FR2624033A1

FR2624033A1 - Phase separation device especially for sewage treatment

Info

Publication number: FR2624033A1
Application number: FR8716911A
Authority: FR
Inventors: Eric Ferey; J P Dautais
Original assignee: MOULAGE PLASTIQUES STE INDLE
Current assignee: MOULAGE PLASTIQUES STE INDLE
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-06-09
Anticipated expiration: 2007-12-04
Also published as: FR2624033B1

Abstract

Device for separating phases of a fluid medium, characterised in that it comprises at least one lower structure 12 and at least one upper structure 11, each having a small base 13, 16 and a large base 14, 15, the said large bases being placed facing one another, and in that the large base 14 of the upper structure 11 is smaller in section than the large base 15 of the lower structure 12 so as to provide between the said large bases a peripheral passage 18 for an effluent in which the said device is immersed. Such a device is intended more particularly to perform sewage treatment.

Description

"Dispositif de séparation de phases notamment pour
traitement des eaux usées
La présente invention concerne un dispositif de séparation de phases pour un milieu fluide. Plus particulièrement le dispositif selon l'invention permet d'effectuer un traitement des eaux usées."Phase separation device especially for
Wastewater
The present invention relates to a phase separation device for a fluid medium. More particularly, the device according to the invention makes it possible to carry out wastewater treatment.

L'élimination, par voie biologique, de la pollution des eaux usées est réalisée de manière connue, selon deux étapes principales à savoir
- dans une première étape, la pollution sous forme soluble ou non, est adsorbée ou minéralisée pour former une boue, constituée d'une part de matières en suspension et d'autre part d'un liquide-intersticiel débarrassé de la pollution.The biological elimination of wastewater pollution is carried out in a known manner, according to two main steps, namely
in a first step, the pollution, in soluble or non-soluble form, is adsorbed or mineralized to form a sludge, consisting on the one hand of suspended solids and on the other hand of an interstitial liquid free of pollution.

- dans une seconde étape, on effectue une sédimentation ou une flottation dans le but d'éliminer les matières en suspension de la fraction liquide en utilisant la seule force de gravité pour la sédimentation ou la poussée d'Archimède pour la flottation. in a second step, a sedimentation or a flotation is carried out in order to remove the suspended matter from the liquid fraction using the only force of gravity for the sedimentation or buoyancy of Archimedes for the flotation.

Les matières en suspension ainsi concentrées sont en partie extraites du dispositif de traitement, et en partie recyclées. The suspended solids thus concentrated are partly extracted from the treatment device, and partly recycled.

Il est connu de réaliser ces deux étapes du traitement des eaux usées soit dans des ouvrages indépendants, soit dans deux ouvrages associés. It is known to carry out these two stages of wastewater treatment either in independent works or in two associated works.

Il est également déjà connu de réaliser ces deux étapes de traitement dans un même ouvrage, dans lequel les deux étapes du traitement sont dissociées dans le temps. It is also already known to perform these two processing steps in the same work, in which the two stages of treatment are dissociated in time.

Cependant aucun de ces dispositifs de traitement des eaux n'est entièrement satisfaisant. However, none of these water treatment devices are entirely satisfactory.

En effet les ouvrages recevant les effluents à traiter présentent très fréquemment des défauts d'horizontalité dus à des tassements différentiels des terrains sur lesquels ils sont implantés, et ceci que ce soit des ouvrages uniques ou des ouvrages associés. In fact, the structures receiving the effluents to be treated very frequently have horizontal defects due to differential settlements of the land on which they are located, and this whether it is single works or associated works.

De ce fait l'écoulement de l'effluent dans de tels ouvrages est perturbé et les dispositifs de décantation fonctionnent mal, étant donné qu'ils recoivent l'effluent à traiter sous faible débit et bien souvent toujours d'un même côté alors que l'effluent devrait leur parvenir uniformément sur toutes leurs surfaces de réception des eaux usées. As a result, the flow of the effluent in such structures is disturbed and the settling devices malfunction, since they receive the effluent to be treated under low flow and often always on the same side while the The effluent should reach them evenly over all of their wastewater receiving surfaces.

En outre les ouvrages travaillant en cycle alterné d'aération-décantation manquent de fiabilité. In addition, the works working in alternating aeration-decantation cycle are unreliable.

La présente invention a pour but de pallier l'ensemble de ces inconvénients et de créer un dispositif de séparation de phases insensible à l'horizontalité du bassin ou de la cuve le contenant. The present invention aims to overcome all of these disadvantages and to create a phase separation device insensitive to the horizontality of the basin or tank containing it.

En outre on cherche à créer un dispositif facile à réaliser et économique et pouvant être utilisé pour l'épuration des eaux usées de petites ou de grande collectivités. In addition, an effort is being made to create an easy-to-use and economical device that can be used for the purification of wastewater from small or large communities.

La présente invention a donc pour but de créer un ouvrage de traitement pour un fluide, permettant d'une part de séparer les matières en suspension d'un liquide intersticiel et d'autre part de traiter plus ou moins complètement un effluent par la mise en contact de celui-ci avec des bactéries fixées sur les parois externe et/ou interne de la zone de décantation. The present invention therefore aims to create a treatment structure for a fluid, on the one hand to separate the suspended solids from an interstitial liquid and on the other hand to treat more or less completely an effluent by the implementation of contact of it with bacteria attached to the outer and / or inner walls of the settling zone.

A cet effet la présente invention concerne un dispositif de séparation de phases d'un milieu fluide, caractérisé en ce qu'il comporte une structure inférieure et une structure supérieure présentant chacune une petite et une grande base, lesdites grandes bases étant placées en regard l'une de l'autre1 et en ce que la grande base de la structure supérieure est de section inférieure à la grande base de la structure inférieure de sorte à ménager entre les dites grandes bases un passage périphérique pourun effluent dans lequel ledit dispositif est immergé. For this purpose, the present invention relates to a device for phase separation of a fluid medium, characterized in that it comprises a lower structure and an upper structure each having a small and a large base, said large bases being placed opposite each other. one of the other1 and in that the large base of the upper structure is of lower section to the large base of the lower structure so as to arrange between said large bases a peripheral passage for an effluent in which said device is immersed.

Grâce à ces dispositions on a créé un dispositif insensible à l'horizontalité du bassin ou de la cuve le contenant et présentant du fait de la présence de cultures
fixées un rendement épuratoire convenable.Thanks to these provisions a device has been created insensitive to the horizontality of the basin or the tank containing it and presenting the fact of the presence of cultures.
set a suitable efficiency.

D'autres objets caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple en référenceaux dessins annexés dans lesquels
la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention
la figure 2 est une vue en coupe du dispositif selon la figure 1, muni d'une pompe d'aspiration des boues et placé dans une cuve
la figure 3 est une vue en perspective montrant une variante du dispositif selon la figure 1.Other characteristic objects and advantages of the invention will become apparent from the following description given by way of example in reference to the attached drawings in which:
FIG. 1 is a perspective view of a device according to the invention
FIG. 2 is a sectional view of the device according to FIG. 1, provided with a sludge suction pump and placed in a tank.
FIG. 3 is a perspective view showing a variant of the device according to FIG.

Selon le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, le dispositif 10 selon l'invention comporte des structures supérieure 11 et inférieure 12 en forme de tronc de cône. According to the embodiment shown in Figures 1 and 2, the device 10 according to the invention comprises upper structures 11 and lower 12 in the form of a truncated cone.

Chaque tronc de cône 11, 12 présente une petite base 13, 16 et une grande base 14, 15 ouvertes. Each truncated cone 11, 12 has a small base 13, 16 and a large base 14, 15 open.

La grande base 14 du tronc de cône supérieur Il possède une section inférieure à la grande base 16 du tronc de cône inférieur 12, de sorte que les grandes bases des deux troncs de cônes soient placées en regard l'une de l'autre, et que le tronc de cône supérieur puisse pénètrer à l'intérieur du tronc de cône inférieur. Les deux troncs de cônes sont fixés en position l'un par rapport à l'autre par des entretoises 17 régulièrement réparties dans un espace périphérique 18 ménagé entre eux. The large base 14 of the upper cone frustum It has a lower section than the large base 16 of the lower truncated cone 12, so that the large bases of the two truncated cones are placed opposite one another, and that the upper cone trunk can penetrate inside the lower cone frustum. The two truncated cones are fixed in position relative to one another by spacers 17 regularly distributed in a peripheral space 18 formed between them.

Dans la partie supérieure du tronc de cône supérieur 11 est placé un dispositif annulaire d'évacuation de l'eau épurée 19, muni d'une conduite d'évacuation 20, passant à travers la paroi du tronc de cône supérieur 11. In the upper part of the upper truncated cone 11 is placed an annular purged water evacuation device 19, provided with a discharge pipe 20, passing through the wall of the upper truncated cone 11.

La paroi du tronc de cône inférieur 12 est constituée par un cadre métallique 21 sur lequel est tendu un tissu 22 servant de support pour des cultures fixées. The wall of the lower conical trunk 12 is constituted by a metal frame 21 on which is stretched a fabric 22 serving as support for fixed cultures.

Ce tissu peut avantageusement être muni de fourrure sur sa face externe 23 de sorte à faciliter la fixation des dites cultures fixées essentiellement constituées par des bactéries. This fabric may advantageously be provided with fur on its outer face 23 so as to facilitate the fixing of said fixed cultures consisting essentially of bacteria.

Le tronc de cône supérieur est quant à lui réalisé dans une matière souple ou rigide de préférence non sujette à la rouille comme par exemple un tissu, du plastique1..etc. The upper truncated cone is made in a flexible material or rigid preferably not subject to rust such as a fabric, plastic1..etc.

Le fonctionnement d'un tel dispositif est décrit ci-apres. The operation of such a device is described below.

Le dispositif est tout d'abord immergé dans un bassin ou une cuve 24 (figure 2) contenant des boues activées. On rappelle que les boues activées sont des boues très riches en oxygène, car elles sont continuement alimentées en oxygène par des dispositifs appropriés. Le niveau des eaux usées est représenté aux figures 1 et 2 par la ligne en traits mixtes A. The device is first immersed in a basin or tank 24 (Figure 2) containing activated sludge. It is recalled that activated sludge is very rich in oxygen sludge because they are continuously supplied with oxygen by appropriate devices. The level of the wastewater is represented in FIGS. 1 and 2 by the dashed line A.

Les boues pénètrent à l'intérieur du dispositif grâce à l'espace périphérique 18 (flèche F). Les éléments lourds en suspension descendent par gravité dans le tronc de cône inférieur 12 où ils rentrent en contact avec la paroi en tissu 22 de ce tronc de cône. Les cultures fixées dégradent alors ces matières. L'eau épurée remonte en direction de la surface du bassin, et est piégée par le tronc de cône supérieur 11. Le dispositif d'évacuation 19 recueille cette eau et l'évacue par la conduite 20. The sludge penetrates inside the device thanks to the peripheral space 18 (arrow F). The suspended heavy elements descend by gravity into the lower cone trunk 12 where they come into contact with the fabric wall 22 of this truncated cone. Fixed cultures then degrade these materials. The purified water rises towards the surface of the basin, and is trapped by the upper truncated cone 11. The evacuation device 19 collects this water and discharges it through line 20.

Les boues quant à elles sont recueillies au bas du tronc de cône inférieur flèches I (figure 1) et sont en partie recyclées vers la zone de traitement. The sludge is collected at the bottom of the lower cone of arrows I (Figure 1) and is partly recycled to the treatment area.

Etant donné que le dispositif selon l'invention est immergé dans le bassin, il n'est pas soumis aux défauts d'horizontalité du bassin puisque les boues peuvent toujours pénétrer à son intérieur. Since the device according to the invention is immersed in the basin, it is not subject to the horizontal flaws of the basin since the sludge can still penetrate inside.

Un dispositif selon l'invention a été expérimenté pour une unité de capacité de 25 m3 c'est-à-dire correspondant aux eaux usées de 100 habitants. A device according to the invention has been tested for a unit of capacity of 25 m3 that is to say corresponding to wastewater of 100 inhabitants.

Le tableau suivant donne les résultats obtenus sur une période de deux mois.

The following table gives the results obtained over a period of two months.

<tb> <SEP> entrée <SEP> sortie <SEP> rendement <SEP> en <SEP> <SEP> % <SEP>
<tb> <SEP> d'élimination
<tb> DCO <SEP> (mgO2/l) <SEP> 772 <SEP> 95 <SEP> 88
<tb> DB05 <SEP> (mgO2/l) <SEP> 390 <SEP> 40 <SEP> 90
<tb> MES <SEP> (mg/l) <SEP> 272 <SEP> 34 <SEP> 87
<tb> <tb><SEP> entry <SEP> output <SEP> yield <SEP> in <SEP><SEP>%<SEP>
<tb><SEP> elimination
<tb> COD <SEP> (mgO2 / l) <SEP> 772 <SEP> 95 <SEP> 88
<tb> DB05 <SEP> (mgO2 / l) <SEP> 390 <SEP> 40 <SEP> 90
<tb> MES <SEP> (mg / l) <SEP> 272 <SE> 34 <SEP> 87
<Tb>

Dans ce tableau
- DCO désigne la demande chimique en oxygène et est exprimé en mg d'oxygène par l,
- DB05 désigne la demande biologique en oxygène, après 5 jours, et est exprimé en mg d'oxygène par 1,
- MES désigne les matières en suspension et est exprimé en mg/l.In this table
- COD is the chemical oxygen demand and is expressed in mg of oxygen per l,
- DB05 is the biological oxygen demand, after 5 days, and is expressed in mg of oxygen per 1,
- MES refers to suspended solids and is expressed in mg / l.

Le dispositif selon l'invention présente ainsi un rendement d'élimination fort convenable et n'est plus sujet aux défauts d'horizontalité présents ou à venir. The device according to the invention thus has a very convenient removal efficiency and is no longer subject to present or future horizontal defects.

Il est à noter qu'il est possible de munir le dispositif selon l'invention d'une pompe P (figure 2) destinée à aspirer les boues accumulées dans le tronc de cône inférieur 12. It should be noted that it is possible to provide the device according to the invention with a pump P (FIG. 2) intended to suck the sludge accumulated in the lower conical trunk 12.

En variante (figure 3) il est possible de réaliser un dispositif selon l'invention muni de plus d'un tronc de cône inférieur 12. Par exemple un tel dispositif peut présenter trois troncs de cône s'emboitant les uns dans les autres, entre chacun desquels un espace périphérique 18,18',18 est ménagé grâce à des entretoises 17,17',17". As a variant (FIG. 3), it is possible to produce a device according to the invention provided with more than one lower conical trunk 12. For example, such a device may have three conical truncated sections interlocking in each other between each of which a peripheral space 18, 18 ', 18 is provided by means of spacers 17, 17', 17 ".

On améliore ainsi la fonction de décantation et l'on accroit en même temps la surface active supportant les cultures fixées ce qui accroit le rendement épuratoire du dispositif. This improves the decantation function and at the same time increases the active surface supporting the fixed cultures which increases the purification efficiency of the device.

Une pompe P' peut dans ce cas également être placée dans le bas du tronc de cône inférieur 12 le plus grand de sorte à permettre une évacuation plus aisée des boues. A pump P 'can in this case also be placed in the bottom of the lower conical trunk 12 largest so as to allow easier evacuation of sludge.

Comme cela est représenté à la figure 3, le tissu garnissant le tronc de cône inférieur 12" porte de la fourrure sur chacune de ces faces. Dans ce cas cette fourrure doit être oxygénée pour permettre la survie des cultures fixées. As shown in FIG. 3, the fabric filling the lower cone trunk 12 "carries fur on each of these faces, in which case this fur must be oxygenated to allow the survival of the fixed cultures.

En variante l'un quelconque ou plusieurs des troncs de cône inférieur et supérieur est muni de tissu comportant de la fourrure sur ses deux faces. Alternatively any one or more of the upper and lower cone trunks is provided with fabric having fur on both sides thereof.

Il est à noter que la grande base du cône supérieur 11 est, soit dans le même plan que la grande base du ou des tronc(s) de cône inférieur(s), soit à l'intérieur du ou des tronc(s) de cône inférieur. Ceci permet d'éviter que les boues activées dans la zone d'oxygénation du bassin ou de la cuve ne remontent dans le tronc de cône supérieur. It should be noted that the large base of the upper cone 11 is either in the same plane as the large base of the trunk (s) of lower cone (s), or inside the trunk (s) of lower cone. This prevents the activated sludge in the oxygenation zone of the basin or the tank up in the upper cone frustum.

En variante (non représentée) il est possible de faire en sorte que le dispositif selon l'invention soit flottant mais ancré au fond et que sa ligne de flottaison se trouve toujours au dessus de l'espace périphérique 18, 18', 18". Alternatively (not shown) it is possible to ensure that the device according to the invention is floating but anchored to the bottom and that its waterline is always above the peripheral space 18, 18 ', 18 ".

Un tel dispositif peut être mis en place dans une cuve septique dite cuve toutes eaux, ou dans un bassin d'épuration, ou dans tout milieu fluide polyphasique dont on cherche à séparer les phases. Un tel dispositif permet donc notamment d'intégrer la fonction d'adsorption à la fonction de décantation grâce aux cultures fixées. Such a device can be set up in a septic tank called all-water tank, or in a purification basin, or in any multiphase fluid medium whose phase is sought to separate. Such a device thus makes it possible in particular to integrate the adsorption function with the decantation function thanks to the fixed cultures.

Il est à noter que le dispositif selon l'invention présente un faible volume lors de son stockage ou de son transport avant utilisation. En effet, en raison du fait qu'il est principalement réalisé en tissu (avec ou non des fourrures), il est entièrement repliable et peu encombrant. It should be noted that the device according to the invention has a small volume during storage or transport before use. Indeed, because it is mainly made of fabric (with or without furs), it is fully foldable and compact.

On notera également que les pompes P et P' peuvent être remplacées par des mélangeurs ou tout dispositif analogue. It will also be noted that the pumps P and P 'may be replaced by mixers or any similar device.

Dans le cas où plusieurs tronc de cônes inférieur sont associés, il est également possible d'utiliser de manière correspondante plusieurs troncs de cône supérieur (variante non représentée). In the case where several lower truncated cones are associated, it is also possible to use correspondingly several truncated cones (not shown).

Selon une autre variante, non représentée, la récupération de matières en suspension s'effectue à l'aide d'un flotateur (dispositif d'insufflation de type fines bulles), remplaçant la pompe ou le mélangeur ; un dispositif supplémentaire de raclage de boues flottées est alors ajouté pour la collecte. According to another variant, not shown, the recovery of suspended solids is carried out using a float (fine bubbles blowing device), replacing the pump or the mixer; an additional device for scraping floated sludge is then added for the collection.

Bien entendu, dans tous les modes de réalisation et variantes précédemment décrits, on choisit les diamètres des structures supérieure et inférieure de sorte à optimiser l'hydraulique du dispositif. A cet effet les espaces périphériques 18, 18', 18" peuvent être réalisés entre des troncs de cônes inférieur ou supérieur non équidistants les uns des autres. Of course, in all the embodiments and variants described above, the diameters of the upper and lower structures are chosen so as to optimize the hydraulics of the device. For this purpose the peripheral spaces 18, 18 ', 18 "can be made between truncated cones of lower or upper non-equidistant from each other.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits et englobe toute variante à la portée de l'homme de l'art. En particulier les troncs de cônes peuvent être remplacés par des troncs de pyramide ou toute structure analogue voire même par des cylindres et la forme et la dimension des grandes et des petites bases et de l'espace périphérique peuvent être quelconques. Of course, the present invention is not limited to the previously described embodiments and encompasses any variant within the reach of those skilled in the art. In particular, the truncated cones may be replaced by pyramid trunks or any similar structure or even by cylinders and the shape and size of the large and small bases and the peripheral space may be arbitrary.

Claims

1) Device for phase separation of a fluid medium, characterized in that it comprises at least one lower structure (12) and at least one upper structure (11) each having a small (13, 16) and a large base (14,15), said large bases being placed facing each other, and in that the large base (14) of the upper structure (11) is of smaller section than the large base (15) of the lower structure (12) so as to provide between said large bases a peripheral passage (18) for an effluent in which said device is immersed.

2) Device according to claim 1, characterized in that said upper structure (11) is maintained above the lower structure (12) with spacers (17) evenly distributed within said peripheral passage (18).

3) Device according to claim 1 or 2, characterized in that the large base (14) of the upper structure (11) is in the same plane as the large base (15) of the lower structure (12).

4) Device according to claim 1 or 2, characterized in that the upper structure (11) penetrates inside the lower structure (12).

5) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the upper structure (11) and the lower structure (12) are open at each of their ends.

6) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that an evacuation device (19) is disposed in the upper part of the upper structure (11).

7) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the upper structures (11) and lower (12) is provided with a support for fixed cultures.

8) Device according to claim 7, characterized in that said support is a tissue receiving bacteria or other fixed cultures.

9) Device according to claim 7 or 8, characterized in that said support constitutes the walls of said lower structures (12) and upper (11).

10) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said effluent is constituted by activated sludge.

11) Device according to claim 10, characterized in that said sludge is collected at the base of the lower structure (12) by gravity, to be recycled again.

12) Device according to claim 10, characterized in that said sludge is collected at the base of the lower structure (12) by means of a pumping device (P, P '), to be recycled again.

13) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises several lower structures (12,12 ', 12 ") associated with at least one same upper structure.

14) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said lower structures (12) and upper (11) are truncated cones.

15) Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that said lower and upper structures are pyramid trunks.

16) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it is insensitive to horizontality or not, a basin or container containing said effluent.