FR2565578A1 - PROCESS AND PLANT FOR TREATING WATER USING A FLAKE CLOUD BY THICKENING AND INCREASING FLOAT DIMENSIONS IN WATER CYLINDERS - Google Patents
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Abstract
A.PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT DE L'EAU A L'AIDE D'UN NUAGE DE FLOCONS PAR EPAISSISSEMENT ET AUGMENTATION DES DIMENSIONS DES FLOCONS DANS DES CYLINDRES D'EAU. C.PROCEDE CARACTERISE EN CE QUE LE VOLUME POUR LE NUAGE DE FLOCONS EST SEPARE EN SECTIONS PARTIELLES PAR UN SYSTEME DE CLOISONS VERTICALES IMMERGEES 6, LA LARGEUR ALLANT DE 0,1 JUSQU'A 0,4M ET LA LONGUEUR ETANT EGALE A LA LARGEUR X 4...20, ET EN CROISSANT ET EN FAISANT DEBORDER LE NUAGE PAR-DESSUS UNE ARETE DE DEBORDEMENT 8 POUR LA BOUE DE 0,05 JUSQU'A 0,30M. L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UNE INSTALLATION DE TRAITEMENT DE L'EAU A L'AIDE D'UN NUAGE DE FLOCONS PAR EPAISSISSEMENT ET AUGMENTATION DES DIMENSIONS DES FLOCONS DANS DES CYLINDRES D'EAU.A.PROCESS AND INSTALLATION OF WATER TREATMENT USING A CLOUD OF FLAKES BY THICKENING AND INCREASING DIMENSIONS OF FLAKES IN WATER CYLINDERS. C. PROCESS CHARACTERIZED IN THAT THE VOLUME FOR THE CLOUD OF FLAKES IS SEPARATED INTO PARTIAL SECTIONS BY A SYSTEM OF SUBMERSIBLE VERTICAL PARTITIONS 6, THE WIDTH RANGING FROM 0.1 TO 0.4M AND THE LENGTH EQUAL TO THE WIDTH X 4 ... 20, AND INCREASING AND OVERFLOWING THE CLOUD OVER AN OVERFLOW AREA 8 FOR MUD FROM 0.05 TO 0.30M. The invention relates to a method and a plant for treating water using a cloud of flakes by thickening and increasing the dimensions of flakes in water cylinders.
Description
Procédé et installation de traitement de l'eau à l'aide d'un nuage deMethod and installation for treating water with a cloud of
flocons par épaississement et augmentation flakes by thickening and increase
des dimensions des flocons dans des cylindres d'eau. dimensions of the flakes in water cylinders.
La présente invention concerne un procédé et une installation de floculation et de séparation The present invention relates to a method and a flocculation and separation plant
des flocons sous la forme d'un nuage de flocons. flakes in the form of a cloud of flakes.
Dans les appareils de traitement d'eau à l'aide d'un nuage de flocons, pour augmenter le rende- ment on a prévu des parois inclinées dans le volume du nuage de flocons, en position immergée, divisant ce volume en des parties de volume. Les parois inclinées supérieures des sections ainsi réalisées comportent des déflecteurs et les parois inférieures sont lisses. Les déflecteurs facilitent la floculation. Les flocons produits tombent sur la paroi inférieure et glissent le long de In the apparatus for treating water with a cloud of flakes, in order to increase the yield, walls inclined in the volume of the cloud of flakes in the immersed position have been provided, dividing this volume into parts of volume. The upper inclined walls of the sections thus formed comprise baffles and the lower walls are smooth. The baffles facilitate flocculation. The flakes produced fall on the bottom wall and slide along
celle-ci dans la direction posée à celle de l'écoulement. this one in the direction posed to that of the flow.
Dès que les flocons atteignent le bord inférieur de la As soon as the flakes reach the lower edge of the
paroi, ils sont extraits par le flot montant du liquide. wall, they are extracted by the rising flow of the liquid.
Un effet de clarification est plus efficace par la répéti- Clarification effect is more effective by repetition
tion périodique du changement de passage. Dans ce montage, periodic change of passage. In this montage,
on réalise une charge de surface des éléments de clarifi- a surface charge of the clarifying elements is
cation qui va de 15 Jusqu'à 20 m.h1. cation ranging from 15 up to 20 m.h1.
Les installations connues actuellement présentent les inconvénients suivants: l'intégration des parois inclinées dans un réservoir rectangulaire à parois verticales augmente les surfaces non utilisées. Les volumes partiels sont utilisées seulement en partie pour la remontée Current known installations have the following drawbacks: the integration of the inclined walls in a rectangular tank with vertical walls increases the unused surfaces. Partial volumes are used only partly for the ascent
puisque dans le volume au niveau de la paroi inclinée infé- since in the volume at the level of the inclined wall inferred
rieures, il y a les dépôts de boue. Les déflecteurs se trouvent seulement d'un côté si bien qu'ils ne peuvent there are mud deposits. The baffles are only on one side so they can not
agir sur tout le volume de la suspension. act on the entire volume of the suspension.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et concerne à cet effet un procédé caractérisé en ce qu'on épaissit et on augmente la dimension des flocons en faisant tourner des cylindres d'eau suivant un écoulement non turbulent, dans des volumes concaves entre l'écoulement principal de liquide qui est forcé d'effectuer un mouvement de montée sinusoïdal engendré par transmission d'une quantité de mouvement à l'écoulement principal par des parois ou des bandes de forme ondulée prévues sur les parois The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the known solutions and to this end concerns a method characterized in that the size of the flocks is thickened and increased by rotating water cylinders in a non-turbulent flow, in concave volumes between the main flow of liquid which is forced to perform a sinusoidal rise movement generated by transmitting a momentum to the main flow by undulating walls or bands provided on the walls
planes limitant le nuage de flocons. planes limiting the cloud of flakes.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on épaissit et on augmente la dimension des flocons dans au moins deux cylindres d'eau prévus l'un au-dessus de l'autre, et au maximum dans quinze cylindres, According to another characteristic of the invention, the size of the flakes is thickened and increased in at least two water cylinders provided one above the other, and at most in fifteen cylinders,
le gradient restant constant ou diminuant dans la direc- the gradient remaining constant or decreasing in the direction
tion de l'écoulement dans la plage de G = 200 Jusqu'à s Suivant une autre caractéristique de flow in the range of G = 200 up to s According to another characteristic of
l'invention, on effectue l'épaississement et l'augmenta- the invention, the thickening and the
tion de la dimension des flocons en rendant la liaison entre les flocons plus forte par addition d'un agent de coagulation auxiliaire et/ou en changeant de façon répétée périodiquement, les forces hydro-dynamiques dans le liquide à une fréquence de l'ordre de n = 0,01 Jusqu'à floc size by making the bond between the flakes stronger by adding an auxiliary coagulating agent and / or by changing periodically periodically, the hydro-dynamic forces in the liquid at a frequency of the order of n = 0.01 Up
0,1 Hz.0.1 Hz.
L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, cette installation étant caractérisée en ce que le volume pour le nuage de flocons est séparé en sections partielles par un système de cloisons verticales immergées, la largeur allant de 0,1 jusqu'à 0,4 m et la longueur étant égale à la largeur X 4... 20, etoen croisant et en faisant déborder le nuage par-dessus une arête de débordement pour la boue The invention also relates to an installation for implementing this method, this installation being characterized in that the volume for the cloud of flakes is separated into partial sections by a system of submerged vertical partitions, the width ranging from 0.1 up to 0.4 m and the length being equal to the width X 4 ... 20, etoen crossing and overflowing the cloud over an overflow edge for mud
de 0,05 jusqu'à 0,30 m.from 0.05 to 0.30 m.
Suivant une autre caractéristique de l'installation, les cloisons submersibles sont ondulées dans la direction de leur hauteur, de préférence de façon According to another characteristic of the installation, the submersible partitions are corrugated in the direction of their height, preferably
sinusoidale ou polygonale.sinusoidal or polygonal.
Suivant une autre caractéristique de l'installation, les cloisons submersibles sont planes et According to another characteristic of the installation, the submersible partitions are flat and
comportent des déflecteurs.have deflectors.
Suivant une autre caractéristique de l'installation, la longueur d'une période sinusoidale de la paroi immergée est entre 2 à 6 fois plus longue que la largeur de la section partielle et la déviation de la ligne sinusoidale par rapport à l'axe est égale à 1/4 According to another characteristic of the installation, the length of a sinusoidal period of the immersed wall is between 2 and 6 times longer than the width of the partial section and the deviation of the sinusoidal line with respect to the axis is equal to at 1/4
jusqu'à 1/2 de la largeur de la section partielle. up to 1/2 of the width of the partial section.
Suivant une autre caractéristique de l'installation, les déflecteurs sont situés à la section partielle alternativement sur des côtés opposées sous des angles de 45 à 70 par rapport au plan horizontal et viennent en saillie entre 1/6 jusuq'à 1/3 de la largeur According to another characteristic of the installation, the deflectors are located at the partial section alternately on opposite sides at angles of 45 to 70 with respect to the horizontal plane and project between 1/6 to 1/3 of the width
de la section partielle et les distances entre les déflec- of the partial section and the distances between deflections
teurs sont égales à la largeur de la section partielle are equal to the width of the partial section
multipliée par 0,5 jusqu'à 3.multiplied by 0.5 up to 3.
Le procédé de floculation et de séparation des flocons selon l'invention remédie aux inconvénients The flocculation and flake separation process according to the invention overcomes the disadvantages
des solutions connues. Selon l'invention, la caractéris- known solutions. According to the invention, the characteristic
tique générale réside dans le fait que l'on épaissit les flocons et on augmente leur dimension en-les faisant tourner dans des cylindres d'eau suivant un écoulement non turbulent dans les volumes concaves entre l'écoulement principal du liquide de façon à créer de force un The general problem lies in the fact that the flocks are thickened and their size increased by rotating them in cylinders of water following a non-turbulent flow in the concave volumes between the main flow of the liquid so as to create force a
mouvement de montée sinusoidale engendré par la trans- sinusoidal rise motion generated by the trans-
mission d'une quantité de mouvements de l'écoulement principal, par une ondulation de la forme des parois ou des butées prévues sur les parois lisses, limitant le nuage de flocons. L'épaississement et l'augmentation de la dimension des flocons se fait dans au moins deux cylindres d'eau prévus l'un au-dessus de l'autre, et on a au maximum 15 tels cylindres, le gradient étant maintenu constant ou en diminution dans la direction de l'écoulement entre C =200 jusqu'à 20 s-r. L'épaississement a number of movements of the main flow, by a corrugation of the shape of the walls or stops provided on the smooth walls, limiting the cloud of flakes. The thickening and the increase of the size of the flakes is done in at least two water cylinders provided one above the other, and there are at most 15 such cylinders, the gradient being kept constant or in decrease in the direction of flow between C = 200 up to 20 sr. thickening
et l'augmentation des dimensions des flocons est influ- and the increase in the size of the flakes is
encée par de plus fortes liaisons entre les flocons par addition d'un agent de coagulation auxilaire et/ou par surrounded by stronger bonds between the flakes by addition of an auxiliary coagulation agent and / or by
répétition périodique du changement des forces hydro- periodic repetition of the change of hydro-
dynamiques dans le liquide à des fréquences de l'ordre dynamics in the liquid at frequencies of the order
de n = 0,01 jusqu'à 0,1 Hz.from n = 0.01 to 0.1 Hz.
Dans l'installation selon l'invention, le volume du nuage des flocons est séparé par un système de parois verticales immergées assurant une vision des sections partielles dont la largeur est comprise entre 0,1 jusqu'à 0, 4 m et la longueur est égale à la largeur multipliée par 4 - 20, de façon à croiser et à venir en surplomb de l'arête de débordement de boue entre0,05 m jusqu'à 0,30 m. Les parois immergées ont une forme ondulée dans le sens de leur hauteur; cette ondulation est de préférence sinusoidale ou polygonale à arête vive. Les parois immergées peuvent également être lisses et comporter des déflecteurs. A la longueur d'une période sinusoidale la paroi submersible est entre 2 et 6 fois plus longue que la largeur de la section partielle et la déviation de la ligne sinusoidale par rapport à l'axe est comprise In the installation according to the invention, the volume of the cloud of the flakes is separated by a system of submerged vertical walls providing a view of the partial sections whose width is between 0.1 to 0.4 m and the length is equal to the width multiplied by 4 - 20 so as to intersect and to overhang the overflow edge of mud between 0.05 m and 0.30 m. The submerged walls have a wavy shape in the direction of their height; this corrugation is preferably sinusoidal or polygonal with a sharp edge. The submerged walls can also be smooth and include deflectors. At the length of a sinusoidal period the submersible wall is between 2 and 6 times longer than the width of the partial section and the deviation of the sinusoidal line with respect to the axis is included
entre 1/4 jusqu'à 1/2 de la largeur de la section partielle. between 1/4 to 1/2 of the width of the partial section.
Les déflecteurs peuvent être situés dans des sections partielles en alternance sur les côtés opposées suivant The baffles may be located in partial sections alternately on the opposite sides following
un angle compris entre 45 et 70 à partir du plan hori- an angle between 45 and 70 from the horizontal plane
zontal et viennent en saillie sur 1/6 jsuq'à 1/3 de la largeur de la section partielle; la distance entre les déflecteurs est égale à la largeur des sections partielles zontal and protrude 1/6 to 1/3 of the width of the partial section; the distance between the baffles is equal to the width of the partial sections
multipliées par un coefficent compris entre 0,5 et 3. multiplied by a coefficient between 0.5 and 3.
Le procédé et l'installation selon l'in- The process and the installation according to the
vention présentent notamment les avantages suivants: le volume du nuage en flocons est séparé par les parois verticales de sorte qu'il peut être intégré facilement dans des réservoirs ou bacs à sections rectangulaires ou circulaires. La forme des surfaces In particular, the invention provides the following advantages: the volume of the fluff cloud is separated by the vertical walls so that it can be easily integrated into tanks or containers with rectangular or circular sections. The shape of the surfaces
des parois étant ondulée de façon sinusoidale ou poly- walls being sinusoidally or poly-corrugated
gonale avec arete vive, ou en variante avec des déflecteurs sur des parois lisses, crée une trajectoire sinusoïdale pour l'écoulement. On engendre ainsi des cylidnres d'eau gonale with sharp edge, or alternatively with baffles on smooth walls, creates a sinusoidal path for flow. This generates water cylidnres
des deux côtés des parties concaves des parois. - on both sides of the concave parts of the walls. -
La longueur d'une période sinusoidale ou distance entre les déflecteurs est soit la même ou plus grande dans la direction de l'écoulement, ce qui est avantageux dans le cas de flocons cassants puisque le gradient va en diminuant. Les dimensions des différentes The length of a sinusoidal period or distance between the baffles is either the same or greater in the direction of flow, which is advantageous in the case of brittle flakes since the gradient is decreasing. The dimensions of the different
sections partielles sont choisies de façon que l'écoule- partial sections are chosen in such a way that
ment ne soit pas turbulent c'est-à-dire que le nombre de Reynold doit être inférieur.à Re v x R 600, formule dans laquelle v est la vitesse d'avancée moyenne R est le rayon hydraulique, p est la viscosité cynématique Une partie des flocons s'échappe de l'écoulement rotatif et monte pour passer dans le cylindre d'eau suivant, dans lequel le procédé est répété. De faibles impulsions engendrées en général par un élément mélangeur flottant, flottent alternativement à l'entrée dans l'espace du not be turbulent, that is, the Reynold number must be less than Re vx R 600, where v is the average forward speed R is the hydraulic radius, p is the cynematic viscosity A part of the flakes escapes from the rotating flow and rises to pass into the next water cylinder, in which the process is repeated. Small pulses generated in general by a floating mixing element, float alternately at the entrance to the space of the
nuage de flocons et facilitent l'accumulation des flocons. cloud of flakes and facilitate the accumulation of flakes.
Les parois immergées viennent en projection par dessus l'arête de débordement dans l'espace d'épaississement et se séparent en des sections plus faibles. Cette manière avec les pulsations du niveau de boue commande le débordement des boues, ce qui réduit au minimum la The submerged walls project over the overflow edge into the thickening space and separate into smaller sections. This way with the pulsations of the sludge level controls the overflow of the sludge, which minimizes the
quantité de flocons entraînés avec l'eau traitée. quantity of flakes entrained with the treated water.
Des exemples du procédé et de l'instal- Examples of the process and the installation
lation de floculation et de séparation des flocons en nuage de flocons seront décrits ci-après, à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: Flocculation and flake cloud separation will be described hereinafter, with the aid of the accompanying drawings, in which:
- la figure la montre un mode de réalisa- - the figure shows a mode of
tion connu d'une installation de clarification, de forme rectangulaire, dans laquelle. est intégré un dispositif selon l'invention; known from a clarification plant, of rectangular shape, in which. is integrated a device according to the invention;
- la figure lb montre la même installa- - Figure lb shows the same installation
tion de clarification en coupe longitudinale; clarification in longitudinal section;
- la figure lc montre la même clarifi- - Figure lc shows the same clarification
cation en coupe transversale;cross sectional cation;
- la figure 2a montre un mode de réalisa- - Figure 2a shows a way of
tion connu d'une installation de clarification de forme circulaire dans laquelle est intégré un dispositif selon l'invention; - la figure 2b est une coupe longitudinale del'installation de la figure 2a; - la figure 3 est une coupe verticale d'un montage à ondulations sinusoidales intégré; la figure 4 est une coupe verticale d'un montage ondulé de forme polygonale; - la figure 5 est une coupe verticale known in a circular form of clarification installation in which is integrated a device according to the invention; FIG. 2b is a longitudinal section of the installation of FIG. 2a; FIG. 3 is a vertical section of an integrated sinusoidal corrugation assembly; Figure 4 is a vertical section of a corrugated assembly of polygonal shape; - Figure 5 is a vertical section
d'un montage bas, intégré et comportant des déflecteurs. a low mounting, integrated and with deflectors.
Dans les diverses figures, la référence 1 désigne l'entrée d'eau souillée contenant des agents In the various figures, the reference 1 designates the entry of contaminated water containing agents
de coagulation, dansl'instalaltion de clarification. coagulation, in the clarification facility.
-La référence 2 désigne le volume de floculation; la référence 3 désigne les éléments mélangeurs; la référence 4 désigne des conduites perforées à la figure 1 ou des intervallesà la figure 2 entre les volumes de floculation et clarification; la référence 5 est une coupe partielle d'un nuage de flocons; la référence 6 désigne une paroi immergée; la référence7 désigne les déflecteurs; la référence 8 désigne une arête de débordement de boues; Reference 2 denotes the flocculation volume; reference 3 designates the mixing elements; 4 denotes perforated pipes in Figure 1 or intervals in Figure 2 between the flocculation and clarification volumes; reference 5 is a partial section of a cloud of flakes; 6 denotes a submerged wall; the reference 7 designates the deflectors; 8 denotes a sludge overflow edge;
la référence 9 désigne un canal d'eau traitée; la réfé- 9 denotes a treated water channel; the reference
rence 10 désigne la sortie de l'eau traitée; la réfé- reference 10 designates the outlet of the treated water; the reference
rence 11 désigne le volume d'épaississage des boues; 11 denotes the thickening volume of the sludge;
la référence 12 désigne la conduite d'évacuation. reference 12 designates the evacuation pipe.
De l'eau avec des agents de coagulation, basiques, arrive dans le volume de floculation 2 par la conduite 1. La floeulation agit avantageusement sur les éléments mélangeurs 3 en suspension. Cette suspension s'écoule dans la conduite perforée ou dans l'intervalle 4 et est répartie par des cloisons immergées 6 en différentes sections de nuages de flocons 5. Dans les volumes concaves des cloisons immergées, ondulé-es, et entre les déflecteurs 7 on a des cylindres tournants d'eau, dans lesquels les flocons s'épaississent et augmentent de dimensions. On répète ce procédé dans différents cylindres d'eau places l'un au-dessus de l'autre. L'eau traitée s'écoule par les canaux 9 dans la conduite d'évacuation 10. La boue des nuages de flocons ou du niveau de ceux-ci passe par Water with coagulation agents, basic, arrives in the flocculation volume 2 by the pipe 1. The flotation advantageously acts on the mixing elements 3 in suspension. This suspension flows in the perforated pipe or in the interval 4 and is distributed by submerged partitions 6 in different sections of flake clouds 5. In the concave volumes of the immersed partitions, corrugated, and between the deflectors 7 on has rotating cylinders of water, in which the flakes thicken and increase in size. This process is repeated in different water cylinders placed one above the other. The treated water flows through the channels 9 in the discharge line 10. The mud of the flake clouds or the level thereof
dessus l'arête de débordement 8 dont le volume d'épaissis- above the overflow edge 8 whose volume of thickening
sement 11 et est évacué périodiquement par l'intermédiaire 11 and is evacuated periodically through
de la conduite 12.of the pipe 12.
Dans les dispositifs décrits aux figures la , on peut obtenir avec un agent coagulant ferrique une charge de surface de 15 m.h1 etIorsqu'on ajoute un coagulant auxiliaire jusqu'à 20 m.h-1 Le dispositif décrit peut également être appliqué pour séparer les particules formées lors de In the devices described in FIGS. 1a, a surface charge of 15 m.sup.-1 can be obtained with a ferric coagulating agent and an auxiliary coagulant is added up to 20 mh.sup.-1. The device described can also be applied to separate the particles. formed during
l'adoucissage de l'eau et de la biofloculation. softening of water and bioflocculation.
Liste des références -List of references -
1 - Entrée du clarificateur 2 - espace de floculation 3 - éléments mélangeurs 4 - conduite perforée ou intervalles - coupe partielle du nuage des flocons 6 - cloison submersible 7 - déflecteur 8 - arête de débordement 9 - canal d'évacuation de l'eau traitée - conduite d'évacuation 11 - volume d'épaississement de la boue 12 - tuyau d'évacuation de la boue 1 - Clarifier inlet 2 - flocculation space 3 - mixing elements 4 - perforated pipe or intervals - partial cut of the cloud of flakes 6 - submersible partition 7 - baffle 8 - overflow edge 9 - treated water discharge channel - exhaust pipe 11 - sludge thickening volume 12 - sludge discharge pipe
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