé de traitement d'eau dans l'ensemble selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'eau à traiter, qui arrive par le haut (9) du mélangeur (1), est évacuée, après mélange-coagulation, par le dessus du floculateur (2) muni de ses systèmes d'agitation (II) puis s'écoule au fond de ce dernier et traverse les lumières de répartition (7, 8) avant de remonter le long des modules lamellaires (12) et d'être collectée dans des rigoles de reprise (13) qui débouchent sur un canal d'évacuation (14) conduisant à la sortie (14) d'eau traitée, les écumes de surface (16) et les boues de fond (18) étant évacuées en continu à l'extérieur de l'installation.