FR2683812A1 - Procede et dispositif de traitement d'eau boueuse utilisee dans la technique d'excavation a l'eau et d'eaux de decharge industrielles. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de traitement d'eau pour l'eau boueuse et pour les eaux de décharge industrielles. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un premier réservoir d'eau (1a) pour stocker l'eau de décharge provenant de travaux d'excavation à l'eau et/ou de travaux industriels, un deuxième réservoir d'eau (1b) pour stocker l'eau boueuse usée, une unité de floculation (5), un séparateur centrifuge (13) qui peut fonctionner alternativement suivant un premier mode opératoire ou un second mode opératoire, sous la commande d'une vanne de commutation, une unité (20) de purification de liquide pour purifier la partie liquide fournie à partir du séparateur centrifuge (13) fonctionnant dans le premier mode opératoire, un troisième réservoir d'eau (26) et une unité (24) de traitement de la partie solide.
Description
La présente invention concerne d'une manière générale un procédé et un
dispositif de traitement d'eau pour l'eau boueuse utilisée dans la technique d'excavation à l'eau qui est largement utilisée dans des travaux de construction de piles, pour la réalisation de fondation et dans des travaux de construction d'une paroi continue souterraine, et également pour les eaux de décharge industrielles déchargées résultant de différents travaux La présente invention est plus particulièrement relative à un procédé et à un dispositif qui permettent d'effectuer un traitement de régénération de l'eau boueuse usée afin de permettre sa réutilisation, et un traitement de déshydratation de l'eau boueuse de décharge et de
l'eau de décharge industrielle, afin de réduire le poids.
La technique d'excavation à l'eau est bien connue pour la réalisation d'un travail à faible bruit et à faible vibration et elle est ainsi largement utilisée dans divers travaux de genie civil tels que des travaux de construction de piles, des travaux de fabrication d'une paroi continue souterraine, des travaux de barrage à l'égard de l'eau, des travaux de canalisation de l'eau etc Par exemple un procédé de forage du sol, un procédé à circulation inverse ou un procédé BH est utilisé, en combinaison avec la technique d'excavation à l'eau, pour réaliser le travail de construction de piles et un procédé à godets ou un procédé rotatif est utilisé, en combinaison avec la technique d'excavation à l'eau, pour exécuter le travail de construction d'une paroi continue souterraine. Dans la technique d'excavation à l'eau on utilise de l'eau boueuse naturelle, de l'eau boueuse à bentonite, de l'eau boueuse à polymère ou similaire en tant qu'agent stabilisant pour l'excavation du trou, que fluide de transport pour la substance excavée et que fluide de substitution pour le béton non durci fourni dans l'espace creusé En outre l'eau boueuse est souvent utilisée pour refroidir une excavatrice et pour empêcher que l'eau souterraine ne s'infiltre dans l'espace creusé Par conséquent la qualité du béton durci, la durée de construction et le coût et la sécurité du travail dépendent de la gestion et du contrôle de l'eau boueuse sous la
construction.
La gestion et le contrôle de l'eau boueuse sont réalisés en réponse à divers facteurs représentant des propriétés physiques de l'eau boueuse, telles que la viscosité, la densité, la quantité d'eau filtrée, l'épaisseur de la couche de boue, le pourcentage de sable, le p H etc Généralement les propriétés physiques de l'eau boueuse sont commandées de manière à maintenir les valeurs de ces facteurs dans une plage de valeurs prédéterminée ou inférieure à une valeur prédéterminée En particulier la densité de l'eau boueuse doit être abaissée autant que possible, tout en maintenant la stabilité d'un trou creusé, afin de maintenir la qualité de la construction à un niveau désiré Il est désirable de maintenir la densité de l'eau boueuse utilisée habituellement au plus à environ 1,2 pendant l'excavation et au plus à environ 1,1 pendant l'opération de déversement du béton non durci Lorsque la densité de l'eau boueuse dépasse les valeurs précitées, la qualité de l'eau boueuse devient mauvaise ce qui se traduit par un rendement d'excavation plus bas et la présence de limon dans
le béton pendant l'opération de déversement du béton non durci.
Par conséquent il est exigé que des particules de boue, telles que du limon, soient éliminée autant que possible de l'eau boueuse. Habituellement les particules de boue sont éliminées de l'eau boueuse par sédimentation naturelle ou au moyen d'un type quelconque d'appareil mécanique, tel qu'un cyclone, afin d'abaisser la densité de l'eau boueuse Cependant ces moyens ne peuvent pas permettre d'obtenir une réduction suffisante de la densité parce qu'ils ne peuvent pas éliminer les fines
particules d'une granulométrie inférieure à 74 micromètres.
D'une manière détaillée les particules de boue et le limon sont éliminés par un appareil utilisé couramment faisant appel à une combinaison d'un tamis du type vibrant et d'un cyclone à liquide dont le seuil de classification est d'environ 74 micromètres Ce seuil de classification représente la dimension des particules lorsque les teneurs incluses dans un refus et dans un passé sont entre elles dans un rapport de 50 %:50 % Dans le séparateur de sable décrit ci-dessus, utilisant une combinaison d'un tamis du type vibrant et un cyclone à liquide,
50 % des particules de sable fin sont incluses dans le refus.
Ainsi un tel appareil courant ne peut pas éliminer des particules de boue et de sable fin ayant une granulométrie inférieure à 74 micromètres Lorsque le sol qui est creusé, est composé principalement de sable fin, de limon et d'argile, les particules de sable fin, de limon et d'argile demeurent dans l'eau boueuse et par conséquent la densité de l'eau boueuse ne peut pas être réduite L'eau boueuse une fois utilisée, ayant
une densité plus élevée, ne peut pas être réutilisée.
Dans la technique d'excavation courante utilisant de
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l'eau boueuse, cette eau boueuse ayant une densité élevée indésirable, comportant beaucoup de fines particules de boue provoquées par le travail d'excavation, est remplacée
partiellement ou totalement par de l'eau nouvellement préparée.
Autrement dit l'eau boueuse à densité élevée n'est plus utilisée Cependant ces procédés habituels présentent certains inconvénients tel que le temps relativement long exigé par l'opération de remplacement de l'eau, ce qui se traduit par une extension de la période de construction et le co t de l'eau
nouvellement préparée.
Divers travaux de construction produisent beaucoup d'eau trouble telle que l'eau de décharge industrielle comportant un mélange d'eau superficielle, d'eau souterraine ou d'eau de pluie, et du sable, des particules de boue, du ciment ou une matière similaire, telle que, par exemple, l'eau trouble produite par le percement d'un tunnel, l'eau de lavage résultant d'un travail de fabrication d'agrégats, l'eau trouble résultant de l'eau de pluie pendant le travail de creusement du sol, l'eau trouble résultant de travaux de dragage et de reprise en stock, l'eau de décharge d'une installation de chargement par fournée, l'eau trouble résultant du travail de déversement du béton, l'eau de travaux d'injection, l'eau trouble résultante de travaux de forage, l'eau de décharge contenant de l'huile fuyant à partir de machines de construction, l'eau de décharge contenant du fer résultant du remplacement de l'eau, etc Puisque l'eau boueuse de décharge est traitée en tant que boue de décharge industrielle, elle doit être soumise à un traitement approprié avant son rejet final, afin d'éviter une
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pollution de l'environnement En outre l'eau de décharge industrielle décrite précédemment doit être également traitée afin d'éviter la pollution de l'eau Cependant ce traitement
est compliqué et se traduit par un accroissement du coût.
Habituellement l'eau boueuse de décharge est soumise à un traitement de déshydratation en utilisant un tissu filtrant afin de diminuer la masse de la boue déchargée Cependant le tissu filtrant est aisément colmaté par les fines particules de la boue déchargée et de ce fait la capacité de déshydratation devient faible en très peu de temps Par conséquent le traitement de déshydratation ne peut pas traiter efficacement
l'eau boueuse de décharge.
Il est par contre prévu, suivant l'invention, un séparateur d'eau boueuse du type vertical, qui peut éliminer les particules de boue de l'eau boueuse et de l'eau de décharge industrielle produite par un travail d'excavation, afin de diminuer la densité de l'eau boueuse usée et de l'eau de décharge industrielle, en vue de permettre leur réutilisation, et qui peut déshydrater l'eau boueuse et l'eau de décharge industrielle afin de diminuer son poids, en vue d'un rejet final Le séparateur d'eau boueuse comprend un carter fixe pourvu d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie, un panier interne mobile, qui est interposé d'une manière mobile dans le carter fixe et dont la paroi latérale cylindrique n'est pas perforée, un bras en forme de croix disposé à l'endroit d'un fond annulaire du panier, et un arbre d'entraînement rotatif fixé au point de croisement du bras en forme de croix,
afin de suspendre à rotation le panier dans le carter fixe.
Lorsque l'arbre d'entraînement rotatif est entraîné en rotation à grande vitesse, l'eau boueuse est alimentée dans le carter fixe, à travers l'orifice d'entrée Les particules de boue de l'eau boueuse sont sédimentées et elles adhèrent à la paroi cylindrique interne du panier si bien que la partie solide et la partie liquide de l'eau boueuse peuvent être séparées Ce séparateur exige que la partie solide soit enlevée de la paroi du panier et que le travail de séparation solide- liquide soit arrêté temporairement chaque fois que la partie solide adhérant
à la paroi du panier atteint son niveau maximal.
Les séparateurs conçus de la manière habituelle ne sont pas équipés d'un moyen détecteur pour détecter le niveau maximal de la partie solide et ces appareils exigent des ouvriers qualifiés pour détecter le niveau maximal de la partie solide et enlever cette partie solide de la paroi du séparateur Cependant, puisque des ouvriers qualifiés ne détectent pas toujours correctement le niveau maximal, le travail d'enlèvement de la partie solide peut ne pas être effectué à l'instant approprié Lorsque la partie solide adhérente n'atteint pas le niveau maximal, un tel enlèvement de cette partie solide à un instant inapproprié provoque une chute du rendement du séparateur et par contre, lorsque la partie solide adhérente dépasse le niveau maximal, l'eau boueuse ne peut pas être traitée par le séparateur et elle est déchargée
directement à l'extérieur du système de traitement d'eau.
Un but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif améliorés de traitement de l'eau, pour traiter une eau boueuse et une eau de décharge industrielle,
qui permettent de résoudre les problèmes précités.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif améliorés de traitement de l'eau, pour traiter une eau boueuse et une eau de décharge industrielle, qui permettent d'enlever des particules de boue à partir de l'eau boueuse utilisée par des travaux d'excavation à l'eau, afin de diminuer la densité de l'eau boueuse utilisée, pour
permettre la réutilisation de celle-ci.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif améliorés de traitement de l'eau, pour traiter une eau boueuse et une eau de décharge industrielle, qui permettent de déshydrater l'eau boueuse et l'eau de décharge industrielle afin de diminuer leur poids en vue d'un
rejet final.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de traitement de l'eau amélioré qui peut détecter correctement le moment o la partie solide adhérant dans le
dispositif doit être enlevée.
Pour atteindre les buts précités il est prévu, suivant le premier aspect de l'invention, un procédé amélioré de traitement de l'eau pour une eau boueuse provenant de travaux d'excavation à l'eau et/ou pour une eau de décharge industrielle, caractérisé en ce qu'il comprend un premier processus de traitement pour l'exécution d'un traitement de déshydratation de l'eau boueuse de décharge et/ou de l'eau de décharge industrielle et un second processus de traitement pour l'exécution d'un traitement de régénération de l'eau boueuse ayant une densité élevée, lorsque l'eau boueuse est enrichie en particules de boue produites par les travaux d'excavation à l'eau Ces processus de traitement sont mis en oeuvre alternativement suivant le type d'eau à traiter et le but final de l'utilisation Le premier système de fonctionnement comporte une étape de floculation pour faire floculer de fines particules de boue contenues dans l'eau boueuse de décharge et/ou l'eau de décharge industrielle, afin de former des flocons, une étape de séparation solide-liquide afin de séparer les flocons en une partie solide et une partie liquide, cette étape étant effectuée suivant un premier mode opératoire, une étape de décharge pour décharger la partie liquide à travers une étape de filtrage et de purification de l'eau, et une étape de traitement de la partie solide pour traiter la partie solide séparée lors de l'étape de séparation solide-liquide Le second système de fonctionnement comprend une étape de réception de l'eau boueuse pour recevoir l'eau boueuse provenant du site d'excavation, une étape de séparation solide-liquide pour séparer l'eau boueuse en une partie solide et une partie liquide, cette étape étant exécutée suivant un second mode opératoire, et une étape de réutilisation afin de réutiliser la partie liquide séparée, qui est exempte des particules de boue, obtenue à la suite de l'étape de séparation solide-liquide, et une étape de traitement de la partie solide afin de traiter la
partie solide séparée lors de l'étape de séparation solide-
liquide. Suivant le second aspect de la présente invention, celle-ci a pour objet un dispositif amélioré de traitement de l'eau pour l'eau boueuse de décharge provenant de travaux d'excavation à l'eau et/ou l'eau de décharge industrielle comprend un premier réservoir d'eau pour stocker l'eau de décharge boueuse provenant de travaux d'excavation à l'eau et/ou de travaux industriels, un deuxième réservoir d'eau pour stocker l'eau boueuse usée ayant une densité élevée du fait qu'elle est enrichie en particules de boue et d'autres matières par suite des travaux d'excavation à l'eau, une unité de floculation pour ajouter un agent floculant dans l'eau boueuse et/ou l'eau de décharge industrielle alimentée à partir du premier réservoir d'eau, afin de faire floculer les particules de boue contenues dans l'eau boueuse et/ou l'eau de décharge industrielle, un séparateur centrifuge qui peut fonctionner alternativement suivant un premier mode opératoire ou un second mode opératoire, sous la commande d'une vanne de commutation, l'eau boueuse et/ou l'eau de décharge industrielle fournie à partir de l'unité de floculation étant traitée, dans le premier mode opératoire, de manière à séparer l'eau boueuse floculée en une partie solide et une partie liquide, tandis que dans le second mode opératoire l'eau boueuse usée, fournie à partir du deuxième réservoir, est traitée de manière à enlever les particules de boue de l'eau boueuse usée, une unité de purification de liquide pour purifier la partie liquide fournie à partir du séparateur centrifuge fonctionnant dans le premier mode opératoire, un troisième réservoir d'eau destiné à stocker l'eau traitée provenant du séparateur centrifuge fonctionnant dans le second mode opératoire, et une unité de traitement de la partie solide destinée à traiter la partie solide provenant du séparateur centrifuge fonctionnant dans les premier et second modes opératoires et/ou la partie solide adhérant à la
paroi interne du séparateur centrifuge.
Le séparateur centrifuge utilisé dans le procédé et le dispositif précités comprend un carter fixe, un panier interne mobile suspendu à rotation dans le carter fixe, par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement rotatif, ce panier interne comportant une paroi cylindrique non perforée et un élément de fond en forme de roue, et une buse d'injection d'air dirigée vers les ouvertures supérieures de l'élément de fond en forme de roue L'élément de fond en forme de roue comporte une partie annulaire, un bras sensiblement en forme de croix, formé d'une manière intégrale dans la partie annulaire, et des ouvertures définies entre le bras en forme de croix et la partie annulaire, chaque paroi interne des ouvertures étant inclinée par rapport à la verticale de manière à faciliter la
décharge de la partie solide vers son extrémité inférieure.
Suivant un autre aspect de la présente invention le séparateur centrifuge peut comprendre en outre un moyen pour détecter le niveau maximal de la partie solide adhérant à la paroi cylindrique du panier interne, ce moyen de détection arrêtant automatiquement l'opération de centrifugation du panier et l'opération d'alimentation en eau, et un moyen pour
enlever la partie solide adhérant à la paroi du panier.
Dans le procédé et le dispositif de traitement de l'eau suivant la présente invention l'eau de décharge boueuse et/ou l'eau de décharge industrielle sont additionnées d'un agent floculant afin de former des flocons de particules de boue et ces flocons sont séparés de l'eau de décharge boueuse et/ou de l'eau de décharge industrielle par le séparateur centrifuge fonctionnant suivant le premier mode opératoire Les flocons séparés sont condensés et solidifiés dans le panier du séparateur centrifuge La partie liquide séparée de l'eau de décharge est filtrée par l'unité de purification du liquide, afin d'enlever certaines impuretés, et elle est déchargée à
l'extérieur de ce dispositif.
Suivant une variante l'eau boueuse à haute densité utilisée par une technique d'excavation à l'eau est alimentée, sans un quelconque prétraitement, dans le séparateur centrifuge fonctionnant suivant le second mode opératoire Les particules de boue sont séparées de l'eau boueuse à haute densité et solidifiées par le séparateur centrifuge La partie liquide séparée de l'eau boueuse est stockée dans le troisième réservoir afin d'être réutilisée en tant que liquide de
stabilisation pour les travaux d'excavation à l'eau.
Dans les deux modes opératoires la partie solide séparée par le séparateur centrifuge est fournie à l'unité de traitement de la partie solide afin de déshydrater celle-ci et de former des gâteaux déshydratés qui peuvent être aisément rejetés en tant que sol en surplus utilisé pour des constructions au sol le long du bord de mer et des
constructions similaires.
Le séparateur centrifuge suivant la présente invention peut effectuer, d'une manière régulière, l'opération de séparation solide-liquide, sans qu'il y ait stagnation Le fond du panier interne du séparateur est formé avec les ouvertures définies entre le bras en forme de croix et la partie annulaire, chaque paroi interne de ceux-ci étant évasée verticalement en direction de leur extrémité inférieure Dans les ouvertures la partie solide, telle que du limon et des flocons condensés et solidifiés, tombe aisément, sous l'effet de la force centrifuge et du jet d'air projeté par la buse d'air, le long des parois internes qui sont évasées vers le bas Puisque la partie solide peut être déchargée régulièrement il à l'extérieur du panier interne, l'opération de séparation solide-liquide peut être poursuivie pendant une longue période de temps Même lorsque les ouvertures sont colmatées par la partie solide, le moyen de détection peut détecter le niveau maximal de la partie solide contenue dans le panier Ce moyen de détection peut arrêter automatiquement l'opération de centrifugation du panier et l'opération d'alimentation en eau boueuse En outre, dans le cas o le séparateur centrifuge est équipé d'un moyen d'enlèvement de la partie solide à partir du panier, l'opération d'enlèvement de la partie solide peut être
démarrée automatiquement en réponse au moyen de détection.
On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une illustration schématique représentant l'ensemble du système de traitement d'eau boueuse
et d'eau de décharge industrielle suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe verticale d'une forme d'exécution du séparateur d'eau boueuse suivant la présente
invention.
La figure 3 est une vue en plan représentant le fond en
forme de roue du séparateur représenté sur la figure 2.
La figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne
A-A de la figure 3.
La figure 5 est une vue en coupe faite suivant la ligne
B-B de la figure 3.
La figure 6 est une vue en perspective schématique du
fond en forme de roue de la figure 3.
La figure 7 est une vue en coupe verticale partielle montrant le séparateur d'eau boueuse équipé d'un moyen
d'enlèvement de la partie solide.
La figure 8 est une vue en plan et en coupe partielle
montrant le mécanisme d'enlèvement de la figure 7.
La figure 9 est une illustration schématique montrant l'ensemble du système d'un premier processus de traitement mettant en oeuvre le procédé de traitement d'eau boueuse et
d'eau de décharge suivant la présente invention.
La figure 10 est une illustration schématique
représentant un modèle typique pour expliquer la coagulation.
La figure 11 est une illustration schématique
représentant un modèle typique pour expliquer la floculation.
La figure 12 est une représentation graphique permettant une comparaison des teneurs en liquide et en solide entre le traitement de pré-déshydratation et le traitement de
post-déshydratation suivant la présente invention.
La figure 13 est une illustration schématique de l'ensemble du système de l'autre processus de traitement mettant en oeuvre le procédé de traitement d'eau boueuse et
d'eau de décharge suivant la présente invention.
La figure 14 est un graphique représentant la courbe de répartition des particules de boue dans de l'eau boueuse avant
le traitement suivant la présente invention.
La figure 15 est un graphique représentant une courbe de répartition des particules de boue dans de l'eau boueuse
après le traitement suivant la présente invention.
La figure 16 est un graphique représentant les données
comparatives de divers procédés de séparation des particules.
La figure 17 est un graphique représentant la courbe de
répartition de la dimension des particules de bentonite.
La figure 18 est une vue en coupe verticale partielle montrant une autre forme d'exécution du séparateur d'eau
boueuse équipé d'un moyen de détection du niveau maximal.
La figure 19 est une vue en coupe, à plus grande échelle, montrant le moyen de détection du niveau maximal
représenté sur la figure 18.
La figure 20 est une vue en plan montrant le moyen de
détection du niveau maximal représenté sur la figure 18.
La figure 21 est une vue en coupe, à plus grande échelle, montrant un moyen de protection à l'encontre d'un défaut de fonctionnement, lequel est associé au moyen de
détection du niveau maximal représenté sur la figure 18.
Sur la figure 1 est représentée une forme d'exécution du procédé de traitement d'eau boueuse et d'eau de décharge suivant la présente invention Cette figure montre deux systèmes de traitement dont l'un est un traitement de déshydratation, afin d'abaisser la teneur en eau ou de déshydrater l'eau de décharge boueuse, provenant de travaux d'excavation à l'eau, et l'eau de décharge industrielle, en vue de son rejet final, tandis que l'autre est un traitement de régénération destiné à abaisser la densité de l'eau boueuse, une fois utilisée dans des travaux d'excavation à l'eau, en vue de réutiliser cette eau dans les mêmes travaux ou d'autres
travaux d'excavation à l'eau.
Le système de traitement de déshydratation comporte un premier réservoir la dans lequel l'eau boueuse et de décharge industrielle (considérée ciaprès comme étant une "eau de décharge") est stockée, et une pompe à fluide 2 est prévue pour pomper l'eau de décharge vers une cuve de neutralisation 4, à travers une canalisation 3 La cuve de neutralisation 4 est alimentée avec une quantité prédéterminée d'un agent coagulant provenant d'un réservoir d'agent coagulant 5 Dans cette forme d'exécution l'agent coagulant est choisi parmi un sulfate, le PAC, le chlorure de calcium et des produits similaires Dans le fond de la cuve de neutralisation 4 est prévue une pompe à fluide 6 qui est reliée à une canalisation 7 La canalisation 7 est reliée en outre à un premier mélangeur en ligne 8, un premier cylindre de réaction 9, un second mélangeur en ligne 10 et un second cylindre de réaction 11, en passant successivement de l'un à l'autre Le second cylindre de réaction 11 est relié
à un séparateur centrifuge 13, au moyen d'une canalisation 12.
En outre ce système comporte des première et seconde unités de floculation pour ajouter un agent floculant, à haut poids moléculaire, à la canalisation 7, afin de provoquer une floculation des fines particules La première unité de floculation est composée d'un réservoir d'agent floculant 14 et d'une pompe 15 et elle est disposée avant le premier mélangeur en ligne 8, tandis que la seconde unité de floculation est composée d'un réservoir d'agent floculant 16 et d'une pompe 17
et elle est disposée après le premier cylindre de réaction 9.
Le séparateur centrifuge 13 est relié à une cuve de débourbage du liquide 20, par l'intermédiaire d'une canalisation 29 Dans la cuve de débourbage 20 est disposée une pompe 21 qui est reliée à une canalisation 22 en vue du rejet final En outre le séparateur 13 est relié, par l'intermédiaire d'une canalisation
23, à une unité 24 de traitement de la partie solide.
Par ailleurs le système de traitement de régénération comporte un second réservoir lb dans lequel est stockée l'eau boueuse après avoir été utilisée dans des travaux d'excavation à l'eau (appelé ci-après "eau usée") et une pompe à fluide 18 est prévue pour alimenter le séparateur centrifuge 13 en eau usée, par l'intermédiaire d'une canalisation 19 Le séparateur 13 est relié à un réservoir d'eau traitée 26 qui est destiné à recevoir, par l'intermédiaire d'une canalisation 25, la partie liquide traitée par le séparateur 13 Cette partie liquide est fournie à une installation de réutilisation, non représentée, au moyen d'une pompe 27 et d'une canalisation 28, afin de préparer de l'eau de stabilisation pour les travaux
d'excavation à l'eau.
Le séparateur 13 est pourvu d'un moyen de commutation, non représenté, permettant une connexion alternative aux canalisations 12,29 du système de traitement de déshydratation ou aux canalisations 19,25 du système de traitement de régénération. La figure 2 est une vue en coupe verticale d'une forme d'exécution du séparateur centrifuge 13 du type vertical adapté pour le traitement de l'eau boueuse et de décharge suivant la présente invention Le séparateur centrifuge 13 comprend un carter fixe 31 et un panier interne mobile 39 suspendu à rotation dans le carter fixe 31, afin de séparer l'eau de décharge ou l'eau usée en une partie solide et en une partie liquide, sous l'effet de la force centrifuge produite lorsque
le panier 39 est entraîné en rotation.
Le carter fixe 31 comporte une paroi externe cylindrique, un couvercle supérieur et un fond qui est formé avec une ouverture de sortie 32 pour la décharge de la partie solide La paroi externe cylindrique est pourvue d'un tuyau de sortie 50, adjacent au fond, de manière à drainer la partie liquide débordant à partir du panier interne 39 Un tuyau d'entrée 33 à travers lequel l'eau de décharge ou l'eau usée est introduite dans le panier 39, est fixé au couvercle supérieur, de même qu'un boîtier depalier 35 recevant à rotation un arbre d'entraînement rotatif 34 Une extrémité de l'arbre d'entraînement 34 s'étend vers le haut à travers le couvercle du carter fixe 31 et elle est accouplée à un mécanisme d'entraînement tel qu'un moteur à commande électrique, non représenté, tandis que l'autre extrémité de l'arbre 34 est fixée à un élément de fond 42, en forme de roue, du panier interne 39, de manière que ce panier interne 39 soit
suspendu en rotation.
Le panier interne 39 comporte une paroi latérale cylindrique non perforée, en acier inoxydable, une plaque annulaire supérieure 40, une plaque annulaire inférieure 41 et
l'élément de fond 42 en forme de roue.
Les figures 3 à 6 représentent d'une manière détaillée l'élément de fond 42 en forme de roue L'élément de fond 42 comporte une partie annulaire 36, un bras 37 sensiblement en forme de croix et une section centrale 38 fixée à l'arbre d'entraînement 34 Ainsi qu'il est représenté sur la figure 3, la partie annulaire 36, le bras 37 en forme de croix et la section centrale 38 définissent quatre ouvertures 42 a en forme de pale d'hélice La figure 4 est une vue en coupe verticale faite suivant la ligne A-A de la figure 3 La partie annulaire 36 comporte quatre parois internes 36 a sensiblement verticales, tournées vers les ouvertures 42 a en forme de pale d'hélice, ces parois étant inclinées par rapport à l'axe de l'élément de fond 42 La figure 5 est une vue en coupe verticale faite suivant la ligne B-B de la figure 3 Chaque branche du bras 37 en forme de croix comporte des parois 37 a inclinées par rapport à la verticale Autrement dit le bras 37 en forme de croix présente une forme semblable à celle d'une hélice utilisée sur des bateaux, ainsi qu'il est représenté sur la figure 6 Pour pouvoir faire tourner régulièrement l'élément de fond 42 autour d'un trou central 43 dans lequel est engagée l'extrémité de l'arbre d'entraînement 34, les branches du bras 37 en forme de croix sont disposées d'une manière concentrique par rapport au trou central 43 L'angle d'inclinaison des parois inclinées 36 a et 37 a est déterminé d'une manière appropriée et il est compris de préférence entre 300 et 450 Dans cette forme d'exécution la paroi 36 a de la partie annulaire 36 est inclinée de 300 tandis que l'angle d'inclinaison de la paroi 37 a du bras 37 en forme de croix est de 450 La branche du bras 37 en forme de croix est pourvue d'un coin arrondi 44 afin d'empêcher que le bras 37 en forme de croix ne colle à des déchets longs La paroi inclinée 36 a de la partie annulaire 36 est évasée en direction de l'extrémité inférieure, ainsi qu'il est représenté sur la figure 4 L'élément de fond 42 en forme de roue est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 3. Lorsque le panier interne 39 est entraîné en rotation, la partie solide est séparée de l'eau de décharge ou de l'eau usée sous l'effet de la force centrifuge et une certaine quantité de cette partie solide tombe dans les ouvertures 42 a en forme de pale d'hélice de l'élément de fond 42 La partie solide est déchargée régulièrement vers le bas le long des parois inclinées 36 a et 37 a pendant la rotation du panier interne 39 Ceci empêche que les ouvertures 42 a en forme de
pale d'hélice ne soient colmatées par la partie solide.
Si on revient à la figure 2, on voit que le séparateur 13 comprend en outre une buse d'air 45 pour projeter un jet d'air en direction des ouvertures 42 a en forme de pale d'hélice La buse d'air 45 est reliée à un compresseur d'air 46, par l'intermédiaire d'un tube d'air 47 et d'un tuyau métallique 48 destiné à fixer la buse d'injection d'air 45 au boîtier de palier 35 Ce jet d'air facilite également la décharge régulière de la partie solide à partir des ouvertures
42 a en forme de pale d'hélice.
La figure 7 représente le séparateur 13 pourvu additionnellement d'un dispositif d'enlèvement de la partie solide Le dispositif d'enlèvement comprend un pivot 51 supporté à rotation par le couvercle du carter fixe 31, des bras 52 s'étendant horizontalement à partir du pivot 51, et une racle 53 fixée aux bras 52 La racle 53 est pourvue d'un bord dentelé 53 a dirigé vers la surface interne du panier 39 La longueur, dans le sens vertical, du bord dentelé 53 a est légèrement plus courte que la hauteur interne du panier 39 si bien que le bord dentelé 33 a peut être engagé dans le panier 39 Le dispositif d'enlèvement comprend en outre une lame arquée 54, ainsi qu'il est représenté sur la figure 8 qui est une vue en coupe et en plan partielle de la figure 7 La lame arquée 54 est fixée à l'extrémité inférieure de la racle 53 si bien que la lame 54 peut suivre cette racle 53 Le pivot 51 du dispositif d'enlèvement peut être tourné par un vérin d'actionnement hydraulique, entre sa position de raclage représentée en trait plein et sa position d'attente représentée en trait mixte sur la figure 8, lorsque l'eau de décharge ou l'eau usée est alimentée dans le séparateur 13 En position de raclage, la racle 53 est placée à proximité de la surface interne du panier 39 afin de racler la partie solide adhérant à la surface interne du panier 39 La partie solide raclée par la racle 53 est déplacée le long de la lame arquée 54 et déchargée à l'extérieur du séparateur 13, à travers les ouvertures 42 a,
par suite de la rotation du panier 39.
Le dispositif d'enlèvement de la partie solide n'est pas limité à ce type de dispositif de raclage mais n'importe quel mécanisme courant pourrait être utilisé dans le séparateur 13. Dans un séparateur 13 ainsi construit le panier interne 39 tourne à une vitesse de 700 à 800 tours par minutes, afin d'appliquer une force centrifuge de 400 à 600 G à l'eau de décharge ou à l'eau usée, et les particules solides supérieures au seuil de classification de 10 micromètres sont instantanément précipitées dans le panier interne 39 et comprimées sous l'effet de la force centrifuge En même temps la partie liquide déborde à partir du bord supérieur du panier 39 et elle est drainée à travers le tuyau de sortie 50 Dans le mode déshydratation la partie liquide est fournie à la cuve de débourbage 20, à travers la canalisation 29 Dans le mode régénération la partie liquide est fournie au réservoir d'eau
traitée 26 à travers la canalisation 25.
Lors de l'opération de raclage le panier interne 39 est entraîné en rotation à une vitesse d'environ 300 tours par minute La partie solide qui adhère aux ouvertures 42 a en forme de pale d'hélice, est soumise à une force de déplacement vers le bas résultant de la combinaison de la force centrifuge et des parois inclinées, et additionnellement de la pression du jet d'air provenant de la buse d'injection d'air 45 Ainsi la partie solide peut être déchargée régulièrement à partir du panier 39, à tout instant, que ce soit une vitesse de rotation basse ou élevée Autrement dit le séparateur 13 peut effectuer l'opération d'enlèvement de la partie solide tout en maintenant une vitesse relativement élevée du séparateur 13 Cet effet permet de réduire la période de temps pour chaque opération de raclage et il améliore le rendement du travail Cette forme d'exécution est particulièrement efficace dans le cas d'une eau boueuse comportant des parties solides collantes, tel que du
limon, qui tendent à adhérer aux ouvertures 42 a.
Puisque le panier interne 39 est composé de la paroi cylindrique non perforée, le séparateur 13 peut être effectivement appliqué à n'importe quel type d'eau de décharge
et d'eau usée, indépendamment de sa densité ou de sa viscosité.
En outre le séparateur peut être construit d'une manière
relativement simple du fait que sa structure est simplifiée.
On décrira maintenant d'une manière détaillée un exemple préféré d'une opération de déshydratation suivant la présente invention Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, afin de réduire la teneur en eau de l'eau de décharge boueuse ou de l'eau de décharge industrielle, afin de faciliter son rejet final, l'opération de déshydratation comprend principalement l'étape de coagulation et/ou floculation pour ajouter, à l'eau de décharge, l'agent coagulant et/ou floculant, afin de former des flocons de fines particules boueuses, et l'étape de séparation liquide-solide pour séparer l'eau de décharge en ses parties solide et liquide, au moyen du séparateur centrifuge décrit précédemment Dans cette forme d'exécution l'eau de décharge industrielle signifie diverses eaux de décharge provenant de constructions sur le terrain, de travaux de dragage, d'usines, de diverses installations etc La coagulation et/ou floculation représente le fait de faire passer les particules en suspension dans l'eau de décharge sous la forme de particules plus grandes par suite de la coagulation
et de la formation de ponts entre les particules en suspension.
La figure 9 représente un processus typique pour exécuter l'opération de déshydratation en utilisant le séparateur centrifuge 13 décrit précédemment Dans ce processus l'eau de décharge est alimentée dans le premier réservoir la, et elle est ensuite transmise vers la cuve de neutralisation 4, à travers la canalisation 3, par la fonction de pompage de la pompe à fluide 2 placée dans le premier réservoir la Dans la cuve de neutralisation 4 l'eau de décharge est additionnée d'une quantité prédéterminée de sulfate fournie à partir d'un réservoir d'agent coagulant 5, si bien que l'eau de décharge est neutralisée et coagulée La figure 10 est une illustration qui explique cette coagulation Des fines particules R ayant des charges négatives sont neutralisées par l'agent coagulant G
ayant des charges positives, afin d'affaiblir leur répulsion.
Des particules à faible répulsion tendent ainsi à se rassembler et s'absorber les unes les autres L'eau coagulée s'écoule à travers la canalisation 7, sous l'action de pompage de la pompe à fluide 6 placée dans la cuve de neutralisation 4 L'eau coagulée est soumise à la première addition d'un agent floculant inorganique à poids moléculaire élevé, fourni à partir du réservoir d'agent floculant 14 par l'action de pompage de la pompe 15 L'eau de décharge est soumise à un mélange par le mélangeur en ligne 8 et à une réaction par le premier cylindre de réaction 9 Après cela l'eau de décharge est une nouvelle fois alimentée en agent floculant à poids moléculaire élevé fourni à partir du réservoir 16, au moyen de la pompe 17 L'agent floculant à poids moléculaire élevé est sélectionné d'une manière appropriée parmi un type cationique, un type nonionique, un type anionique et similaire, suivant les propriétés chimiques et physiques de l'eau de décharge Après le second mélange dans le mélangeur en ligne 10 et la seconde réaction dans le second cylindre de réaction 11, l'eau de décharge est alimentée dans le séparateur centrifuge 13, par l'intermédiaire de la canalisation 12 Par la répétition du mélange et de la réaction les fines particules plus petites que micromètres sont absorbées et formées en pont pour augmenter
la floculation Ce phénomène est représenté sur la figure 11.
Une branche de l'agent floculant K à poids moléculaire élevé est absorbée par l'une des particules de boue R Une autre branche de l'agent floculant absorbé est relié en pont à une autre branche Cette opération d'absorption et de formation de ponts est répétée au cours d'une période relativement courte, par des étapes de mélange et de réaction, afin de former des flocons. Le séparateur centrifuge 13 est commuté dans le mode traitement de déshydratation par un moyen de commutation approprié, telle qu'une vanne de commutation Les flocons de l'eau de décharge sont séparés de la partie liquide de cette eau de décharge sous l'effet de la force centrifuge du panier interne 39 entraîné dans le séparateur 13 Les flocons sont en outre collectés et comprimés contre la paroi cylindrique 39 La partie liquide séparée par le séparateur 13 est alimentée dans la cuve de purification ou de débourbage 20, à travers la canalisation 29 Dans la cuve de purification 20 le liquide reçoit certains additifs tel qu'un agent de contrôle du p H, un
agent de traitement SS, suivant les besoins, et il est filtré.
Le liquide ainsi traité est déchargé dans un système d'égout public, une rivière, la mer ou d'une autre façon, sous la forme
d'un rejet final à travers la canalisation 22.
Les flocons comprimés, c'est-à-dire la partie solide séparée de l'eau de décharge est transmise, à travers la canalisation 23, à l'unité 24 de traitement de la partie solide Dans cette unité 24 de traitement de la partie solide, cette partie solide est traitée de manière à former un gâteau déshydraté qui peut être employé en tant que sol réutilisable différent de la boue de décharge industrielle Sur un site pratique, le gâteau déshydraté est séché par le soleil et mélangé avec le sol naturel ou du sable Puisque le gâteau déshydraté dans l'unité 24 apparaît comme un sol naturel, non fluide, le gâteau déshydraté peut être aisément manipulé et transporté. La figure 12 représente les données de comparaison relative à la teneur en partie liquide L dans l'eau de décharge avant le traitement de déshydratation A et après le traitement de déshydratation B La quantité d'eau de décharge de 5,25 m 3, ayant une densité de 1,15, a été réduite à lm 3 par le traitement de déshydratation Autrement dit la partie liquide L de 4,79 m 3 a été réduite à 0,54 m 3 tandis que la partie solide a
été maintenue à un niveau constant de 0,46 m 3.
On décrira maintenant d'une manière détaillée un exemple préféré du traitement de régénération suivant la présente invention Ainsi qu'il a été exposé précédemment, pour permettre de réutiliser l'eau boueuse usée qui a une densité élevée, ce traitement de régénération élimine, de l'eau boueuse usée, les particules de boue supérieures à 10 micromètres La figure 13 représente un processus typique utilisé pour effectuer le traitement de régénération en utilisant le séparateur centrifuge 13 décrit précédemment Au cours de ce processus l'eau boueuse, une fois utilisée dans les travaux d'excavation à l'eau en tant que liquide de stabilisation et mélangée avec du limon, est alimentée dans le second réservoir lb et transmise au séparateur centrifuge 13, à travers la canalisation 19, au moyen de la pompe à fluide 18 placée dans le second réservoir lb Le séparateur centrifuge 13 est commuté, par un moyen de commutation approprié tel qu'une vanne de commutation, dans le mode traitement de régénération Les particules de boue et le limon dans l'eau usée sont séparés de la partie liquide de l'eau usée sous l'effet de la force
centrifuge du panier interne 39 tournant dans le séparateur 13.
Les particules de boue et le limon sont en outre collectés et comprimés contre la paroi cylindrique du panier 39 La partie liquide séparée par le séparateur 13 est transmise dans le
réservoir de liquide traité 26 à travers la canalisation 25.
Ensuite le liquide traité est transmis à une installation de réutilisation, non représentée, par l'intermédiaire de la pompe
26 2683812
27 et de la canalisation 28, afin de préparer un liquide de
stabilisation pour un travail d'excavation à l'eau.
La partie solide comprimée qui a été séparée à partir de l'eau usée, est transmise à l'unité 24 de traitement de la partie solide, à travers la canalisation 23, et elle est traitée de la même façon que dans le cas du mode traitement de déshydratation. Le dispositif d'enlèvement de la partie solide représenté sur la figure 7 est mis en service à des intervalles réguliers, avant que la partie solide dans le panier 39 n'atteigne le niveau maximal Suivant une variante le dispositif d'enlèvement peut être mis en service en réponse à un moyen de détection qui peut détecter le niveau maximal ou un niveau prédéterminé dans le séparateur 13 Le panier 39 tourne à une vitesse allant de 100 à 300 tours par minute pour
l'opération d'enlèvement de la partie solide.
L'effet produit par le traitement de régénération utilisant le séparateur centrifuge 13 décrit précédemment, est
représenté dans le tableau suivant.
TABLEAU 1
1 | 2 3 | 4 | 5 6 1 7 |Moyenne Densité avant traitement
1,150 1,075 1,080 1 145 1,170 1)040 1) 110 1 > 110
Densité après traitement, 1) 050 L> 05 J O 1,050 | 1040 | 1,050 1034 1, 050 11046 Le tableau 1 donne les données comparatives entre la densité des échantillons d'eau boueuse usée avant et après le traitement de régénération Si on compare les valeurs moyennes 1,110 et 1,046, on voit que le traitement de régénération suivant la présente invention peut réduire efficacement la
densité de l'eau boueuse usée au niveau requis.
La figure 14 représente la courbe de distribution des particules de boue dans l'eau usée avant le traitement de régénération tandis que la figure 15 représente la même courbe après le traitement Les particules dans l'eau usée après le traitement appartiennent presque toutes à la plage qui n'est pas supérieure à 10 micromètres Les particules plus grandes que 10 micromètres sont presque toutes enlevées par le séparateur centrifuge 13 de la présente invention Ceci signifie que le séparateur 13 a des performances de traitement
de régénération de 10 micromètres.
La figure 16 illustre la comparaison entre le séparateur suivant la présente invention et divers autres procédés de séparation courants L'invention peut être appliquée à une plage extrêmement large de dimensions de particules qu'ils s'agissent de sable fin ou de limon La teneur en eau de la partie solide traitée est de 20 à 30 % Sur la figure 16, les références ont les significations suivantes: INV: procédé suivant l'invention; CL: cyclone à liquide; BS: bain pour la séparation des particules; SS: séparateur spiral; SR: séparateur rotatif; SRT: séparateur à râteaux; TV: tamis vibrant. La figure 17 représente les courbes de distribution des dimensions des particules de bentonite incluses dans l'eau usée D'après cette figure on peut voir que la dimension de particule de la bentonite appartient presque totalement à la plage de 10 micromètres et inférieure Puisque le séparateur suivant la présente invention enlève les particules de boue de dimension supérieure à 10 micromètres, tel que le limon, à partir de l'eau usée, le composant efficace, c'est-à-dire la bentonite, peut demeurer dans l'eau traitée destinée à être réutilisée pour le travail d'excavation à l'eau Si l'eau usée n'est pas soumise au traitement de la présente invention, l'eau usée ayant une densité plus élevée sera presque toute déchargée et un liquide de stabilisation nouvellement préparé sera continuellement requis Le système de traitement d'eau suivant la présente invention permet de réduire le coût du travail
d'excavation à l'eau.
Bien que le séparateur 13 enlève les particules d'une dimension supérieure à 10 micromètres, les particules d'une dimension plus petite que 10 micromètres s'accumuleront au point d'augmenter la densité de l'eau usée jusqu'à un niveau inacceptable Cette eau usée sera soumise au traitement de déshydratation de la présente invention et deviendra finalement
un déchet.
La figure 18 est une vue en coupe partielle, à plus grande échelle, représentant une variante d'exécution du séparateur centrifuge 13 qui est équipée avec un moyen de détection 60 pour détecter un niveau maximal prédéterminé de la partie solide accumulée dans le panier interne 39 Les figures 19 et 20 représentent ce moyen de détection lui- même vu en élévation et en plan Sur les figures 18 à 20 les mêmes numéros de référence indiquent les mêmes éléments ou parties correspondant à ceux du séparateur centrifuge 13 représenté sur
la figure 2, si bien que la même explication n'est pas répétée.
Le moyen de détection 60 comprend un commutateur rotatif 61 placé sur la surface supérieure du carter fixe 31, un interrupteur de fin de course 62 qui est alternativement fermé et ouvert en réponse à la rotation du commutateur rotatif 61, une tige centrale 63 dont une extrémité est accouplée au commutateur rotatif 61 et dont l'autre extrémité s'étend dans le panier interne 39, et une pluralité de plaques formant palpeurs 64 fixées à la tige centrale 63, en étant espacées dans la direction verticale Le commutateur rotatif 61 est monté en rotation sur un organe support 65 fixé sur la surface supérieure du carter fixe 31 L'extrémité supérieure de la tige centrale 63 est fixée au commutateur rotatif 61 à travers une ouverture centrale formée dans l'organe support 65 si bien que le commutateur rotatif 61 est entraîné en rotation par la
rotation de la tige 63.
La plaque formant palpeur 64 présente une forme allongée s'étendant dans une direction horizontale et elle est pourvue, à son extrémité, d'une pointe en carbure 64 a en faisant partie intégrale Il est préférable qu'au moins deux plaques formant palpeurs 64, ainsi qu'il est représenté sur les figures 18 et 19, soient prévues afin de détecter le niveau maximal même lorsque la partie solide 66, accumulée dans le panier interne 39, adhère d'une manière irrégulière à la paroi du panier ou est déposée dans la section inférieure du panier 39. Le commutateur rotatif 61 est toujours sollicité dans une direction prédéterminée, au moyen d'un ressort 67 interposé entre le commutateur rotatif 61 et l'organe support 65, afin d'éviter que le commutateur rotatif 61 ne vienne interférer
avec l'interrupteur de fin de course 62.
L'une des plaques formant palpeurs 64, à savoir la plaque supérieure sur la figure 18, est pourvue d'un moyen 68 empêchant un défaut de fonctionnement, afin d'empêcher un défaut de fonctionnement du moyen de détection 60 Lorsque certaines gouttelettes provenant de l'eau boueuse alimentée dans le séparateur 13 viennent quelquefois frapper les plaques formant palpeurs 64, le moyen de détection 60 est actionné en
réponse à cette situation incorrecte.
La figure 21 représente une structure typique du moyen 68 empêchant un défaut de fonctionnement Ce moyen 68 comprend un organe support 69 fixé à l'extrémité droite de la plaque formant palpeur 64, un boîtier de palier 70 supporté à rotation par l'organe support 69, par l'intermédiaire d'un élément d'étanchéité annulaire 71 et d'un roulement 72, et un palpeur 73 fixé au boîtier de palier 70, au moyen de vis 74 et d'écrous Le boîtier de palier 70 est pourvu en outre d'une plaque supérieure 76 avec une feuille de garniture 77, et d'une plaque inférieure 78, ces plaques supérieure 76 et inférieure 78 étant fixées au boîtier du palier 70 par l'intermédiaire de longues
vis 79 et d'écrous 80.
Si on se réfère à la figure 18, on voit que le séparateur 13 comporte en outre un moyen de détection manuelle 81 pour détecter le niveau maximal de la partie solide accumulée 66 Ce moyen 81 de détection manuelle est composé d'une manette 82 et d'une tige 83 dont une extrémité est reliée à la manette 82 et dont l'autre extrémité 83 a est recourbée sensiblement à 900, en direction de la paroi cylindrique du panier interne 39 La tige 83 est montée à pivotement sur le couvercle du carter fixe 31 La section recourbée 83 a est légèrement plus longue que la plaque formant palpeur 64 si bien que cette section recourbée 83 a vient en contact avec la partie solide 66, lorsque la partie solide accumulée atteint le niveau maximal Le numéro de référence 84 indique un levier de déblocage pour le démontage du moyen de détection 60 afin de contrôler, nettoyer et changer les plaques formant palpeurs 64, le moyen 68 de protection contre un défaut de fonctionnement et
le moyen 81 de détection manuelle.
Le fonctionnement du moyen de détection 60 sera maintenant décrit en détail Lorsqu'au moins une pointe 64 a en carbure de la plaque formant palpeur 64 vient en contact avec la partie solide 66 accumulée dans le panier 39 tournant dans le carter fixe 31 du séparateur centrifuge 13, la force de rotation du panier 39 est transmise à la tige centrale 63, par l'intermédiaire de la plaque formant palpeur 64 Par suite de cette force de rotation, le commutateur rotatif 61 fixé d'une manière intégrale à la tige 63 est également entraîné en rotation à l'encontre de la force de rappel du ressort 67, de manière à fermer l'interrupteur de fin de course 62 Le signal de fermeture de l'interrupteur de fin de course 62 est envoyé à l'unité d'entraînement de l'arbre d'entraînement rotatif 34 du séparateur 13, afin de réduire la vitesse de rotation de l'arbre 34 dans le mode de rotation à faible vitesse, allant par exemple de 100 à 300 tours par minute, et simultanément aux pompes à fluide 2 et 6, lorsque le séparateur 13 fonctionne dans le mode traitement de déshydratation, ou bien à la pompe à fluide 18 lorsqu'il se trouve fonctionner dans le mode traitement de régénération, afin d'arrêter l'opération d'alimentation de l'eau de décharge ou de l'eau boueuse usée vers et dans le panier 39, à travers la canalisation d'entrée 33 Ensuite le dispositif d'enlèvement de la partie solide, représenté sur les figures 7 et 8, est placé dans la position de raclage dans laquelle la racle 53 commence à racler la partie solide 66 qui adhère à la paroi cylindrique du panier interne 39 Lorsque l'opération de raclage du dispositif d'enlèvement est achevée, le commutateur rotatif 61 est ramené, sous l'action de la force de rappel du ressort 67, dans sa position initiale dans laquelle le commutateur rotatif 61 est
isolé de l'interrupteur de fin de course 62.
Le moyen 68 empêchant un défaut de fonctionnement évite que le moyen de détection 60 ne fonctionne d'une manière incorrecte sous l'effet de gouttelettes provenant de l'eau boueuse introduite dans le séparateur 13 Lorsque les gouttelettes viennent frapper ce moyen 68, l'élément palpeur 73 est tourné sous l'effet de la force des gouttelettes, afin d'absorber cette force Par contre, lorsque la partie solide 66 est sur le point d'atteindre ou dépasse le niveau maximal, l'élément palpeur 73 du moyen 68 est soumis d'une manière répétée à une plus grande force d'impact qui ne peut pas être absorbé par la rotation de l'élément palpeur 73 Ainsi le moyen de détection 60 peut détecter d'une manière correcte le niveau maximal représentant l'instant correct o il y a lieu d'enlever
la partie solide 66 du panier intérieur 39.
Le niveau maximal peut être détecté par le moyen 81 de détection manuelle représenté sur la figure 18 Un opérateur actionne manuellement la manette 82 du moyen 81, afin de contrôler si la section courbée 83 a est ou non en contact avec la partie solide 66 Bien que ce moyen 81 de détection manuelle soit relativement simple, l'opérateur doit actionner souvent, manuellement, la manette 82 Dans ce mode de détection manuelle, l'opération d'enlèvement de la partie solide est
également amorcée par l'opérateur.
Ainsi qu'il a été décrit précédemment, le procédé et le dispositif de traitement de l'eau suivant la présente invention peuvent effectuer alternativement le traitement de déshydratation de l'eau boueuse de décharge et/ou de l'eau de décharge industrielle, en vue d'un rejet final, ou bien le traitement de régénération de l'eau boueuse, une fois qu'elle a été utilisée dans le travail d'excavation à l'eau, en vue d'une réutilisation dans le même travail ou dans d'autres travaux, et ce enutilisant le même dispositif d'une manière relativement aisée. Dans le traitement de déshydratation, l'eau de décharge boueuse et/ou l'eau de décharge industrielle sont additionnées d'un agent floculant afin de former les flocons des fines particules de boue plus petites que 10 micromètres, et ces flocons sont séparés de l'eau de décharge boueuse et/ou de
l'eau de décharge industrielle par le séparateur centrifuge.
Les flocons séparés sont condensés et solidifiés dans le panier du séparateur centrifuge, afin de former des gâteaux déshydratés qui peuvent être utilisés en tant que sols naturels La partie liquide séparée de l'eau de décharge est filtrée par unité de purification ou de débourbage du liquide, afin d'éliminer certaines impuretés, et elle est déchargée à
partir de ce dispositif comme eau de décharge.
Alternativement, dans le traitement de régénération, l'eau boueuse à densité élevée, une fois qu'elle a été utilisée dans les travaux d'excavation à l'eau, est alimentée dans le séparateur centrifuge afin d'enlever les particules de boue supérieures à 10 micromètres à partir de l'eau boueuse à densité élevée Puisque le liquide séparé contient principalement des fines particules, tel qu'un lait dont les particules ont une dimension plus petite que 10 micromètres, le liquide séparé peut être réutilisé en tant que liquide de
stabilisation désirable pour des travaux d'excavation à l'eau.
Dans les deux modes de fonctionnement la partie solide séparée par le séparateur centrifuge est transmise à l'unité de traitement de la partie solide afin d'y être déshydratée et de former ensuite des gateaux déshydratés qui peuvent être aisément utilisés en tant que sol en surplus utilisé pour des constructions au sol le long du bord de mer et des
constructions similaires.
Le séparateur centrifuge suivant la présente invention permet d'exécuter régulièrement l'opération de séparation solide-liquide sans stagnation Le fond du panier interne du séparateur est formé avec les ouvertures définies entre le bras en forme de croix et l'élément annulaire, chaque paroi interne de ceux-ci étant évasée verticalement en direction de son extrémité inférieure Dans les ouvertures la partie solide, tel que des flocons et du limon condensés et solidifiés, tombent aisément sous l'effet de la force centrifuge et du jet d'air en provenance de la buse d'air, le long des parois latérales qui sont évasées vers le bas Puisque la partie solide peut être déchargée régulièrement à l'extérieur du panier interne, l'opération de séparation solide-liquide peut être poursuivie pendant une longue période de temps Même lorsque les ouvertures sont obstruées par la partie solide, le moyen de détection peut détecter le niveau maximal de la partie solide stockée dans le panier Ce moyen de détection peut arrêter automatiquement l'opération de centrifugation du panier et l'opération d'alimentation en eau boueuse En outre, dans le cas o le séparateur centrifuge est équipé d'un moyen d'actionnement électrique pour enlever la partie solide du panier, l'opération d'enlèvement de la partie solide peut démarrer automatiquement en réponse au moyen de détection Le moyen empêchant un défaut de fonctionnement, associé au moyen de détection, peut empêcher que le moyen de détection ne fonctionne d'une manière incorrecte sous l'effet de gouttes d'eau. Il va de soi que le système de traitement de déshydratation et le système de régénération peuvent être conçus, indépendamment l'un de l'autre, de manière à exécuter les deux traitements en utilisant les deux mêmes séparateurs en même temps, dans le cas d'une grande quantité continue de
matière à traiter.
Claims (12)
1. Procédé amélioré de traitement de l'eau pour une eau boueuse provenant de travaux d'excavation à l'eau et/ou pour une eau de décharge industrielle, caractérisé en ce qu'il comprend un premier processus de traitement pour l'exécution d'un traitement de déshydratation de l'eau boueuse de décharge et/ou de l'eau de décharge industrielle, lequel comporte une étape de floculation pour faire floculer de fines particules de boue contenues dans l'eau boueuse de décharge et/ou l'eau de décharge industrielle, afin de former des flocons, une étape de séparation solide-liquide afin de séparer les flocons en une partie solide et une partie liquide, cette étape étant effectuée suivant un premier mode opératoire, une étape de décharge pour décharger la partie liquide à travers une étape de filtrage et de purification de l'eau, et une étape de traitement de la partie solide pour traiter la partie solide séparée lors de l'étape de séparation solide-liquide, et un second processus de traitement pour l'exécution d'un traitement de régénération de l'eau boueuse ayant une densité élevée, lorsque l'eau boueuse est enrichie en particules de boue produites par les travaux d'excavation à l'eau, lequel comprend une étape de réception de l'eau boueuse pour recevoir l'eau boueuse provenant du site d'excavation, une étape de séparation solide-liquide pour séparer l'eau boueuse en une partie solide et une partie liquide, cette étape étant exécutée suivant un second mode opératoire, et une étape de réutilisation afin de réutiliser la partie liquide séparée, qui est exempte des particules de boue, obtenue à la suite de l'étape de séparation solide-liquide, et une étape de traitement de la partie solide afin de traiter la partie solide séparée lors de l'étape de
séparation solide-liquide.
2. Procédé de traitement de l'eau suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de commutation pour passer alternativement de l'un à
l'autre des premier et second processus de traitement.
3. Procédé de traitement de l'eau suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape de séparation
solide-liquide utilise un système de séparation centrifuge.
4 Dispositif de traitement de l'eau pour l'eau boueuse de décharge provenant de travaux d'excavation à l'eau et/ou l'eau de décharge industrielle et l'eau boueuse usée une fois qu'elle a été utilisée dans des travaux d'excavation à l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend un premier réservoir d'eau (la) pour stocker l'eau de décharge provenant de travaux d'excavation à l'eau et/ou de travaux industriels, un deuxième réservoir d'eau (lb) pour stocker l'eau boueuse usée ayant une densité élevée du fait qu'elle est enrichie en particules de boue et d'autres matières par suite des travaux d'excavation à l'eau, une unité de floculation ( 5) pour ajouter un agent floculant dans l'eau de décharge alimentée à partir du premier réservoir d'eau (la), afin de faire floculer les fines particules contenues dans l'eau de décharge, un séparateur centrifuge ( 13) qui peut fonctionner alternativement suivant un premier mode opératoire ou un second mode opératoire, sous la commande d'une vanne de commutation, l'eau de décharge fournie à partir de l'unité de floculation ( 5) étant traitée, dans le premier mode opératoire, de manière à séparer l'eau floculée en une partie solide et une partie liquide, tandis que dans le second mode opératoire l'eau boueuse usée, fournie à partir du deuxième réservoir (lb), est traitée de manière à enlever les particules de boue de l'eau boueuse usée, une unité ( 20) de purification de liquide pour purifier la partie liquide fournie à partir du séparateur centrifuge ( 13) fonctionnant dans le premier mode opératoire, un troisième réservoir d'eau ( 26) destiné à stocker l'eau traitée provenant du séparateur centrifuge ( 13) fonctionnant dans le second mode opératoire, et une unité ( 24) de traitement de la partie solide destinée à traiter la partie solide provenant du séparateur centrifuge
( 13) fonctionnant dans les premier et second modes opératoires.
5. Dispositif de traitement de l'eau suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de commutation afin de sélectionner alternativement le
premier mode opératoire ou le second mode opératoire.
6. Dispositif de traitement de l'eau suivant la revendication 4 caractérisé en ce que le séparateur centrifuge ( 13) comprend un carter fixe ( 31), un panier interne mobile ( 39) suspendu à rotation dans le carter fixe ( 31), par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement rotatif ( 34), ce panier interne ( 39) comportant une paroi cylindrique non perforée et un élément de fond ( 42) en forme de roue, et une buse d'injection d'air ( 45) dirigée vers les ouvertures
supérieures de l'élément de fond ( 42) en forme de roue.
7 Dispositif de traitement de l'eau suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'élément de fond ( 42) en forme de roue comporte une partie annulaire ( 36), un bras ( 37) sensiblement en forme de croix, formé d'une manière intégrale dans la partie annulaire ( 36), et des ouvertures ( 42 a) définies entre le bras ( 37) en forme de croix et la partie annulaire ( 36), chaque paroi interne ( 36 a) des ouvertures ( 42 a) étant inclinée par rapport à la verticale de manière à faciliter la
décharge de la partie solide vers son extrémité inférieure.
8 Dispositif de traitement de l'eau suivant la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif d'enlèvement de la partie solide afin d'enlever la partie solide ( 66) accumulée sur la paroi du panier ( 39) et adhérant à cette paroi, lorsque la partie solide ( 66) dépasse
un niveau maximal prédéterminé.
9. Dispositif de traitement de l'eau suivant la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de détection ( 60) pour détecter le niveau maximal de la partie solide ( 66) adhérant à la paroi cylindrique du panier interne ( 39), ce moyen de détection ( 60) arrêtant automatiquement l'opération de centrifugation du panier interne ( 39) et l'opération d'alimentation en eau, et actionnant le
dispositif d'enlèvement de la partie solide.
10. Dispositif de traitement de l'eau suivant la revendication 9 caractérisé en ce que le moyen ( 60) de détection du niveau maximal de la partie solide ( 66) comprend un commutateur rotatif ( 61) disposé sur la surface supérieure du carter fixe ( 31), un interrupteur de fin de course ( 62) qui est alternativement fermé et ouvert en réponse à la rotation de ce commutateur rotatif ( 61), une tige centrale ( 63) dont une extrémité est accouplée au commutateur rotatif ( 61) et dont l'autre extrémité s'étend dans le panier interne ( 39), et une pluralité de plaques formant palpeurs ( 64) fixées à la tige centrale ( 63), espacées dans une direction verticale, l'une de ces plaques formant palpeurs ( 64) pouvant transmettre au commutateur rotatif ( 61), par l'intermédiaire de la tige centrale ( 63), la force produite par la venue en contact entre l'extrémité de la plaque formant palpeur ( 64) et la partie solide ( 66) accumulée dans le panier interne ( 39).
11. Dispositif de traitement de l'eau suivant la revendication 10 caractérisé en ce que l'une des plaques formant palpeurs ( 64) est pourvue d'un moyen ( 68) empêchant un défaut de fonctionnement lequel empêche que les plaques formant palpeurs ( 64) ne fonctionnent d'une manière erronées par suite
de gouttelettes d'eau.
12. Dispositif de traitement de l'eau suivant la revendication 9 caractérisé en ce que le dispositif de détection ( 60) peut être remplacé par un dispositif de détection manuelle ( 81) lequel comporte une manette ( 82) montée à rotation sur la surface supérieure du carter fixe ( 31), et une tige ( 83) dont une extrémité est accouplée à la manette ( 82) et dont l'autre extrémité ( 83 a) est recourbée sensiblement à angle droit en direction de la paroi du panier ( 39), si bien qu'un opérateur peut détecter le niveau maximal lorsque cette extrémité recourbée ( 83 a) vient en contact avec la partie
solide ( 66) accumulée dans le panier ( 39).
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