FR2605407A1

FR2605407A1 - Method for monitoring the phyisicochemical parameters of liquid effluents passing through tanks, and device for implementation thereof

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Publication number: FR2605407A1
Application number: FR8615007A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1988-04-22
Also published as: FR2605407B1

Abstract

Relevant locations in the tanks 3, 4, 5, 7 where the effluents pass through, starting from pipes 31, 41, 42, 51, 52, 53, 61, 71, converging towards a single valve 8 with a multi-channel inlet. A single outlet pipe 9 conveys the samples in sequence, by pumping 11, towards a measurement battery 12, where each relevant parameter is measured by a single transducer 121, 122, whatever the sample. The results are transmitted to a central monitoring and managing unit 16 of the installation. Connection to the mains water supply allows rinsing after the passage of each sample. The entire operation of the installation can be managed by the central unit 16. The invention makes it possible continuously to monitor the installation by means of a compact sheltered assembly, and with a single non-immersed transducer for each parameter, for whatever the origin of the sample. It applies particularly to the management of waste water purification plants.

Description

La présente invention est relative au domaine de la surveillance et au contrôle des paramètres physico-chimiques qui caractérisent itétat d'effluents liquides transitant dans des bassins ou enceintes avant recyclage, récupération ou évacuation. Elle propose un procédé pour effectuer les contrôles nécessaires ou utiles et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. The present invention relates to the field of monitoring and controlling the physico-chemical parameters which characterize the state of liquid effluents passing through basins or enclosures before recycling, recovery or disposal. It proposes a process for carrying out the necessary or useful checks and a device for implementing this process.

Avant rejet dans le milieu naturel ou réutilisation, en cycle ouvert ou fermé, de nombreux effluents liquides industriels ou domestiques sont ou devraient être traités dans des stations d'épuration ou de régération pour les rendre inoffensifs pour le milieu dans lequel ils sont rejetés ou pour être réutilisés. Pour ce faire, ils transitent généralement dans des bassins ou enceintes successifs où leurs caractéristiques physiques et chimiques significatives doivent être contrôlées et les traitements appropriés mis en oeuvre ou surveillés par le truchement de ces caractéristiques dans leur déroulement imposé ou naturel afin de prévenir tout incident ou nuisance grave. Before discharge into the natural environment or re-use, in the open or closed cycle, many industrial or domestic liquid effluents are or should be treated in purification or regeneration stations to make them harmless for the environment in which they are discharged or for be reused. To do this, they generally pass through successive basins or enclosures where their significant physical and chemical characteristics must be controlled and the appropriate treatments implemented or monitored through these characteristics in their imposed or natural course in order to prevent any incident or serious nuisance.

Bien que non limitée à ces seuls domaines d'utilisation, l'invention intéresse essentiellement la surveillance du fonctionnement des stations d'épuration des eaux usées et devant être rejetées après usage industriel ou domestique, et la surveillance de la salubrité des eaux de piscines. Elle sera plus particulièrement exposée dans ce qui suit, en relation avec sa mise en oeuvre dans les stations d'épuration où sont assainies avant restitution au milieu naturel les eaux usées par les collectivités humaines. Although not limited to these fields of use only, the invention essentially concerns the monitoring of the operation of wastewater treatment plants and which must be discharged after industrial or domestic use, and the monitoring of the safety of swimming pool water. It will be more particularly exposed in what follows, in relation to its implementation in the treatment plants where are treated before restitution to the natural environment the waste water by the human communities.

Ces stations d'épuration, généralement mises en place et gérées sous la responsabilité des autorités locales, ouvrages dc relativement petite ou moyenne importance, comprennent usuellement plusieurs bassins successifs où l'effluent est soumis à différents traitements, notamment brassage physique, aération et décantation. Pour la surveillance du fonctionnement, on se contente généralement de contrôles hebdomadaires comprenant une mesure de la concentration de matière solide en suspension dans le bassin d'aération ou d'activation, une mesure de la teneur en oxygène dissous dans ce même bassin, une mesure du pouvoir de décantation du bassin correspondant, une mesure de la teneur en matière solide en suspension avant l'évacuation, une ou deux mesures de température dans les différents bassins et une épreuve d'oxydabilité du liquide.Ces contrôles ne servent guère qu'à détecter des anomalies importantes dans la nature de l'effluent et dans l'efficacité du traitement à certains stades. These treatment plants, generally set up and managed under the responsibility of local authorities, works of relatively small or medium size, usually include several successive tanks where the effluent is subjected to different treatments, in particular physical mixing, aeration and decantation. For the monitoring of the operation, one is generally satisfied with weekly checks including a measurement of the concentration of solid matter in suspension in the aeration or activation tank, a measurement of the dissolved oxygen content in this same tank, a measurement of the decanting power of the corresponding tank, a measurement of the content of solid matter in suspension before evacuation, one or two temperature measurements in the various tanks and a test of the oxidability of the liquid. detect significant anomalies in the nature of the effluent and in the effectiveness of treatment at certain stages.

Comme ils ne sont que très sporadiques, ils ne sauraient permettre une gestion fiable du fonctionnement de la station prenant en compte les besoins instantanés notamment dus à des à-coups de pollution et de débit des effluents bruts ni d'envisager des corrections automatiques dans le fonctionnement des divers organes en vue d'un rendement optimal.As they are only very sporadic, they cannot allow a reliable management of the operation of the station taking into account instantaneous needs in particular due to jolts of pollution and flow of raw effluents nor to envisage automatic corrections in the functioning of the various organs for optimal performance.

La présente invention vise à éliminer ces différents inconvénients en proposant un procédé pour le contrôle quasi-permanent et automatique des divers paramètres significatifs du fonctionnement instantané de la station d'épuration en vue d'une gestion optimale. The present invention aims to eliminate these various drawbacks by proposing a method for the quasi-permanent and automatic control of the various significant parameters of the instantaneous operation of the treatment plant with a view to optimal management.

Elle propose en outre un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.It also proposes a device for implementing this method.

Les caractéristiques techniques et certains avantages de l'invention par rapport à l'état connu de la technique apparaitront à la lumière de la description qui suit et pour l'intelligence de laquelle on se référera au dessin dont la figure unique représente très schématiquement une station d'épuration d'eaux usées à laquelle est appliquée l'invention. The technical characteristics and certain advantages of the invention compared with the known state of the art will appear in the light of the following description and for the understanding of which reference will be made to the drawing, the single figure of which represents very schematically a station sewage treatment plant to which the invention is applied.

La station représentée de façon extrêmement simplifiée au dessin comporte des bassins conventionnels successifs reliés entre eux de manière connue, par exemple, de l'amont où arrivent en 1 les effluents bruts vers l'aval où les eaux traitées sont rejetées en 2 vers le milieu naturel, un bassin 3 de prétraitement , dégraissage par exemple, un bassin 4 d'activation par aération, un bassin 5 de décantation dit secondaire équipé d'un dispositif de recirculation 6 vers le bassin d'activation 4, et un canal débitmétrique 7 collecteur avant rejet. The station represented in an extremely simplified way in the drawing comprises successive conventional basins connected together in a known manner, for example, from upstream where the raw effluents arrive in 1 downstream where the treated water is discharged in 2 towards the middle natural, a basin 3 for pre-treatment, degreasing for example, a basin 4 for activation by aeration, a basin 5 for settling said secondary equipped with a recirculation device 6 to the activation basin 4, and a flow meter channel 7 collector before rejection.

Aux endroits pertinents pour le contrôle des paramètres significatifs sont branchées des conduites de prélèvement d'échantillons telles que celles référencées respectivement 31, 41, 42, 51, 52, 53, 61 et 71. Ces conduites sont dirigées en faisceau vers l'entrée d'une vanne multivoie automatique 8 pouvant mettre de façon séquentielle chacune des conduites précédentes en communication avec une conduite de sortie unique 9 de la vanne multivoie 8. La conduite de sortie 9 avantageusement équipée d'une électrovanne 10 achemine par l'intermédiaire d'une pompe 11 les échantillons liquides prélevés successivement vers une batterie 12 en série de sondes ou transducteurs 121, 122,.. demeure des paramètres à contrôler. La pompe 11 aura avantageusement un fonctionnement séquentiel lié à celui de la vanne multivoie 8.Ainsi, par exemple, la vanne multivoie 8 peut opérer une rotation complète en 15 mn pour prélever successivement les échantillons des conduites 31, 41, 42, 51, 52, 53, 61 et 71 et la pompe 11 être activée 1 mn sur deux,-ll fonctionnement des électrovannes 10 et 15 étant bien entendu synchronisé en conséquence. In the relevant places for the control of the significant parameters, sample collection pipes are connected such as those referenced respectively 31, 41, 42, 51, 52, 53, 61 and 71. These pipes are directed in a bundle towards the input d an automatic multi-way valve 8 which can sequentially put each of the preceding lines in communication with a single outlet line 9 of the multi-way valve 8. The outlet line 9 advantageously equipped with a solenoid valve 10 routes via a pump 11 the liquid samples taken successively to a battery 12 in series of probes or transducers 121, 122, .. remains of the parameters to be checked. The pump 11 will advantageously have a sequential operation linked to that of the multi-way valve 8. Thus, for example, the multi-way valve 8 can operate a complete rotation in 15 min to successively take the samples from the pipes 31, 41, 42, 51, 52 , 53, 61 and 71 and the pump 11 be activated every other minute, the operation of the solenoid valves 10 and 15 of course being synchronized accordingly.

Les échantillons liquides sont ensuite évacués en 13. En vue d'éviter que les restes d'un échantillon présents dans la conduite d'acheminement entre l'électrovanne 10 et la batterie de mesure 12,ne perturbent par leur présence le contrôle de l'échantillon suivant,qui ne serait donc plus significatif, sur la conduite d'acheminement entre l'électrovanne 9 et la pompe ll est branchée une conduite 14 de raccordement au réseau de distribution d'eau de ville, cette conduite 14 étant équipée d'une électrovanne 15. Ainsi, après chaque contrôle d'échantillon, la conduite d'acheminement vers la batterie de mesure 12 sera parfaitement rincée et il n'y aura aucun risque de colmatage. The liquid samples are then evacuated at 13. With a view to preventing the remains of a sample present in the conveying line between the solenoid valve 10 and the measuring battery 12, by their presence disturbing the control of the following sample, which would therefore no longer be significant, on the supply pipe between the solenoid valve 9 and the pump ll is connected a pipe 14 for connection to the city water distribution network, this pipe 14 being equipped with a solenoid valve 15. Thus, after each sample check, the supply line to the measuring battery 12 will be thoroughly rinsed and there will be no risk of clogging.

Les signaux électriques analogiques fournis par les sondes 121, 122, etc... et représentant les divers paramètres, tels que température, PH, résistivité, potentiel d'oxydo-réduction, pression, turbidité, teneur en oxygène, chlore, ammoniaque, etc... sont envoyés avantageusement sous forme numérique vers une centrale électronique de synthèse et de pilotage 16. The analog electrical signals provided by the probes 121, 122, etc ... and representing the various parameters, such as temperature, PH, resistivity, redox potential, pressure, turbidity, oxygen content, chlorine, ammonia, etc. ... are advantageously sent in digital form to an electronic central for synthesis and control 16.

De préférence, tous les organes du dispositif qui vient d'être décrit, depuis la vanne multivoie 8 jusqu'à la sortie électrique vers la centrale 16 seront réunis à l'abri dans un ensemble compact, figuré en pointillé avec la référence 17, ce qui en facilitera la maintenance et la maîtrise du fonctionnement. Preferably, all the organs of the device which has just been described, from the multi-way valve 8 to the electrical outlet to the central unit 16 will be assembled under cover in a compact assembly, shown in dotted lines with the reference 17, this which will facilitate maintenance and control of operation.

La constitution propre de la centrale de synthèse et de pilotage ne fait pas à proprement parler partie de l'invention et appartient au domaine de l'électronicien à qui elle ne pose pas de problème particulier. Aussi, ne sera-t-elle pas décrite ici. The proper constitution of the central synthesis and control is not strictly speaking part of the invention and belongs to the field of electronics to which it does not pose any particular problem. Also, it will not be described here.

Selon les besoins réels, y compris momentanés de la station, et la recherche d'une optimalisation des coûts d'exploitation, elle pourra assumer diverses fonctions. Ainsi, elle pourra afficher les paramètres dans leur valeur instantanée, opérer leur enregistrement permettant l'observation des évolutions lentes, commander également un affichage automatique sous forme de journal lumineux, dans le cas par exemple des piscines, et déclencher une alarme sonore, éventuellement téléphonique quand des seuils critiques sont ou risquent d'être atteints. De même, elle pourra intégrer des fonctions de consignes générales en réponse aux valeurs mesurées et à des ordres qui peuvent lui être transmis directement ou par télétransmission filaire ou hertzienne. En outre, elle pourra commander non seulement le fonctionnement du dispositif de prélèvement et d'analyse séquentiels des échantillons mais aussi par asservissement les interventions automatisées aux points de la station d'épuration où elles doivent être mises en oeuvre. Bien d'autres fonctions accessoires pourront évidemment être prévues, telles que la détection de la violation du local technique par effraction ou présence non autorisée, le choix selon les circonstances de la source d'énergie électrique à utiliser : réseau ou générateur autonome, ou encore une mise hors circuit des installations en cas de surtension due à la foudre ou autre incident dans l'alimentation électrique. Depending on the real needs, including momentary of the station, and the search for an optimization of the operating costs, it can assume various functions. Thus, it will be able to display the parameters in their instantaneous value, operate their recording allowing the observation of slow developments, also order an automatic display in the form of a luminous log, in the case for example of swimming pools, and trigger an audible alarm, possibly telephone when critical thresholds are or are likely to be reached. Likewise, it will be able to integrate general instruction functions in response to the measured values and to orders which can be transmitted to it directly or by wire or wireless teletransmission. In addition, it will be able to control not only the operation of the device for sequential sampling and analysis of samples but also by automatic control of the automated interventions at the points of the treatment plant where they must be implemented. Many other ancillary functions could obviously be provided, such as the detection of the violation of the technical room by breaking in or unauthorized presence, the choice according to the circumstances of the source of electrical energy to be used: network or autonomous generator, or a shutdown of the installations in the event of an overvoltage due to lightning or other incident in the electrical supply.

De la description qui précède, il est clair que le dispositif peut être soit extrêmement simple, soit beaucoup plus complexe en fonction de la dimension, du nombre des ouvrages à contrôler, de la nature et des variations du débit des affluents, et peut être mis en oeuvre pour d'autres applications que le contrôle du traitement d'eaux usées. From the above description, it is clear that the device can be either extremely simple, or much more complex depending on the size, the number of works to be checked, the nature and variations in the flow of the tributaries, and can be put used for applications other than wastewater treatment control.

Avec le procédé et le dispositif pour sa mise en oeuvre selon l'invention, d'autres avantages méritent d'être soulignés. With the method and the device for its implementation according to the invention, other advantages deserve to be emphasized.

Il n'y a plus de nécessité de sondes immergées en permanence et souvent en des points multiples dans chaque bassin pour surveiller un paramètre. Ces sondes immergées sont sujettes à l'encrassement et au vieillissement, d'où une dérive importante, un entretien difficile et délicat, et des résultats de mesure peu fiables qui imposent souvent de travailler par moyennes. On utilise une seule sonde par paramètre, facilement remplaçable car abritée dans la batterie de mesure dans un endroit protégé. Une défectuosité peut être immédiatement mise en évidence, d'où une grande fiabilité et un coût de maintenance moindre. Par ailleurs, si on prend l'exemple de la teneur en oxygène, sa régulation et son maintien autour de la valeur de consigne sont source d'une économie notable d'énergie et d'un meilleur rendement épuratoire biologique.La maîtrise du régime hydraulique de la station, notamment par des détecteurs de niveau, qui peuvent être des manomètres montés sur chaque conduite de prélèvement en amont de la vanne multivoie et reliés à la centrale de pilotage, permet par le commande de by-pass d'éviter les pertes de boues provoquées par des augmentations intempestives de débit telles que celles provoquées par les orages. There is no longer any need for permanently submerged probes and often at multiple points in each basin to monitor a parameter. These immersed probes are subject to fouling and aging, resulting in significant drift, difficult and delicate maintenance, and unreliable measurement results which often require working by averages. Only one probe is used per parameter, easily replaceable because it is housed in the measuring battery in a protected place. A defect can be immediately highlighted, resulting in high reliability and a lower maintenance cost. In addition, if we take the example of the oxygen content, regulating and maintaining it around the set value is a source of significant energy savings and better biological purification efficiency. of the station, in particular by level detectors, which can be pressure gauges mounted on each sampling line upstream of the multi-way valve and connected to the control center, allows by-pass control to avoid losses of sludge caused by untimely increases in flow such as those caused by thunderstorms.

Il est en outre à noter qu'un colmatage des conduites de prélèvement peut toujours être facilement détecté automatiquement et immédiatement supprimé par l'envoi à contre-pression d'eau de ville jusqu'au point de prélèvement dans le bassin concerné. De plus, une panne même totale de l'installation ne changerait rien à son réglage global et l'installation pourrait toujours fonctionner, en attente de réparation du dispositif, selon les méthodes classiques de l'état de la technique actuellement utilisées. It should also be noted that clogging of the sampling lines can always be easily detected automatically and immediately removed by sending back-pressure from city water to the sampling point in the basin concerned. In addition, even a total breakdown of the installation would not change anything at its global setting and the installation could still operate, awaiting repair of the device, according to the conventional methods of the state of the art currently used.

Claims

1.- Process for the control of the physico-chemical parameters of liquid effluents passing through basins (3, 4, 5, 7), characterized in that it comprises the following phases - the relevant places of the different basins (3 , 4, 5, 7) are permanently put into communication (31, 41, 42, 51 to 53, 61, 71), each separately and in turn with a common fixed admission input (8), - the samples thus taken separately and in sequence are sent (9, 10, 11) to a single fixed measurement station (12), - the samples are analyzed by a common and unique measurement device for each relevant parameter (121, 122 , etc ...), - the samples are evacuated (13), - the measured values of the parameters are transmitted in the form of electrical signals to a central control and piloting (16) of the progress of the various phases.

2.- Method according to claim 1, characterized in that following each sample analysis by the measuring station and before the admission of the next sample, it is rinsed with water under pressure.

3.- Device for the control of physico-chemical parameters of liquid effluents passing through basins (3, 4, 5, 7), characterized in that it comprises pipes (31, 41, 42, 51, 52, 53, 61, 71) starting from the places of relevant sampling of each basin (3, 4, 5, 7) and forming a beam converging towards a single valve (8) with multi-way entry, a single line (9 ) at the outlet of the multi-way valve (8) equipped with a solenoid valve (10) and a pump (11) for conveying the samples to a single measurement battery (12), and an evacuation (13) at the outlet of the battery (12).

4.- Device according to claim 3, characterized in that the measurement battery (12) comprises transducers (121, 122, ...) for measuring the parameters connected in series between the routing pipe (9) and the evacuation (13).

5.- Device according to claims 3 or 4, characterized in that the measuring battery (12) comprises a single transducer (121, 122, ...) for each of the parameters to be checked regardless of the origin of the 'sample sent.

6.- Device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that on the conveying pipe (9), is connected a pipe (14) for connection to the city water network, equipped with a solenoid valve (15).

7.- Device according to any one of claims 3 to 6, characterized in that it further comprises an electronic central control and piloting (16) of the installation to which the results from the measuring battery (12) for use.

8.- Device according to any one of claims 3 to 7, characterized in that apart from the sampling lines (31, 41, 42, (51.52, 53, 61, 71), it constitutes a compact assembly sheltered.