EP0978599A1 - Procédé d'assainissement à faible profondeur fonctionnant avec un poste unique d'aspiration - Google Patents

Procédé d'assainissement à faible profondeur fonctionnant avec un poste unique d'aspiration Download PDF

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EP0978599A1
EP0978599A1 EP99460051A EP99460051A EP0978599A1 EP 0978599 A1 EP0978599 A1 EP 0978599A1 EP 99460051 A EP99460051 A EP 99460051A EP 99460051 A EP99460051 A EP 99460051A EP 0978599 A1 EP0978599 A1 EP 0978599A1
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F1/00—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water
    • E03F1/006—Pneumatic sewage disposal systems; accessories specially adapted therefore
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Definitions

  • the present method consists in making a network shallow sanitation, thanks to a device centralized pumping system which empties several separate low points, where several networks converge gravitational following the natural slope of the land.
  • the discharge stations are very heavy in their current design: a tarpaulin must be made reception located below the gravity arrival itself already deep, so create an important and deep civil engineering, the pumps are immersed in the effluent and it is necessary provide the devices to ensure their guidance and lifting.
  • This waterproof pipe can be laid at the same time as the gravity line, it is of small section, identical to a discharge line, follows the profile of the land about 1 meter deep.
  • the end of the pipe which is in the manhole of collection is fitted with a valve, the opening and closing are controlled by high level indicators and low, the information is then also transmitted by a remote control cable to the remote management located at the station pumping.
  • the pumping station is managed by a remote management which collects the high and low level information in each look of collection, which controls the opening or closing of valves and simultaneously valves as well as starting or stopping the pump.
  • the pump operates in discharge suction. She must therefore be adapted to create a good suction without risk of plugging and setting in motion the liquid parts and solids with a passage section sized to allow the passage of long fibers and fibers.
  • the diameter of the suction pipes will be calculated as for backflow depending on the flow to be provided and pressure losses.
  • the process has limits related to atmospheric pressure: emptying of collection manholes by means of the atmospheric pressure of 1 bar (10 meters). The geometric height between the bottom of the collection cover and the pump does not exceed 7 meters for a satisfactory flow be obtained.
  • the choice of the location of the post is very important and its altitude should be such that the elevation does not exceed 7 meters between the collection points and the pumping point.
  • the topography of the area to be served is shown on the figure 1.
  • This diagram shows that there are two high points (odds 13.34 and 12.00) and four low points (odds 10.75, 8.18, 9.58 and 9.32).
  • These collection manholes (20) (21) (22) (23) are made up of concrete elements, for example ⁇ 160.
  • the collection manhole 21 receives the gravity networks 31 and 35, or 120 equivalent inhabitants.
  • the collection manhole 22 receives the gravity networks 32 and 39, or 100 Population equivalent.
  • the collection manhole 23 receives the gravity network 33, i.e. 70 Population equivalent.
  • the collection manhole (20) (21) (22) (23) or suction tank has a high level (10), a low level (11) and a alarm level (12) as shown in diagram N ° 3.
  • a waterproof pipe (4) (in HDPE for example), connects the tank at the discharge suction station (1) similarly a remote control cable (7).
  • the pumping station (1) consists of a ⁇ 2000 manhole, in which there are two pumps (6) connected to the different suction networks (4). Each network has its own connection to the pump (6) of a valve (8), allowing opening or closing the circuit.
  • the tank (20) (21) (22) (23) empties until the level bottom (11) is reached; the valve (5) and the valve (8) are then close, and the pump (6) stops. This until the restart of one of the circuits.
  • circuits operate separately but depending on the configuration of the terrain and in particular in networks arranged in length we can set up a pipe main suction to which would be connected secondary suction lines.
  • priority is given by the remote management to the one receiving the highest speed.
  • the volume V to be stored is equal to Q '/ Nx6 (N being the number of pumps and 6 the number of starts of the pump in one hour).
  • the pressure drop is 4m82.
  • the height must be geometric does not exceed 7 meters between the point and the pump located in the post at 10m50 about; which is well respected, so we can admit the ⁇ 76/8 as satisfactory for the realization of this project.

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Abstract

Procédé d'assainissement à faible profondeur fonctionnant avec un poste unique d'aspiration refoulement.Ce dispositif trouve son application dans le transfert des eaux d'assainissement. L'invention constitue un procédé de réalisation d'un réseau d'assainissement à faible profondeur dans lequel les réseaux gravitaires (30) (31) (32) (33) (34) (35) suivent la pente naturelle du terrain et rassemblent les eaux dans des regards (20) (21) (22) (23), situés aux points bas. De chaque regard (20) (21) (22) (23) part une canalisation d'aspiration (4) reliée à une station de pompage unique (1) où une télégestion gère la mise en aspiration successive des différents regards de collecte (20) (21) (22) (23) . Grâce à l'invention, on peut poser les réseaux gravitaires à faible profondeur. La multiplication des points bas n'engendrant pas la multiplication des postes de refoulement. <IMAGE>

Description

Le présent procédé consiste à réaliser un réseau d'assainissement à faible profondeur, grâce à un dispositif de pompage centralisé qui assure la vidange de plusieurs points bas séparés, où convergent plusieurs réseaux gravitaires suivant la pente naturelle du terrain.
Ces réseaux gravitaires peuvent être réalisés à faible profondeur sans surcoût lié à la multiplication des postes de pompage, du fait qu'il y a un seul poste d'aspiration refoulement d'où partent plusieurs canalisations d'aspiration vers les regards de collecte.
Dans la conception traditionnelle des réseaux d'assainissement, la topographie est le facteur déterminant et souvent pénalisant pour la réalisation des projets.
Quand le terrain est plat, le réseau doit s'approfondir rapidement pour permettre l'écoulement gravitaire et on doit réaliser des postes de refoulement pour relever les eaux et repartir gravitairement.
Quand le terrain est accidenté, on doit s'approfondir pour franchir les buttes ou créer un poste si la canalisation gravitaire est trop profonde.
Les postes de refoulement sont très lourds dans leur conception actuelle : il faut réaliser une bâche de réception située en dessous de l'arrivée gravitaire elle-même déjà profonde, donc créer un génie civil important et profond, les pompes sont immergées dans l'effluent et il faut prévoir les dispositifs pour assurer leur guidage et leur relevage.
Actuellement on essaie donc de limiter le nombre de postes car leur coût de réalisation et de maintenance, est élevé.
Dans l'état actuel de la technique, il existe plusieurs solutions pour s'affranchir de sur-profondeurs et diminuer les coûts des réseaux gravitaires.
Assainissement sous vide, sous pression, air comprimé.
  • Dans l'assainissement sous vide, de petits tronçons de collecteurs gravitaires amènent l'effluent dans des regards de collecte équipés de valves qui sont reliés par une canalisation maintenue sous vide à une Centrale de vide. La Centrale de vide est une installation importante qui est constituée d'une cuve maintenue en permanence sous vide par des pompes à vide et équipée également de pompes d'extraction du liquide en dehors de la cuve.
  • Dans le système sous pression, chaque point de collecte est équipé d'un petit poste de relèvement, ce qui entraíne la multiplication des équipements mécaniques et électriques.
  • Le système à air comprimé nécessite la réalisation d'une centrale d'air comprimé et d'un réseau d'air comprimé alimentant chaque aéro-éjecteur.
Dans toutes ces techniques, le transfert est onéreux et elles ont donc une application essentiellement lorsque les difficultés du terrain rendent la solution traditionnelle très pénalisante (terrain rocheux, marécageux ...).
L'intérêt du présent procédé est de concilier la réalisation de réseaux gravitaires à faible profondeur, avec des réseaux de transfert peu onéreux en investissement et fonctionnement.
Dans le procédé qui fait l'objet du Brevet, les conduites gravitaires sont posées suivant la pente du terrain, à environ 1m40 de profondeur ; elles convergent donc vers les points bas sans franchissement de points hauts.
En chacun de ces points bas, est créé un regard de collecte (ou d'aspiration) équipé d'un niveau haut, d'un niveau bas et d'un niveau alarme reliés par un câble à la télégestion de la station de pompage.
Dans les regards de collecte, on immerge l'extrémité d'une canalisation étanche qui relie le regard de collecte à la pompe.
Cette canalisation étanche peut être posée en même temps que la conduite gravitaire, elle est de faible section, identique à une canalisation de refoulement, suit le profil du terrain à 1 mètre de profondeur environ.
L'extrémité de la canalisation qui se trouve dans le regard de collecte est équipé d'un clapet, dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par les indicateurs de niveau haut et bas, l'information est alors également transmise par un câble de télécommande vers la télégestion située au poste de pompage.
Toutes les canalisations d'aspiration convergent vers le poste de pompage et sont rassemblées à leur départ dans le même ouvrage que celui où se trouve la pompe.
Au raccordement de la canalisation sur la pompe, on met en place une vanne d'isolement ou d'ouverture du circuit.
Le pompage s'effectue par une pompe auto-amorçante et non immergée qui crée lors de sa mise en route une aspiration dans la canalisation et refoule les eaux usées vers l'exutoire.
Le poste de pompage est géré par une télégestion qui recueille les informations de niveau haut et bas dans chaque regard de collecte, ce qui commande l'ouverture ou la fermeture des vannes et simultanément des clapets ainsi que le démarrage ou l'arrêt de la pompe.
Ceci permet de vider chaque regard de collecte séparément à partir d'une seule unité de pompage.
Pour obtenir un bon rendement du système, les canalisations d'aspiration doivent rester en charge en permanence et le fonctionnement se fait en l'absence de vide.
La fiabilité du type de clapet et de vannes, est donc très importante.
La pompe fonctionne en aspiration refoulement. Elle devra donc être adaptée pour créer une bonne aspiration sans risques de bouchage et mettre en mouvement les parties liquides et solides avec une section de passage dimensionnée pour laisser le passage des filasses et fibres longues.
La dimension des regards de collecte sera fonction du nombre de constructions raccordées. Ils devront pouvoir assurer un stockage de l'effluent suffisant pour qu'en cas de défaillance du système , le regard ne déborde pas avant l'intervention de dépannage déclenchée par l'alarme.
Le diamètre des canalisations d'aspiration se calculera comme pour les refoulements en fonction du débit à assurer et des pertes de charge.
Le procédé a des limites liées à la pression atmosphérique : la vidange des regards de collecte se faisant grâce à la pression atmosphérique de 1 bar (10 mètres) . Il faut que la hauteur géométrique entre le fond de la bâche de collecte et la pompe n'excède pas 7 mètres pour qu'un débit satisfaisant soit obtenu.
Dans l'élaboration du projet, il faudra donc tenir compte de la topographie et des pertes de charge et jouer sur la section des canalisations, si les pertes de charge sont trop fortes.
Egalement, le choix de l'emplacement du poste est très important et son altitude devra être telle que la dénivelée n'excède pas 7 mètres entre les points de collecte et le point de pompage.
Différents modes de fonctionnement du procédé peuvent être réalisés :
  • Dans un mode de fonctionnement, chaque réseau d'aspiration peut être relié directement à la station qui commandera l'ouverture et la fermeture de la vanne du circuit considéré et du clapet.
  • Dans un autre mode de fonctionnement, plusieurs réseaux d'aspiration sont connectés sur une canalisation principale d'aspiration. La vanne commandant l'ouverture du circuit considéré, est alors située sur la canalisation secondaire au voisinage de son raccordement à la canalisation principale d'aspiration.
Dans un exemple d'application du procédé décrit ci-dessous, la topographie de la zone à desservir est représentée sur la figure 1. Ce schéma fait ressortir qu'il y a deux points hauts (cotes 13,34 et 12,00) et quatre points bas (cotes 10,75, 8,18, 9,58 et 9,32) .
Le schéma N°2 montre un mode de réalisation possible du procédé avec une station unique de pompage (1) implantée dans le carrefour à la cote TN 11,80, avec 4 bâches de collectes (20) (21) (22) (23) situées dans chacun des points bas ou arrivent des réseaux gravitaires (30) (31) (32) (33) (34) (35) à une profondeur de 1m40.
Ces regards de collectes (20) (21) (22) (23)sont constitués d'éléments béton, par exemple de Ø 160.
Le regard de collecte 20 reçoit le réseau gravitaire 30, soit 100 Equivalent habitants.
Le regard de collecte 21 reçoit les réseaux gravitaires 31 et 35, soit 120 Equivalent habitants.
Le regard de collecte 22 reçoit les réseaux gravitaires 32 et 39, soit 100 Equivalent habitants.
Le regard de collecte 23 reçoit le réseau gravitaire 33, soit 70 Equivalent habitants.
Au total, 390 équivalents habitants, ce qui à raison de 150 litres par jour par habitant, donne un volume journalier de 58,5 m3 ou un débit de pointe de 14,6 m3/heure ou 4 litres/seconde.
Le regard de collecte (20) (21) (22) (23) ou cuve d'aspiration est muni d'un niveau haut (10), d'un niveau bas (11) et d'un niveau alarme (12) tel qu'indiqué sur le schéma N°3.
Une canalisation (4) étanche (en PEHD par exemple), relie la cuve à la station d'aspiration refoulement (1) de même qu'un câble de télécommande (7).
Cette canalisation (4) est immergée au fond de la cuve d'aspiration (20) (21) (22) (23) et son extrémité est munie d'un clapet (5) particulièrement fiable.
La station de pompage (1) est constituée d'un regard Ø 2000, dans lequel on trouve deux pompes (6) reliées aux différents réseaux d'aspiration (4). Chaque réseau est muni à son raccordement sur la pompe (6) d'une vanne (8), permettant l'ouverture ou la fermeture du circuit.
Lorsque le niveau haut(10) est atteint dans l'une des cuves d'aspiration (20) (21) (22) (23), l'information est transmise par le câble (7) à la télégestion, ce qui commande l'ouverture simultanée de la vanne (8) et du clapet (5) et met également la pompe (6) en marche.
La cuve (20) (21) (22) (23) se vide jusqu'à ce que le niveau bas (11) soit atteint ; le clapet (5) et la vanne (8) se ferment alors, et la pompe (6) s'arrête. Ceci jusqu'à la remise en marche de l'un des circuits.
Dans l'exemple de réalisation tel qu'il est décrit ci-dessus, les circuits fonctionnent séparément mais suivant la configuration du terrain et en particulier dans les réseaux disposés en longueur on peut mettre en place une canalisation d'aspiration principale sur laquelle seraient raccordées les canalisations d'aspiration secondaire.
Dans la configuration retenue dans l'exemple en cas de demande simultanéesur deux circuits, la priorité est donné par la télégestion à celui qui reçoit le plus grand débit.
Le calcul du volume des cuves d'aspiration (20) (21) (22) (23) s'effectue ainsi :
L'effluent étant stocké dans la cuve (20) (21) (22) (23), le volume minimum en réserve doit être égal au volume correspondant au débit stocké entre deux démarrages de la pompe (6) avec un volume de sécurité en cas de dysfonctionnement. Si Q est le débit journalier, le débit de pointe est Q'=Q : 6 en m3 heure.
Le volume V à stocker est égal à Q'/Nx6 (N étant le nombre de pompe et 6 le nombre de démarrages de la pompe en une heure).
CUVE EQH Q journalier Q POINTE M3/h V minimum
20 100 100x150L=15m3 2,5 0,21m3
21 120 120x0,15=18m3 3 0,25m3
22 100 100x0,15=15m3 2,5 0,21m3
23 70 70x0,15=9,5m3 1,6 0,18m3
Pour une cuve de Ø 1600 S=2,01 m2 donc il faut une hauteur 0,25 m : 2 = 12,5 cm d'eau minimum dans la cuve.
Nous admettrons une hauteur de 20 cm entre les niveaux haut (10) et bas (11), le niveau 15 alarme (12), 10 cm au dessus et une réserve sécurité de 40 cm au dessus de l'alarme (12). L'arrivée gravitaire étant à moins 1m40, la profondeur totale du regard sera donc d'environ 2m30. La coupe d'un regard est représentée sur la figure 3.
La pompe auto-amorçante fonctionnera par aspiration refoulement.
Elle devra assurer le débit correspondant à 390 Eqh, soit 4 litres par seconde avec une HMT égale à la somme des pertes de charge dans l'aspiration et le refoulement augmentée de la hauteur géométrique du refoulement et de l'aspiration.
Avec un refoulement Ø 76,8, une longueur de refoulement de 530 m et un débit de 4 litres par seconoe, la perte de charge est de 4m82.
La cote piezo à la sortie, est donc de 8,02 m + 4,82 m = 12m84.
Pour l'aspiration le départ de la canalisation dans l'exemple considéré est de 2m30 sous le niveau du TN, nous pouvons dresser le tableau des cotes piezo aspiration
Regard de collecte Cote TN Cote départ aspiration TN-2,30 Distance Perte de charge Ø 76,8 Cote piezo aspiration
23 8,18 5,88 250m - 2,25 3,63
22 9,58 7,28 230m - 2,07 5,21
21 9,32 7,02 275m - 2,48 4,54
20 10,75 8,45 352m - 3,21 5,24
Le cas le plus défavorable est celui du regard 23, la pompe devra donc avoir une HMT de 12,84 - 3,63 = 9,21 pour un débit de 41/seconde.
Pour que l'aspiration fonctionne bien il faut que la hauteur géométrique ne dépasse par 7 mètres entre le point d'aspiration et la pompe située dans le poste à la cote 10m50 environ; ce qui est bien respecté, donc on peut admettre le Ø 76/8 comme satisfaisant pour la réalisation de ce projet.

Claims (3)

  1. Installation d'assainissement à faible profondeur dans laquelle la vidange de plusieurs regards de collecte (20) (21) (22) (23) situés au point bas où se concentrent les eaux gravitaires d'un bassin versant, s'effectue à partir de la même station de pompage (1) fonctionnant par aspiration refoulement caractérisée par la présence d'un système de télégestion qui assure la vidange successive de chacun des regards de collecte (20) (21) (22) (23) en mettant alternativement sous aspiration partielle et provisoire le réseau concerné par une demande de vidange ponctuelle.
  2. Installation conforme à la revendication (1) dans laquelle chaque regard de collecte (20) (21) (22) (23) est relié directement à la station de pompage (1) par une canalisation d'aspiration (4) indépendante.
  3. Installation conforme à la revendication (1) dans laquelle chaque conduite d'aspiration (4) secondaire provenant d'un regard de collecte (20) (21) (22) (23) est reliée à la station de pompage (1) par une canalisation d'aspiration principale sur laquelle sont raccordées plusieurs canalisations secondaires.
EP99460051A 1998-08-06 1999-08-04 Procédé d'assainissement à faible profondeur fonctionnant avec un poste unique d'aspiration Withdrawn EP0978599A1 (fr)

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FR9810268 1998-08-06

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