FR2514745A1 - Appareil et procedes pour le traitement de l'eau des bassins des tours de refroidissement - Google Patents

Abstract

CET APPAREIL COMPORTE UNE POMPE 11, ACTIONNEE PAR UN MOTEUR DIESEL, QUI ASPIRE L'EAU CHARGEE DE MATIERES SOLIDES DANS UN BASSIN 10 DE TOUR DE REFROIDISSEMENT OU ANALOGUE ET LA REFOULE DANS UN FILTRE 12 DANS LEQUEL LES GROS DEBRIS SONT SEPARES, L'EFFLUENT DU FILTRE ETANT ENVOYE DANS UNE BATTERIE 20 D'HYDROCYCLONES QUI ELIMINENT LES FINES PARTICULES ET RETOURNENT LE LIQUIDE CLARIFIE AU BASSIN. LES MATIERES SOLIDES RETIREES DU FILTRE ET CELLES EVACUEES DES HYDROCYCLONES SONT DEVERSEES DANS UNE CUVE 32 A BOUE QUE L'ON VIDE DE TEMPS A AUTRE AU MOYEN D'UNE VIS D'ARCHIMEDE 36. L'ENSEMBLE DE L'APPAREIL COMPORTANT, NOTAMMENT, LA POMPE, LE FILTRE, LES HYDROCYCLONES, LA CUVE ET LA VIS D'ARCHIMEDE, EST PORTE PAR UNE REMORQUE DE FACON A POUVOIR ETRE FACILEMENT DEPLACE D'UN ENDROIT A UN AUTRE.

Description

APPAREIL ET PROCEDES POUR LE TRAITEMENT DE L'EAU
DES BASSINS DES TOURS DE REFROIDISSEMENT
La présente invention se rapporte à un appareil de traitement de l'eau mobile et, plus particulièrement, à un ensemble monté sur remorque, qui comporte un dispositif de filtration grossière et plusieurs séparateurs à hydrocyclone,qui peut être déplacé d'un endroit à un autre afin d'épurer l'eau contenue dans des bassins de tours de refroidissement.

De grandes quantités d'eau sont utilisées à diverses fins de refroidissement dans l'industrie. Cette eau peut être utilisée pour refroidir des condenseurs dans des centrales électriques, dans des distilleries, dans des raffineries de pétrole ou dans des usines chimiques; pour refroidir des moteurs à combustion interne dans des centrales électriques à moteur diesel, des moteurs à gaz dans des stations de compression ou de pompage, des moteurs à essence dans des groupes moto-propulseurs d'automobile ou d'avion; pour refroidir des devantures de four dans des aciéries; pour refroidir des tubes dans des stations de radiodiffusion; pour refroidir des compresseurs dans des installations de réfrigération ou dans des usines de liquéfaction de gaz; pour refroidir des produits chimiques et autres produits; pour la climatisation et pour une grande diversité d'autres processus de refroidissement.Les quantités d'eau nécessaires pour le refroidissement varient considérablement selon les températures de l'eau de refroidissement et l'utilisation particulière à laquelle elle est destinée. La source d'eau de refroidissement peut être de l'eau souterraine, de l'eau derivièreoudelacou l'eau delamer.

L'eau provenant de puits est préférée pour être utilisée à des fins de refroidissement sans recyclage du fait de sa température égalealors que les eaux douces sont sujettes à des variations de température saisonnières importantes. Dans les endroits où de l'eau de mer est disponible, il est évident que les quantités que l'on peut obtenir ne dépendent que des dimensions des orifices d'arrivée, des canalisations et des pompes. Elle est cependant, en général, utilisée pour un unique passage puis rejetée.

Les installations peuvent être progressivement obstruées par du tartre, des dépôts résultant de la corrosion, des sédiments et des croissances organiques. La principale matière de formation du tartre dans les installations de refroidissement est le carbonate de calcium formé par la décomposition du bicarbonate de calcium en carbonate de calcium, en gaz carbonique et en eau. La forme de corrosion la plus courante dans les récipients en métal ferreux est la corrosion par l'oxygène dissous provoquée par la teneur en oxygène de l'air dissous. L'emploi d'eaux troubles qui contiennent soit des sédiments grossiers soit de fins sus pensoides doit être évité dans la plupart des installations de refroidissement étant donné qu'elles posent des problèmes et forment des dépôts colmatants.Les bactéries du fer et du manganèse appelées "crénothrix" sont gênantes dans les eaux de refoidissement étant donné qu'elles forment des masses luxuriantes qui ralentissent les débits et obstruent les passages.

Les spécifications relatives aux eaux de refroidissement varient d'une manière importante, différentes catégories d'eaux étant nécessaires pour les diverses applications industrielles de sorte qu'on peut dire simplement que l'eau ne doit pas former des tartres thermiquement isolants ou autres dépôts colmatants organiques ou inorganiques et qu'elle ne doit pas être fortement corrosive dans les conditions particulières d'utilisation ou de ré-utilisation. Les catégories générales basées sur l'utilisation sont la marche sans recyclage et la marche avec recyclage.

Comme l'expression l'indique, dans le cas de la marche sans recyclage, l'eau de refroidissement doit être utilisée une seule fois puis rejetée.

Par conséquent, les traitements requis, quels qu'ils soient, sont bon marché et de tels procédés ne sont utilisables en pratique que lorsqu'on dispose d'une quantité d'eau nettement supérieure aux besoins. Le procédé le plus couramment utilisé est celui suivant lequel l'eau de refroidissement circule dans l'installation de refroidissement, est refroidie par passage dans une tour de refroidissement ou un bassin à ruissellement puis est recyclée.

Une tour de refroidissement est un dispositif fermé pour le refroidissement de l'eau par évaporation par contact avec l'air. Ce résultat est obtenu par un échange de chaleur latente résultant de l'évaporation d'une partie de l'eau en circulation et en partie par un transfert de chaleur sensible. De tels dispositifs peuvent être classés en bassins, tours atmosphériques et à cheminée et dispositifs à tirage mécanique ou forcé. Un bassin de refroidissement est le procédé le plus simple et le meilleur marché pour refroidir de l'eau. Il est constitué par un grand bassin dans lequel le refroidissement se produit par contact avec l'air à la surface; l'eau froide est prélevée à une extrémité du bassin et l'eau chaude est retournée à son autre extrémité.Une tour atmosphérique est une tour dans laquelle le déplacement de l'air à travers la tour n'est fonction que des conditions atmosphériques. Le vent souffle horizontalement et l'eau tombe verticalement par gravité et, par conséquent, le courant d'air est transversal au courant d'eau. Une tour à cheminée est une tour dans laquelle de l'air est aspiré par une haute cheminée située au-dessus du garnissage. Les tours ou réfrigérants à tirage forcé, par contre, sont des tours qui utilisent des ventilateurs pour déplacer l'air à travers la tour. De tels ventilateurs peuvent être placés dans l'ouverture d'admission d'air ou dans l'ouverture d'évacuation de l'air.

Quoi qu'il en soit, tous les types des dispositifs ci-dessus comprennent un réservoir ou bassin d'un type approprié quelconque qui est la partie, située au-dessous de la partie de refroidissement, qui est utilisée pour recueillir et retenir l'eau froide produite. Les eaux de refroidissement peuvent être traitées par les procédés de traitement à la chaux à froid, d'échange sodium-calcium,de traitement à la chaux à froid et d'échange sodium-calcium en deux étapes, de déminéralisation, de traitement à l'acide et de chloruration. La suppression de la turbidité peut être obtenue par filtration.

Dans le passé, il a été de pratique courante de clarifier les eaux des bassins des tours de refroidissement au moyen d'installations permanentes construites à côté de l'installation de refroidissement. Par exemple, il a été de pratique courante de construire un groupe de clarification à côté de la tour de refroidissement, ce groupe pouvant contenir des dispositifs de clarification volumineux et couteux, tels que des filtres à lits de sable, des filtres à charbon actif, des filtres à zéolite et des filtres neutralisants. Bien que de telles installations permanentes aient donné des résultats satisfaisants pour la claritication des eaux des bassins des tours de refroidissement, elles présentent, cependant, l'inconvénient que leur construction est onéreuse et qu'elles ne sont ni polyvalentes ni souples du fait qu'il s'agit d'installations de type permanent.Ainsi, les dépenses d'investissements initiales entra~- nées par l'emploi de telles installations sont énormes et ces installations ne peuvent pas être déplacées facilement d'un endroit à un autre de manière à desservir plusieurs installations.

Les inconvénients de la technique antérieure sont évités par la présente invention, et on décrira ci-après des modes de réalisation industriellement acceptables d'un épurateur conçu pour épurer l'eau des bassins des tours de refroidissement qui non seulement sont capables d'éliminer les matières solides et les sédiments del'eau d'un bassin de tour de refroidissement mais qui sont également pleinement capables de remplir d'autres tâches entièrement au-delà des capacités des dispositifs de la technique antérieure. Plus particulièrement, cependant, les modes de réalisation de la présente invention sont mobiles et sont capables de fonctionner avec un rendement bien plu#s élevé et à un coût de construction fortement réduit par rapport aux installations de la technique antérieure.

En résumé, la présente invention a pour objet un dispositif perfectionné pour séparer des matières solides de liquides et elle se rapporte plus particulièrement à un appareil épurateur mobile pour éliminer les matières solides et les matières particulaires de l'eau contenue dans le bassin d'une tour de refroidissement, cet appareil comprenant une remorque comportant un chassis servant à porter une plateforme et une série de roues qui permettent de remorquer la remorque d'un endroit à un autre, des moyens de pompage à moteur montés sur la plateforme et comportant un côté aspiration agencé de façon à pouvoir être mis en communication avec l'eau contaminée par des matières solides contenues dans le bassin d'une tour de refroidissement, un dispositif de filtration monté sur la plateforme et contenant intérieurement un milieu filtrant, un orifice d'entrée pour le liquide arrivant raccordé à l'orifice de sortie de la pompe et un orifice de sortie d'effluent en aval du milieu filtrant, le milieu filtrant étant construit et agencé de telle sorte qu'il retient les particules dont le diamètre est supérieur à 9,5 mm environ, une batterie de séparateurs à hydrocyclone disposée sur la plateforme et comportant une tubulure d'alimentation en communication avec l'orifice d'entrée de chaque hydrocyclone, une tubulure de sortie étant raccordée à l'orifice d'évacuation du trop-plein de chaque hydrocyclone, l'orifice de sortie de l'effluent du filtre étant raccordé à la tubulure d'alimentation et la tubulure de sortie retournant l'effluent clarifié au bassin de la tour de refroidissement, une cuve à sédiments solides montée sur la plateforme, le dispositif de filtration ayant un orifice d'évacuation des matières solides en communication avec ladite cuve, chacun des hydrocyclones comportant des moyens d'évacuation de l'écoulement de fond en communication avec ladite cuve,et des moyens à vis d'Archimède ayant un orifice d'entrée disposé à l'intérieur de la cuve et un orifice de sortie agencé de façon à décharger les matières solides à l'extérieur de la cuve pour enlever les boues et sédiments de la cuve.

L'invention se rapporte également à un procédé pour traiter une eau chargée de matières solides et elle se rapporte plus particulièrement à un procédé pour éliminer les matières particulaires solides de l'eau contenue dans un bassin de tour de refroidissement, ce procédé comprenant les étapes qui consistent à pomperl'eau chargée de matières solides du bassin d'une tour de refroidissement et à refouler cette eau à travers un dispositif de filtration contenant un milieu filtrant en métal déployé, à retenir les matières solides dont le diamètre est supérieur à 9,5 mm environ sur ce milieu, à envoyer l'effluent filtré dans une batterie de séparateurs à hydrocyclone dans lesquels est formé un écoulement de fond de matières solides et un écoulement de trop-plein d'effluent, à retourner l'effluent de trop-plein au bassin et décharger l'écoulement de fond de matières solides dans une cuve collectrice de sédiments et à mélanger les matières solides provenant du dispositif de filtrationavecles matières solides contenues dans la cuve et provenant des hydrocyclones.

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention, un milieu filtrant en métal déployé est utilisé dans le dispositif de filtration pour éliminer les grosses matières solides de l'eau provenant du bassin de la tour de refroidissement. Les matières solides recueillies par le dispositif de filtration et celles évacuées en tant qu'écoulement de fond de la batterie d'hydrocyclones sont mélangées dans une cuve à sédiments d'où elles sont évacuées par une vis d'Archimède. La vis d'Archimède peut être montée de manière permanente sur un dispositif support orientable de façon à pouvoir être abaissée en service lorsque le besoin s'en fait sentir ou bien la vis d'Archimède peut être agencée de façon à pouvoir être démontée lorsqu'elle n'est pas utilisée et rangée dans un râtelier à tubes ou à tuyaux monté sur le bâti de la remorque.

Dans un autre mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention, le dispositif de filtration est disposé au-dessus de la cuve à boue pour faciliter le déversement des matières solides du filtre dans la cuve. Il est prévu,dans le fond du dispositif de filtra tion,un-robinet de décharge qui permet de débarrasser les deux chambres du filtre des matières solides. La chambre située du côté du milieu filtrant en communication avec l'orifice d'entrée occupe les deux tiers du volume total du dispositif de filtration tandis que la chambre située du côté du milieu filtrant en communication avec l'orifice de sortie occupe le tiers restant du volume total du dispositif de filtration.

Dans encore un autre mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention, un moteur diesel refroidi par air actionne la pompe de la présente invention et cette pompe est choisie de manière à avoir la capacité de pomperdel 515 à 3 785 1/mon environ sous une pression de 23 m d'eau environ (2,24 bars environ). La pompe est, de préférence, une pompe centrifuge à matières solides à amorçage par le vide automatique entrainée,par exemple,par un moteur diesel refroidi par air "Lister HR-2". Des orifices d'aspiration et refoulement ayant un diamètre de 10 à 15 cm environ se sont avérés être particulièrement préférables dans les modes de réalisation décrits ici de la présente invention.

Par conséquent, l'un des buts et l'une des caractéristiques de la présente invention sont de réaliser un dispositif capable de traiter l'eau d'un bassin de tour de refroidissement afin de diminuer l'accumulation de matières solides et de sédiments qui y est contenue et accroître ainsi le rendement de la tour de refroidissement.

Un autre but et une autre caractéristique de la présente invention sont de réaliser un épurateur d'eau de bassin de tour de refroidissement mobile qui peut être facilement déplacé d'un endroit à un autre et qui peut être branche dans l'installation de la tour pour recycler l'eau chimiquement traitée après l'avoir débarrassée des matières solides et pour éviter ainsi la nécessité d'avoir à jeter un liquide de tour de refroidissement chimiquement traité par ailleurs précieux.

Encore un autre but et une autre caractéristique de la présente invention sontde réaliser un dispositif d'élimination des matières solides de l'eau de bassins de tours de refroidissement contaminée par des sédiments, dispositif qui sert à éliminer les matières solides et à retourner l'effluent au bassin pendant le fonctionnement de la tour de refroidissement et qui évite ainsi la coûteuse nécessité de périodes d'immobilisation qui résultent de l'arrêt de la tour ou de l'équipement qui utilise l'eau de la tour.

La présente invention a également comme but et caractéristique de réaliser des procédés et appareils pour réduire le volume des produits de contamination contenus dans l'eau de bassins de tours de refroidissement, ce qui réduit le volume d'eau contaminée qui doit être jeté sous la surveillance des autorités administratives.

Ces buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement, ainsi que d'autres, de la description dét & l- lée qui va suivre et se réfère aux dessins annexés dans lesquels:
la Fig. 1 est une représentation fonctionnelle qui montre séquentiellement les diverses étapes exécutées suivant le procédé et par l'appareil de la présente invention;
la Fig. 2 est une vue qui représente une batterie de séparateurs à hydrocyclone utilisée dans l'appareil et le procédé de la présente invention;
la Fig. 3 est une vue qui représente, avec coupe partielle, le dispositif de filtration utilisé dans l'appareil de la présente invention;;
la Fig. 4 est une vue qui représente un unique séparateur à hydrocyclone de la batterie de la Fig. 1 et qui montre de manière plus ou moins précise les détails de construction du dispositif séparateur;
la Fig. 5 est une vue qui représente un mode de réalisation d'un ensemble de remorque qui comporte l'installation de séparation de la présente invention;
la Fig. 6 est une vue qui représente une partie de l'ensemble de remorque de la Fig. 5 qui comporte la batterie d'hydrocyclones;
la Fig. 7 est une vue qui représente un autre mode de réalisation d'un ensemble de remorque qui comporte les divers éléments de l'installation de traitement de la présente invention; et
la Fig. 8 est une vue qui représente une partie de l'appareil de la Fig. 7 et qui montre plus particulièrement le robinet de vidange du filtre et la cuve à sédiments.

Sur la Fig. 1 on a représenté une vue d'ensemble du procédé et de l'installation de la présente invention, sous une forme fonctionnelle pour faciliter la compréhension de la présente invention. Plus particulièrement, on a représenté un bassin 10 d'une tour de refroidissement dans lequel est recueillie de l'eau qui a été, par ailleurs, refroidie avec les matières particulaires solides entraînées dans cette eau. On a trouvé que ce bassin 10 contient en plus des fins sédiments tels que des impuretés, de la poussière, de la boue et du sable, d'autres objets solides plus gros, tels que des boulons, des écrous, des pierres, des roches, des outils,tels que des clés,et des animaux qui y sont tombés, par exemple, des cadavres de pigeons.Toute accumulation de matières solides à un degré tant soi peu important réduit le rendement de la tour de refroidissement et, par conséquent, on utilise une pompe 11 pour soutirer des matières contenues dans le bassin 10 et pour refouler ces matières, telles que de l'eau et des matières solides, dans un appareil de traitement dans lequel de telles matières solides indésirables doivent être séparées et enlevées, l'effluent clarifié étant ensuite retourné au bassin 10.

La pompe 11 est une pompe centrifuge à matières solides à amorçage par le vide automatique et elle est raccordée par un accouplement serré à un moteur diesel refroidi par air "Lister HR-2" ou "Lister ST-2". Lorsqu'on utilise des conduites d'aspiration et de refoulement de 10 cm de diamètre environ, la pompe peut traiter des matières solides ayant un diamètre maximal de 6,35 cm. Il est préférable de faire fonctionner la pompe 11 à un débit de 1 515 1/mon et sous une pression de 23 m d'eau environ (2,24 bars environ). On peut également utiliser un type de pompe plus puissant, si désiré, tel que la pompe ci-dessus décrite mais qui est alors entraînée par un moteur diesel refroidi par air "Lister HR-3" et qui comporte des conduites d'aspiration et de refoulement de 15 cm environ de diamètre.Dans ce cas, la pompe peut traiter des corps solides qui peuvent atteindre jusqu'à 7,6 cm environ de diamètre et elle est actionnée de façon à déplacer 3 785 1/mon sous une pression de 23 m d'eau environ (2,24 bars environ). Il est évident que d'autres appareils de pompage ayant des caractéristiques techniques différentes de celles cidessus décrites se présenteront à l'esprit des spécialistes et que de tels appareils peuvent être utilisés ici en tant qu'appareils équivalents bien que les détails ci-dessus énoncés soient ceux des modes de réalisation préférés de la présente invention.

Quoi qu'il en soit, la pompe 11 refoule la matière pompée dans le bassin 10 dans un dispositif de filtration 12 qui, comme représenté sur la Fig. 3, comprend une grande cuve 13 ayant un orifice d'entrée d'alimentation 14 raccordé à la sortie de la pompe 11 et un orifice de sortie de l'effluent clarifié 15 pour distribuer le liquide contenant de fines matières solides à un autre dispositif de clarification. Un robinet de décharge 16 est monté dans le fond de la cuve 13 du filtre et sert à évacuer les matières solides hors de l'intérieur de la cuve 13. Un milieu filtrant 17 s'étend en travers de la cuve 13 entre l'orifice d'entrée 14 et l'orifice de sortie 15 et fonctionne pour piéger les grosses matières solides du côté de la cuve adjacent à l'orifice d'entrée 14.

Le milieu filtrant préféré 17 formé d'un métal déployé ayant une ouverture de maille de 1,27 cm, milieu qui,en pratique,élimine les matières solides dont le diamètre est supérieur à 9,5 mm tout en permettant aux particules d'un diamètre inférieur à 9,5 mm de traverser le tamis 17 et de sortir du filtre par l'orifice de sortie 15. On doit noter que,bien que l'on ait mentionné ici l'emploi de métal déployé, on peut également utiliser d'autres milieux filtrants équivalents, tels que des tamis en toile métallique. On a trouvé qu'un tamis en métal déployé pour services sévères était extrêmement satisfaisant étant donné qu'il est plus résistant que les tamis en toile métallique équivalents et qu'il est davantage capable de résister aux forces exercées sur lui par les objets qui frappent le milieu filtrant.

Le milieu filtrant 17 en métal déployé est placé dans la cuve 13 de façon à former une chambre 18 d'arrivée du fluide et une chambre 19 à effluent, la chambre 18 ayant des dimensions doubles de celles de la chambre 19. En d'autres termes, la chambre 18 occupe un volume double de celui de la chambre 19 et, pour cette raison, une quantité importante d'objets solides s'accumule dans la chambre 18 du fait de l'action de criblage du filtre et la chambre 18 plus grande fournit un espace pour contenir de tels objets solides à mesure qu'ils s'accumulent. Le robinet de décharge 16 est positionné de façon à communiquer avec les deux chambres 18 et 19 et, par conséquent, on peut débarrasser le filtre 12 des matières solides en ouvrant le robinet 16,ce qui évacue les matières solides hors de chacune des chambres 18 et 19. Le robinet 16 préféré est un robinet-vanne d'un diamètre de 30,5 cm environ.

L'effluent sortant du filtre 12,contenant des matières particulaires contaminées plus petites,est envoyé par une conduite d'alimentation 15, comme représenté sur la Fig. 1, dans une batterie 20 de séparateurs à hydrocyclone qui sont montés dans une disposition en parallèle. Les matières solides de petites dimensions sont évacuées de la batterie 20 d'hydrocyclones par des conduits 21A-21C et l'effluent clarifié est retourné au bassin 10 par une conduite d'alimentation 22.

L'élément de base d'un séparateur centrifuge est l'ensemble de forme conique dans lequel les matières solides en suspension dans un fluide ou une boue en sont séparées par la force centrifuge qui résulte de la rotation du fluide dans le cône sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une quelconque pièce mobile. Le fluide est introduit dans le cône par un orifice d'entrée tangentiel qui lui communique un mouvement de rotation, lequel engendre la force centrifuge. Cette force sépare le fluide en couches coniques dont la plus lourde se déplace le long de la paroi du cône et tombe par gravité dans un orifice de sortie de l'écoulement de fond. Les fluides clarifiés, débarrassés des matières solides flottent vers l'intérieur jusqu'à un tourbillon qui se trouve situé au centre du cône et s'échappent par un orifice de sortie du trop-plein.

Les passages d'entrée et de trop-plein ont des dimensions fixes pour un cône donné mais les commandes de l'écoulement de fond peuvent être ré- glées pour modifier l'action de séparation.

Les forces élevées de séparation centrifuge dans un hydrocyclone sont créées par l'introduction tangentielle du courant d'alimentation sous une charge de pression constante telle que celle produite par une pompe d'alimentation centrifuge. Un hydrocyclone de conception bien équilibrée peut être réglé de telle sorte que le liquide propre se déplace en spirale vers le sommet du cône puis inverse sa direction axiale et se déplace en spirale jusqu'à orifice de trop-plein sans perte de liquide par l'orifice d'écoulement de fond.

Si des matières solides sont présentes, elles se déposent sur la paroi extérieure dans le courant qui se déplace en spirale vers le bas et elles sont déchargées par l'orifice d'écoulement de fond,par inertie, lorsque le courant liquide change de direction. Les matières solides extraites entraînent avec elles le liquide libre présent sur leurs surfaces. Si l'ouverture d'écoulement de fond est suffisamment grande pour évacuer toutes les matières solides qui sont séparées pour former l'écoulementde fond, un cyclone équilibré fonctionne en produisant une "décharge pulvérisée". Si les matières solides d'alimentation qui sont séparées pour former l'écoulement de fond ne peuvent pas passer par l'orifice d'écoulement de fond,les matières solides évacuées forment une décharge "en corde" ou en "saucisse", indiquant une surcharge de matières solides.

Quoi qu'il en soit, la batterie 20 d'hydrocyclones a été représentée d'une manière plus détaillée sur la Fig. 2, la construction spéci- fique d'une unique hydrocyclone de la batterie ayant été représenté sur la Fig. 4. Cependant, sur la Fig. 2, on peut voir qu'une série d'hydrocyclones individuels 23 sont montés sur un patin 24, la batterie compre nant, en outre, une tubulure d'alimentation 25, une tubulure 26 de sortie d'effluent clarifié et une goulotte 27 de décharge des matières solides.

L'orifice 28 d'entrée d'alimentation de chaque hydrocyclone est raccordé à la tubulure d'alimentation 25 de sorte que tous les hydrocyclones 23 fonctionnent en parallèle. L'orifice 29 de sortie du trop-plein de chaque hydrocyclone est raccordé à la tubulure de sortie 26 afin de retourner le liquide clarifié au bassin 10 par la conduite de recyclage 22. Chaque hydrocyclone comporte un orifice 30 de décharge de l'écoulement de fond pour les matières solides et chacun de ces orifices de décharge 30 est dirigé vers la gouttière 27 qui sert à recueillir toutes les matières solides déchargées dont le diamètre est inférieur à 9,5 mm et qui les envoie dans un tuyau 31 qui les déverse dans une cuve ou bac 32 avec les matières solides 16 provenant du dispositif de filtration 12.

On a représenté de manière plus détaillée sur la Fig. 4 l'un quelconque des hydrocyclones et on peut voir qu'il comporte un orifice d'entrée 28 qui est orienté tangentiellement par rapport à la chambre d'alimentation 33. La chambre d'alimentation 33 comporte une sonde tubulaire pénétrant dans le tourbillon (non représentée)qui communique avecl'ori- fice 29 de sortie du trop-plein pour décharger le fluide clarifié du cône 34. Il est considéré préférable de construire la partie supérieure de l'hydrocyclone 23 qui comporte l'orifice d'entrée 28, l'orifice de sortie 29 et la chambre 33 en polyuréthane tandis que le cône 34 et l'orifice de décharge 30 sont en aluminium.Le cône 34 peut comporter une chemise en uréthane, en polyuréthane, en caoutchouc "Hycar", en caoutchouc Buna N ou en caoutchouc nitrile, pour améliorer sa résistance à l'abrasion. La partie supérieure 33 est fixée au cône 34 par un accouplement 35 à enclenchement brusque à démontage rapide, en acier inoxydable, ce qui permet de poser une chemise neuve dans le cône 34 simplement en ouvrant l'accouplement 35 à la main et en mettant la chemise en place.

Un ensemble type, tel que celui représenté sur la Fig. 2, a une longueur comprise entre 157,5 cm et 297,2 cm, une largeur comprise entre 76,2 cm et 101,6 cm, une hauteur comprise entre 132,1 cm et 167,7 cm, un poids compris entre 295,3 kg et 1304 kg, des tubulures dont le diamètre extérieur est compris entre 10,16 cm et 20,32 cm et des débits d'alimentation sous une pression de 23 m d'eau environ (2,24 bars environ) compris entre 757 et 4543 litres à la minute.Le dispositif utilisé de préférence dans la présente invention, cependant, est le modèle NO T8-4 vendu sous la marque "Economaster" par la société"Picenco International" et dans lequel le dispositif tel que représenté sur la Fig. 2 présente les caractéristiques techniques suivantes:
Modèle n0 T8-4
Longueur 157,5 cm
Largeur 101,6 cm
Hauteur 134,6 cm
Débit d'alimentation 1514 1/mon
Poids 533 kg
Diamètre extérieur des tubulures 16,8 cm
Sur la Fig. 1 à laquelle on se référera à nouveau, on peut voir que les matières solides sont déversées par les conduites 16 et 31 dans la cuve 32 à boue, cuve dans laquelle est montée une vis d'Archimède 36 qui comporte une extrémité d'alimentation 37 et une extrémité de décharge 38, cette vis étant utilisée pour transporter les matières solides de la cuve 32 jusqu a un camion de vidange (non représenté) en vue de leur transport jusqu'à une décharge. Des orifices de vidange 39 et 40 peuvent être prévus dans le fond de la cuve pour permettre de curer et nettoyer la cuve 32 de temps à autre. Dans les cas où une boue liquide est recueillie dans la cuve 32, on peut utiliser une pompe 41 pour évacuer la matière de la cuve 32.La vis d'Archimède 36 est,de préférence, une vis transporteuse de grain classique ayant un-diamètre de 15,25 cm et elle est entra5~ née par un moteur diesel.

Sur la Fig. 5 à laquelle on se référera maintenant, on a représenté un mode de réalisation de la présente invention dans lequel tous les éléments qui ont été représentés d'une manière générale sur les Fig. 1 à 4 ont été assemblés pour former une installation mobile qui peut être remorquée d'un endroit à un autre. Plus précisément, on a représenté sur la
Fig. 5 une remorque qui comporte un chassis 50 porté par des roues 51 et portant la cuve 32 à son extrémité arrière. Un attelage 52 en col de cygne est prévu à l'extrémité avant du châssis 50 pour permettre son attelage à un camion, par exemple. Plusieurs pieds d'arc-boutement 53 sont montés sur le châssis 50 de sorte que la remorque peut être soulevée lorsque l'installation est en service afin d'alléger la charge des roues 51. Un ratelier 54 à -tubes s'étend sur le dessus de la remorque et sert à ranger les tubes et tuyaux qui sont nécessaires pendant l'emploi de l'appareil.

Une échelle 55 permet d'avoir accès au ratelier 54 pour y ranger ou pour en retirer des longueurs de tube ou de tuyau.

Sur la Fig. 5 à laquelle on continuera de se référer, on peut voir le filtre 12 disposé vers l'extrémité avant de la remorque et placé entre une boîte 56 à outils et un moteur diesel 57 qui entraîne la pompe 11.

Un pied rotatif et inclinable 58 s'étend vers le haut à partir de la cuve 32 et comporte un support 59 auquel est fixée la vis d'Archimède 36.

On doit noter que la vis d'Archimède 36 a été représentée sur la Fig. 5 dans sa position rangée mais, pour- la mettre en service, on la fait pivoter autour du pied 58 et on l'incline au moyen du support 59 de façon à placer son extrémité d'alimentation dans la cuve 32 dans le but d'en évacuer la boue de matières solides que cette cuve contient. Sur la Fig. 5, on peut voir le moteur électrique 60 utilisé pour entraîner la vis d'Archimède 36 ainsi que le dispositif de protection 61 de l'extrémité d'alimentation de la vis.

La batterie 20 de séparateurs à hydrocyclone représentée sur la Fig.

5 a été représentée de manière plus détaillée sur la Fig. 6 sur laquelle on peut voir la conduite d'alimentation 15 raccordée à la tubulure 25. La tubulure de sortie 26 retourne l'effluent au bassin 10 de la tour de refroidissement et la gouttière 27 à matières solides recueille la décharge de l'écoulement de fond de chaque séparateur 23 à hydrocyclone de sorte que le tuyau 31 déverse ces matières solides recueillies dans la cuve 32.

Pour le cas où la gouttière 27 s'obstruerait au niveau du tuyau 31, il est prévu une conduite de trop-plein 62 qui est raccordée à la gouttière 27 et retourne les matières contenues dans la gouttière à la cuve 32. On doit noter, en considérant la Fig. 6, que quatre hydrocyclones 23 sont visibles d'un côté de la tubulure 25, tandis que quatre autres sont disposés du côté opposé de la tubulure 25, la batterie 20 contenant ainsi huit séparateurs, tous montés en parallèle. Bien que l'emploi de huit séparateurs à hydrocyclone soit préféré, on pourrait utiliser tout nombre désiré de tels dispositifs en parallèle, par exemple de quatre à vingtquatre séparateurs.

Sur les Fig. 7 et 8 auxquelles on se référera maintenant, on a représenté un autre mode de réalisation de l'invention qui est pratique ment identique à celui que l'on vient de décrire en se référant à la Fig.

5. Dans la variante des Fig. 7 et 8, cependant, le dispositif de filtration 12 est positionné de façon à décharger les matières solides,par l'intermédiaire du robinet 16, directement dans la cuve 32 et, par conséquent, le filtre 12 est muni de pieds de façon à être surélevé au-dessus de la cuve 32 pour permettre la décharge du robinet 16 dans la cuve 32 chaque fois que l'on ouvre le robinet 16 au moyen du volant 64. Sur la Fig. 8, on peut voir la vis d'Archimède dans sa position de fonctionnement sur un pied 67, l'extrémité d'alimentation étant recouverte d'un organe de protection 61 et disposée adjacente à la paroi 65 de la cuve 32. En dehors de celâ,le fonctionnement des appareils des Fig. 5, 7 et 8 est le même.

En service, après que la remorque a été arrêtée à côté du bassin 10, on plonge dans le bassin un tuyau souple 66 partant de la pompe 11.

On soulève la remorque au moyen des pieds d'arc-boutement 53 des façon qu'elle repose sur eux afin de soulager les roues 51 du poids de la remorque. Lorsque le tuyau 66 est en place, on met en marche le moteur 57 pour entraîner la pompe Il et les matières sont aspirées du bassin 10 et refoulées dans le filtre. 12. Les matières dont le diamètre est supérieur à 9,5 mm sont retenues par le tamis 17 et périodiquement évacuées par le robinet 16 dans la cuve 32 à boue pour en être ensuite évacuées par la vis d'Archimède 36.L'effluent du filtre 12 est envoyé par la conduite 15 dans la tubulure 25 de la batterie 20 d'hydrocyclonesoù une plus fine séparation est effectuée et d'où un liquide pratiquement complètement débarrassé des matières solides est retourné au bassin 10 par la conduite 32, par l'intermédiaire de la tubulure de sortie 26. Les matières solides indésirées sont déchargées par chaque orifice 30 de décharge de l'écoulement de fond dans la goulotte 27 et envoyées dans le tuyau 31 de façon à se déverser dans la cuve 32. On vide périodiquement la boue de la cuve 32 au moyen de la vis d'Archimède 36 et, à la fin du cycle, on peut nettoyer la cuve en utilisant les orifices de vidange 39 et 40 et la pompe 41.Après que le bassin 10 a été convenablement nettoyé, on arrête le moteur 57 et on retire le tuyau 66 du bassin 10 et on le range dans le ratelier 54. On redescend alors la remorque sur les roues 51 et elle est prête alors à être remorquée jusqu'au bassin suivant pour y effectuer une autre opération d'épuration de la manière décrite,dans l'ensemble,ci-dessus.

L'appareil de l'invention ci-dessus décrite présente de nombreux avantages. Par exemple, dans une tour de refroidissement à cinq cellules typique,le bassin à eau peut avoir une longueur de 45 m environ, une largeur de 20 m environ et une profondeur de l'ordre de 1 à 4 m. Des dépenses financières importantes doivent être engagées pour traiter chimiquement cette eau et, par conséquent, avec le dispositif mobile de la présente invention, l'eau peut être clarifiée et retournée au bassin, ce qui évite les frais d'évacuation de l'eau usée du bassin et de l'addition d'eau fraiche et les frais supplémentaires d'un nouveau traitement chimique de l'eau. Ainsi, avec le dispositif de la présente invention, l'eau usée des bassins des tours de refroidissement peut être clarifiée et recyclée en tant que liquide neuf du bassin, ce liquide contenant les produits chimiques de traitement.Le dispositif décrit évite également les périodes d'immobilisation des installations de l'usine étant donné qu'il permet de clarifier l'eau du bassin pendant que la tour de refroidissement est en fonctionnement et qu'il ne nécessite pas que la tour de refroidissement ou les installations de l'usine qui utilisent l'eau de cette tour soient arrêtées. Ainsi, l'eau du bassin peut être envoyée dans l'appareil de la présente invention pendant que les installations de l'usine et la tour de refroidissement sont en marche et continuent de fonctionner.En outre, l'eau usée du bassin de la tour de refroidissement que l'on devait antérieurement transporter par camion et déverser dans une décharge agrée par les autorités administratives peut être régénérée dans l'appareil de la présente invention et retournée au bassin en vue d'être ré-utilisée de sorte qu'on économise les taxes au mètre cube qui devaient être réglées conformément aux réglements de la décharge.

Bien que la description qui précède ait été effectuée par référence à la clarification de l'eau des bassins des tours de refroidissement, il est bien entendu que le présent appareil est utilisable d'une manière générale dans le domaine de la séparation des matières solides des liquides et de la clarification. Il est d'un emploi particulièrement avantageux par exemple dans l'industrie chimique pour extraire les matières solides des bassins de décantation, par exemple, les résidus de coke de l'eau contenue dans des réservoirs ou des étangs. Le dispositif est également utilisable dans les aciéries pour éliminer la poussière d'acier contenue dans l'eau des stations élévatrices, des cuves de décantation et des tours de refroidisseme#nt. Dans une application spécifique et particulière, par exemple, on a séparé le soufre solide d'une solution de sel STRETFORD en utilisant l'appareil de la présente invention.

Il apparaitra clairement à la lecture de la description qui précède que l'on peut apporter de nombreux autres changements et modifications aux structures et procédés décrits ici sans s'écarter sensiblement du concept essentiel de la présente invention. Par conséquent, il doit être bien compris que les modes de réalisation décrits ici et représentés sur les dessins annexés n'ont été donnés qu'à titre d'exemple et ne doivent pas être interprêtés comme limitant la portée de l'invention.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1 - Un appareil épurateur mobile pour éliminer les matières solides et les matières particulaires de l'eau contenue dans le bassin (10) d'une tour de refroidissement, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend: une remorque comportant un châssis (50) servant à porter une plateforme et une série de roues (51) qui permettent de remorquer la remorque d'un endroit à un autre#; des moyens de pompage (11) à moteur (57) montés sur la plateforme et comportant un côté -aspiration agencé de fason à pouvoir être mis en communication avec l'eau c#hargée de matières solides contenue dans le bassin (10) d'une tour de refroidissement, un dispositif de filtration (12) monté sur la plateforme et contenant inté rieurement un milieu filtrant (17), un orifice d'entrée pour le liquide arrivant raccordé à l'orifice de sortie de la pompe et un orifice de sortie d'effluent en aval du milieu filtrant, le milieu filtrant étant construit et agencé de telle sorte qu'il retient les particules dont le diamètre est supérieur à 9,5 mm environ; une batterie (20)de séparateurs (23) à hydrocyclone disposée sur la plateforme et comportant une tubulure d'alimentation (25) en communication avec l'orifice d'entrée de chaque hydrocyclone, une tubulure de sortie (26) étant raccordée à l'orifice d'évacuation du trop-plein de chaque hydrocyclone, l'orifice de sortie de l'effluent du filtre étant raccordé à la tubulure d'alimentation et la tubulure de sortie retournant l'effluent clarifié au bassin de la tourde refroidissement, une cuve(32) à sédiments solides montée sur la plateforme, le dispositif de filtration ayant un orifice d'évacuation des matières solides en communicationavecladite cuve, chacun des hydrocyclones comportant des moyens d'évacuation de l'écoulement de fond-en com munication avec ladite cuve; et des moyens à vis d'Archimède (36) ayant un orifice d'entrée disposé à l'intérieur de la cuve et un orifice de sortie agencé de façon à décharger les matières solides à l'extérieur de la cuve.

2 - Appareil épurateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu filtrant est constitué par une feuille (17) de métal déployé pour services sévères.

3 - Appareil épurateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens supports orientables (58, 59; 67) montés dans la cuve (32) et sur lesquels sont montés les moyens (36) à vis d'Archimède, les moyens supports étant agencés de façon à permettre de mettre l'orifice d'entrée des moyens à vis d'Archimède en communi-cation et hors de communication avec les matières solides contenues dans la cuve (32).

4 - Appareil épurateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une goulotte (27) de décharge en communication avec chacun des moyens (30) de décharge de l'écoulement de fond des hydrocyclones (23) et en ce que la goulotte comporte des moyens de sortie séparés (31) raccordés de manière à déverser les matières solides dans la cuve (32).

5 - Appareil épurateur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un conduit (62) de sortie de trop-plein de liquide a une extrémité raccordée à la partie supérieure de la goulotte (27) et son autre extrémité disposée de façon à déverser le liquide de trop-plein dans la cuve (32).

6 - Appareil épurateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de filtration (12) est muni d'une porte d'accès pour permettre d'évacuer dudit dispositif de filtration les matières solides retenues par le milieu filtrant (17).

7 - Appareil épurateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de filtration (12) est disposé et porté au-dessus de la cuve (32), ce dispositif comportant un robinet (16) raccordé à son fond et agencé de manière à permettre de décharger les matières solides accumulées dans le dispositif dans la cuve (32).

8 - Appareil épurateur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un ratelier (54) à tuyaux fixé au châssis précité (50) et agencé de manière à pouvoir recevoir et porter des éléments au-dessus du filtre (12) et des hydrocyclones (23), les moyens (36) à vis d'Archimède étant conçus de façon à pouvoir être démontés et rangés dans le ratelier lorsqu'ils ne sont pas en service.

9 - Appareil épurateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de pompage (11) sont actionnés par un moteur diesel (57) refroidi par air et en ce qu'ils ont une capacité comprise entre 1515 et 3785 1/mon environ sous une pression de 23 m d'eau environ (environ 2s24 bars).

10 - Appareil épurateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la remorque comporte un attelage (52)en col de cygne conçu pour être attelée à une machine motrice et en ce qu'elle comporte plusieurs organes d'arc-boutement (53) au moyen desquels la remorque peut être soulevée lorsque l'appareil est en service de façon å soulager les roues (51) du poids porté par le châssis (50).

11 - Appareil épurateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le milieu filtrant (17) est monté dans le dispositif de filtration (12) de façon à diviser le volume du dispositif de filtration en une partie (18) qui occupe les deux tiers du volume et est en communication avec l'orifice d'entrée et une autre partie (19) qui occupe le tiers du volume et est en communication avec l'orifice de sortie de l'effluent, le robinet (16) communiquant avec les deux parties de telle sorte que les matières solides qui s'accumulent de part et d'autre du milieu filtrant (17) peuvent être déchargées par le robinet dans la cuve (32) à sédiments.

12 - Appareil épurateur selon la revendication li, caractérisé en ce qu'un compartiment de rangement (56) servant à contenir des outils, des fournitures et des pièces de rechange et accessoires est monté sur la plateforme entre le dispositif de filtration (12) et la cuve (32) à matières solides.

13 - Un procédé pour éliminer les matières particulaires solides de l'eau contenue dans un bassin de tour de refroidissement, ce procédé étant ca caractérisé en ce qu'il consiste à pomper l'eau chargée de matières solides du bassin (10) d'une tour de refroidissement et à refouler cette eau à travers un dispositif de filtration (12) contenant un milieu filtrant (17) en métal déployé, à retenir les matières solides dont le diamètre est supérieur à 9,5 mm environ sur ce milieu, à envoyer l'effluent filtré dans une batterie (20) de séparateurs (23) à hydrocyclone dans lesquels est formé un écoulement de fond de matières solides et un écoulement de trop-plein d'effluent, à retourner l'effluent de trop-plein au bassin, à décharger l'écoulement de fond de matières solides dans une cuve (32) collectrice de sédiments et à mélanger les matières solides provenant du dispositif de filtration avec les matières solides contenues dans la cuve et provenant des hydrocyclones.