FR2768718A1 - Installation pour le traitement par irradiations u.v. d'un liquide - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une installation pour le traitement par irradiations U. V. d'un liquide qui comprend une unité contenant un liquide à traiter alimentant par gravité au moins une unité de traitement (1). Chaque unité (1) est constituée d'une cheminée de mise en charge (3) qui est entièrement traversée par un flux vertical descendant du liquide à traiter, et qui communique avec une chambre d'irradiation (5) munie d'au moins une lampe U. V. (20) et dans laquelle le flux du liquide à traiter est vertical ascendant.La communication entre la cheminée de mise en charge (3) et la chambre d'irradiation (5) s'effectue au travers d'une section de passage (16) de dimension inférieure à la section de la cheminée de mise en charge (3) du liquide afin de générer une zone d'homogénéisation (18) du liquide à traiter.La partie supérieure de la chambre d'irradiation (5), communique par débordement avec un bac de déversement (7) en assurant le noyage permanent de la ou desdites lampes U. V. (20).
Description
La présente invention concerne une installation pour le traitement par irradiations U.V. d'un liquide, en particulier pour la désinfection des eaux usées
Une installation pour le traitement par irradiations U.V. d'un liquide contenant des microorganismes remplit idéalement plusieurs fonctions qui permettent de:
1) maintenir le liquide à traiter dans une zone dite "de traitement" ou la puissance du rayonnement de la source U.V. est suffisamment élevée pour détruire les microorgani smes,
2) assurer l'homogénéité du liquide à traiter lorsqu'il arrive au voisinage de la source d'émission U.V., et
3) lorsque le liquide circule horizontalement, veiller à ce qu'une lame de liquide faible et constante recouvre la source d'émission U.V.
Une installation pour le traitement par irradiations U.V. d'un liquide contenant des microorganismes remplit idéalement plusieurs fonctions qui permettent de:
1) maintenir le liquide à traiter dans une zone dite "de traitement" ou la puissance du rayonnement de la source U.V. est suffisamment élevée pour détruire les microorgani smes,
2) assurer l'homogénéité du liquide à traiter lorsqu'il arrive au voisinage de la source d'émission U.V., et
3) lorsque le liquide circule horizontalement, veiller à ce qu'une lame de liquide faible et constante recouvre la source d'émission U.V.
EP-A-687 201 décrit un système de traitement par irradiation U.V. d'un fluide alimenté par gravité et circulant horizontalement. L'installation décrite dans EP-A687 201 permet d'atteindre les objectifs 1) et 3) présentés ci-dessus grâce à deux moyens qui sont de:
- faire passer le liquide dans une section transversale fermée pour le maintenir dans la zone de traitement, et
- contrôler l'épaisseur de la lame de liquide par un système de régulation de niveau de liquide classique, déjà décrit dans l'art antérieur.
- faire passer le liquide dans une section transversale fermée pour le maintenir dans la zone de traitement, et
- contrôler l'épaisseur de la lame de liquide par un système de régulation de niveau de liquide classique, déjà décrit dans l'art antérieur.
La section transversale de la chambre d'irradiation décrite dans EP-A687 201 est, de préférence, réduite par rapport à la section de la zone d'entrée du fluide, de telle sorte que le fluide entrant à une vitesse relativement faible, traverse la zone d'irradiation à une vitesse élevée pour ressortir ensuite à une vitesse de nouveau relativement faible. Cette section transversale réduite permet de minimiser les pertes de charge hydraulique.
Le système de régulation de niveau de liquide classique utilisé dans l'installation que décrit EP-A-687201 permet de maintenir une lame d'eau constante au dessus de la source U.V. pour garantir le noyage permanent de la source, et d'absorber les fluctuations du débit d'alimentation pour assurer une qualité de traitement constante.
Ce type de système de régulation est à l'origine de fréquents dysfonctionnements des installations de traitement actuelles.
Plusieurs documents de l'art antérieur décrivent un moyen d'obtenir le résultat 2) présenté ci-dessus qui est d'assurer l'homogénéité du liquide à traiter avant qu'il soit irradié. Ce moyen consiste à utiliser un dispositif de diffusion de gaz situé en partie inférieure de la chambre d'irradiation. Ce dispositif permet de créer, au sein du liquide à désinfecter, des turbulences elles-mêmes générées par le bullage du gaz dans le liquide. Le gaz peut être l'air ou l'ozone.
Une installation comportant un tel dispositif de diffusion de gaz créant des turbulences au sein du liquide à traiter est décrite dans la demande de brevet
US 4,273,660.
US 4,273,660.
Il n'existe aucun document dans l'art antérieur décrivant un système de traitement de fluide par irradiations U.V. qui permet d'atteindre à la fois les trois objectifs présentés plus haut, à savoir : 1) maintenir le fluide dans la zone de traitement, 2) assurer l'homogénéité du fluide, et 3) assurer le noyage permanent de la source U.V.
Il n'existe aucun document dans l'art antérieur qui décrit un système permettant de maintenir le niveau de liquide au-dessus d'un certain seuil.
Tous les documents de l'art antérieur proposent un dispositif de bullage d'un gaz pour obtenir le résultat 2). Aucun autre moyen pour homogénéiser le liquide avant traitement n'est connu.
La présente invention propose une installation pour le traitement par irradiations U.V. d'un liquide qui permet avantageusement d'atteindre les trois objectifs présentés précédemment tout en s'affranchissant d'un système de régulation de niveau de liquide classique, source de dysfonctionnements dans les installations actuelles.
La présente invention a en effet pour objet une installation pour le traitement par irradiations U.V. d'un liquide, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité contenant un liquide à traiter alimentant au moins une unité de traitement constituée
- d'une cheminée de mise en charge, dans laquelle le flux de liquide à traiter est vertical descendant, qui communique avec
- une chambre d'irradiation, de section transversale fermée, dans laquelle le flux de liquide à traiter est vertical ascendant, et dans laquelle est disposée verticalement au moins une lampe U.V. s'étendant sur la plus grande partie de la hauteur de ladite chambre d'irradiation,
caractérisée en ce que la cheminée de mise en charge communique avec la chambre d'irradiation par une section de passage dont la dimension est inférieure à la section de la cheminée de mise en charge perpendiculaire au flux, afin de générer une zone d'homogénéisation du liquide à traiter à l'entrée de la chambre d'irradiation,
caractérisée en ce que le liquide, traité après avoir traversé la chambre d'irradiation, déborde en partie supérieure de ladite chambre pour s'écouler dans un bac de déversement de manière à assurer un noyage permanent de la ou des lampes U.V.
- d'une cheminée de mise en charge, dans laquelle le flux de liquide à traiter est vertical descendant, qui communique avec
- une chambre d'irradiation, de section transversale fermée, dans laquelle le flux de liquide à traiter est vertical ascendant, et dans laquelle est disposée verticalement au moins une lampe U.V. s'étendant sur la plus grande partie de la hauteur de ladite chambre d'irradiation,
caractérisée en ce que la cheminée de mise en charge communique avec la chambre d'irradiation par une section de passage dont la dimension est inférieure à la section de la cheminée de mise en charge perpendiculaire au flux, afin de générer une zone d'homogénéisation du liquide à traiter à l'entrée de la chambre d'irradiation,
caractérisée en ce que le liquide, traité après avoir traversé la chambre d'irradiation, déborde en partie supérieure de ladite chambre pour s'écouler dans un bac de déversement de manière à assurer un noyage permanent de la ou des lampes U.V.
L'installation selon l'invention est plus particulièrement destinée à la désinfection des eaux usées.
Ladite zone d'homogénéisation permet d'homogénéiser le liquide qui contient des particules en suspension avant que celui-ci n'arrive dans la zone de traitement. Le dépôt de ces particules au fond de la chambre est évité grâce à l'accélération du liquide qui traverse la section de passage.
Dans ladite chambre d'irradiation de section transversale fermée, le liquide à traiter est maintenu dans la zone où la puissance du rayonnement de la source d'irradiation U.V. est suffisante pour détruire les microorganismes.
Après avoir traversé la zone d'homogénéisation, le liquide à traiter, entre dans une zone de tranquillisation du flux, située à la partie inférieure de la chambre d'irradiation, qui permet de redresser le profil des vitesses de manière à obtenir un écoulement du liquide de type piston en régime turbulent.
Le liquide à traiter entre dans ladite zone de tranquillisation, de préférence avant d'arriver au contact de l'extrémité inférieure de la ou des lampes U.V.
En effet, il est souhaitable d'uniformiser le profil des vitesses du liquide en tout point de la section, avant que ledit liquide ne pénètre dans la zone où le rayonnement de la ou des lampes U.V. est efficace, afin d'assurer une qualité du traitement homogène.
L'installation selon l'invention associe un moyen de maintenir le fluide dans la zone dite de traitement et un moyen d'homogénéiser le traitement du liquide.
L'installation selon l'invention propose également un moyen de s'assurer que les lampes
U.V. sont constamment immergées dans le liquide. Ce troisième moyen est nécessaire pour obtenir une qualité du traitement constante.
U.V. sont constamment immergées dans le liquide. Ce troisième moyen est nécessaire pour obtenir une qualité du traitement constante.
De façon avantageuse, la chambre d'irradiation et le bac de déversement sont délimités l'un par rapport à l'autre au moyen d'une lame déversante. La hauteur de la lame déversante est réglée avant le démarrage de l'installation de manière à ce que la surface libre du liquide dans le bac de déversement est située à une distance h3 de la crête de ladite lame.
La chambre d'irradiation comprend, de préférence, deux rangés d'un nombre identique de lampes U.V. de diamètre do La distance 13 entre les axes des lampes U.V. est avantageusement supérieure à environ deux fois la valeur de do et la distance 14 entre l'axe de chaque lampe et la paroi de la chambre d'irradiation est de l'ordre de d .
Selon un mode de réalisation préféré, le fond de la cheminée de mise en charge est commun au fond de la chambre d'irradiation et la cheminée de mise en charge et la chambre d'irradiation sont délimitées l'une par rapport à l'autre au moyen d'une cloison de séparation écartée de la surface du fond commun d'une distance égale à hl.
La cloison de séparation peut éventuellement être une vanne murale réglable en inox, ou bien une simple plaque. Elle sera préférentiellement en inox dont l'avantage est une réflexion U.V. plus élevée.
Selon un mode de réalisation avantageux, la cheminée et la chambre de l'unité de traitement ont la géométrie d'un parallélépipède rectangle et ont une surface latérale commune de telle sorte que la section de la cheminée de mise en charge, la section de passage et la section de la chambre d'irradiation sont rectangulaires, perpendiculaires au flux de liquide et ont une largeur 1o commune.
Comme il a été décrit précédemment, la cloison de séparation entre la cheminée de mise en charge et la chambre d'irradiation est écartée de la surface du fond, de préférence commun à ladite cheminée et à ladite chambre, d'une distance égale à h1.
En conséquence, lorsque la section de la cheminée de mise en charge, la section du passage et la section de la chambre d'irradiation ont une largeur commune égale à lo, la zone d'homogénéisation peut être générée en imposant que la cloison de séparation est écartée d'une distance h1, inférieure à la longueur l1 de la cheminée de mise en charge.
On peut choisir, de façon avantageuse, 11 supérieure ou égale à 12, pour permettre le passage d'un tuyau de camion de curage en cas de nécessité.
Toujours dans le cas d'une géométrie parallélépipédique7 la condition selon laquelle le liquide à traiter entre dans la zone de tranquillisation avant d'arriver au contact de l'extrémité inférieure de la ou des lampes U.V. peut se traduire par la relation selon laquelle l'extrémité inférieure de la ou des lampes U.V. est située à une distance h2 de la surface de fond commun, h2 étant supérieure à environ trois fois la valeur de h1.
La distance h3 entre la crête de la lame déversante et la surface libre du liquide est de préférence supérieure ou égale à h1 de telle sorte que le bac de déversement n'est pas noyé.
La zone d'homogénéisation générée après la section de passage du fluide entre la chambre d'irradiation et la cheminée de mise en charge, peut être renforcée en créant des turbulences par l'injection d'air au moyen d'un dispositif classique de diffusion de gaz.
L'installation selon l'invention peut être munie, à ce titre, d'un dispositif de diffusion de gaz, comme l'air ou l'ozone, aménagé à la partie inférieure de la chambre d'irradiation et/ou de la chambre de mise en charge.
Dans le cas ou le gaz est l'air, le dispositif de diffusion de gaz provoque un bullage d'air créant des turbulences dans le liquide à traiter.
Dans le cas ou le gaz est l'ozone, le dispositif de diffusion de gaz génère un bullage d'ozone provoquant à la fois une réaction d'oxydation radicalaire par action d'irradiation U.V. sur l'ozone, et la création de turbulences dans le liquide à traiter.
La réaction d'oxydation radicalaire se traduit par la production de radicaux libres, qui sont très réactifs avec notamment des composés organiques réfractaires à l'action oxydante moléculaire des produits oxydants classiquement utilisés. Elle peut, par exemple, être utilisée pour oxyder certains pesticides en vue de produire de l'eau potable ou encore pour oxyder des matières organiques peu ou pas biodégradables dans des effluents résiduaires (lixiviats de décharge, rejets industriels).
Selon un mode de réalisation de l'invention, I'installation est placée en amont du canal de comptage de sortie d'une station d'épuration, si bien que le liquide débordant sur la lame déversante s'écoule directement dans ledit canal de comptage.
L'installation est généralement disposée en aval d'un clarificateur ou d'un flottateur assurant la séparation entre les boues et le fluide à traiter.
Selon une variante de l'invention, I'installation comprend deux unités de traitement disposées en série de telle sorte que l'unité contenant le liquide à traiter communique avec la cheminée de mise en charge d'une première unité, que la chambre d'irradiation de ladite première unité communique avec la cheminée de mise en charge d'une deuxième unité, et que la chambre d'irradiation de ladite deuxième unité communique avec le bac de déversement.
Selon cette variante, la chambre d'irradiation de la première unité et la cheminée de mise en charge de la deuxième unité sont délimitées l'une par rapport à l'autre au moyen d'une paroi de séparation.
Les fonds des deux unités de traitement sont de préférence situés dans le même plan, en prolongement l'un de l'autre.
Pour des débits faibles, la distance h4 entre la crête supérieure de la paroi de séparation et la surface libre du liquide est avantageusement inférieure à hl.
Les modes de mise en oeuvre préférés de la présente invention sont illustrés par les figures 1 à 4, dans lesquelles
la figure 1 représente une vue de dessus d'une installation selon l'invention pour le traitement par irradiation U.V. d'un liquide, comprenant une chambre d'irradiation alimentée par une cheminée de mise en charge;
la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale de l'installation de l'invention selon l'axe AA indiqué sur la figure 1
la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'une installation selon l'invention pour le traitement par irradiation U.V. d'un liquide, comprenant deux unités de traitement en série.
la figure 1 représente une vue de dessus d'une installation selon l'invention pour le traitement par irradiation U.V. d'un liquide, comprenant une chambre d'irradiation alimentée par une cheminée de mise en charge;
la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale de l'installation de l'invention selon l'axe AA indiqué sur la figure 1
la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'une installation selon l'invention pour le traitement par irradiation U.V. d'un liquide, comprenant deux unités de traitement en série.
Les figures 1 à 3 ne sont pas à l'échelle de l'installation.
la figure 4 représente le logarithme du rapport du nombre de germes en sortie de l'installation selon l'invention et du nombre de germes en entrée, en fonction de la dose moyenne des U.V. irradiés (en mWatt.s/cm2) dans le cas d'un régime de type piston en régime turbulent.
la figure 4 représente le logarithme du rapport du nombre de germes en sortie de l'installation selon l'invention et du nombre de germes en entrée, en fonction de la dose moyenne des U.V. irradiés (en mWatt.s/cm2) dans le cas d'un régime de type piston en régime turbulent.
Les figures 1 et 2 représentent une installation selon l'invention pour le traitement par irradiation U.V d'un liquide comprenant une unité de traitement 1 constituée d'une cheminée de mise en charge 3 et d'une chambre de traitement 5, ladite unité 1 communiquant en sortie avec un bac de déversement 7.
Le liquide à traiter arrive en amont de l'unité d'alimentation par une conduite d'alimentation 9 posée à une distance ho du fond de la cheminée de mise en charge 3 de manière à ce que la section de passage 11 entre la conduite 9 et la cheminée de mise en charge 3 est constamment immergée pendant le fonctionnement de l'installation pour mieux absorber les perturbations du liquide, telles que les turbulences et l'effet de jet.
La conduite 9 oriente le flux dans une direction préférentielle perpendiculaire à la section de passage 11 entre ladite tuyauterie et la cheminée de mise en charge.
La distance ho entre la conduite 9 et le fond de la cheminée de mise en charge 3 est de l'ordre de 150 cm.
Le liquide à traiter venant de l'unité d'alimentation entre dans la cheminée de mise en charge 3 dont la section rectangulaire est égale au produit de 10 et 11, lo étant sa largeur et 11 sa longueur.
La hauteur de ladite cheminée 3 est supérieure à ho
Le liquide à traiter traverse la cheminée de mise en charge 3 selon un flux vertical descendant. Le rôle de ladite cheminée 3 est de redresser le profil hydraulique des vitesses du liquide.
Le liquide à traiter traverse la cheminée de mise en charge 3 selon un flux vertical descendant. Le rôle de ladite cheminée 3 est de redresser le profil hydraulique des vitesses du liquide.
Le fond 12 de la cheminée de mise en charge 3 est commun au fond 12 de la chambre d'irradiation 5, dont la section est rectangulaire égale au produit de 1o et 12, 1o étant sa largeur et 12 étant sa longueur. La cheminée de mise en charge 3 et la chambre d'irradiation 5 sont délimitées l'une par rapport à l'autre au moyen d'une cloison 14 de séparation constituée d'une plaque en acier inoxydable.
La cloison de séparation 14 est écartée de la surface de fond 12 commune à ladite cheminée et à ladite chambre, d'une distance égale à hl.
La longueur 11 de la cheminée de mise en charge 3 est supérieure à la longueur 12 de la chambre d'irradiation 5 et hl est environ égale à la valeur de 12.
La chambre de mise en charge 3 communique avec la chambre d'irradiation 5 par une section de passage 16 de surface égale au produit de lo par hl.
Après avoir traversé la section de passage 16, le liquide à traiter entre dans une zone d'homogénéisation 18 à la partie inférieure de la chambre d'irradiation 5.
Les turbulences générées permettent d'homogénéiser le liquide et d'éviter le dépôt des particules en suspension dans le liquide sur le fond 12 de ladite chambre 5.
La chambre d'irradiation 5 comprend deux rangées d'un nombre identique de lampes U.V 20 en forme de tube d'un diamètre de do. Chaque lampe a une puissance d'environ 95 W Uvc et un diamètre de 33 mm. Le liquide traverse la chambre d'irradiation 5 selon un flux vertical ascendant.
La distance 13 entre les axes des lampes U.V. 20 est supérieure à environ deux fois la valeur de d . La distance 14 entre l'axe de chaque lampe U.V. 20 et la paroi de la chambre est de l'ordre de do
Le liquide, aprés avoir traversé la zone d'homogénéisation 18 à la partie inférieure de ladite chambre 5, entre ensuite dans une zone de tranquillisation du flux 22.
Le liquide, aprés avoir traversé la zone d'homogénéisation 18 à la partie inférieure de ladite chambre 5, entre ensuite dans une zone de tranquillisation du flux 22.
Les lampes U.V 20 sont situées à une hauteur h2 de la surface du fond 12, supérieure ou égale à trois fois la valeur de hl, afin de favoriser le redressement du profil des vitesses aprés la zone d'homogénéisation 18 et obtenir au niveau des lampes un écoulement de type piston en régime turbulent.
Après avoir traversé la chambre d'irradiation 5, le liquide traité déborde à sa partie supérieure contre une lame déversante 24 réglable à la mise en service et s'écoule dans le bac de déversement 7 de section ouverte.
La hauteur de la lame déversante 24 détermine la ligne d'eau de l'unité de traitement 1.
La distance h3 entre la crête de la lame déversante 24 et la surface libre du liquide 28 est supérieure ou égale à hl, de telle sorte que le bac de déversement 7 n'est pas noyé.
La figure 3 représente une installation selon l'invention comportant deux unités de traitement 101 et 102 en série dont la géométrie est la même que celle de l'unité de traitement 1 représentée en figures 1 et 2.
La première unité 101 est alimentée par une conduite d'alimentation 109 posée à une distance ho du fond 112 de la cheminée de mise en charge 103 de telle sorte que la section de passage 111 entre la conduite d'alimentation 109 et la cheminée de mise en charge 103 est constamment immergée pendant le fonctionnement de l'installation.
Chaque unité 101 (ou 102) comprend une cheminée de mise en charge 103, (ou 104) et une chambre de traitement 105 (ou 106), L'unité 102 communiquant en sortie avec un bac de déversement 107.
Les cheminées de mise en charge 103 et 104 ont une section rectangulaire égale au produit de lo par 11, lo étant leur largeur et 1 l étant leur longueur.
La hauteur des cheminées 103 et 104 est supérieure à ho.
Les cheminées 103 et 104 sont respectivement délimitées des chambres d'irradiation 105 et 106 au moyen d'une cloison 114, respectivement 115 en inox.
Les cloisons 114 et 115 sont respectivement écartées des fonds 112 et 113 d'une distance égale à hi.
La longueur 11 des cheminées de mise en charge 103 et 104 est supérieure à la longueur 12 des chambres d'irradiations 105 et 106. h1 est environ égal à 12.
Les chambres de mise en charge 103 et 104 communiquent respectivement avec les chambres d'irradiations 105 et 106 par une section de passage 116, respectivement 117.
Après avoir traversé la section de passage 116 (ou 117), le liquide à traiter entre dans une zone d'homogénéisation 118 (ou 119), puis dans une zone de tranquillisation du flux 122 (ou 123).
Chaque chambre d'irradiation 105 (ou 106) comprend deux rangées d'un nombre identique de lampes U.V. 120 (ou 121) d'un diamètre do.
La distance 13 entre les axes des lampes U.V. 120 ou 121 est supérieure à environ deux fois la valeur de do. La distance 14 entre l'axe de chaque lampe U.V. 120 ou 121 et la paroi de la chambre d'irradiation 105, 106 est de l'ordre de do.
Les lampes U.V. 120 et 121 sont situées à une hauteur hl de la surface du fond respectivement 112 et 113. h2 est supérieure ou égale à trois fois la valeur de hl.
Après avoir traversé la chambre d'irradiation 106, le liquide traité déborde à sa partie supérieure contre une lame déversante 124 et s'écoule dans le bac de déversement 107.
La distance h3 entre la crête de la lame déversante 124 et la surface libre du liquide 128 est supérieure ou égale à h1.
Pour les débits faibles, la distance h4 entre la crête supérieure de la paroi de séparation 125 et la surface libre du liquide 126 est inférieure à h1.
Le fond 113 de la deuxième unité 102 est situé dans le prolongement du fond 112 de la première unité 101.
La chambre d'irradiation 105 de la première unité 101 communique, à sa partie supérieure, avec la cheminée de mise en charge 104 de la deuxième unité 102.
Ladite chambre 105 et ladite cheminée 104 sont délimitées l'une par rapport à l'autre au moyen d'une paroi de séparation 125 prenant appui sur le fond commun 112, 113 aux deux unités 101 et 102.
La cheminée de mise en charge 104 de la deuxième unité 102 a pour intérêt de remélanger l'ensemble des germes et particules au sein du liquide. De cette manière, on augmente la probabilité de contact des germes vis-à-vis des zones de haute intensité
U.V.
U.V.
En effet, lors du passage du liquide à traiter dans la deuxième unité 102, les germes qui sont passés, dans la première unité 101, assez éloignés des lampes 120 peuvent statistiquement se retrouver plus proches des lampes 121 dans la seconde unité 102 grâce à la cheminée 104 et aux coudes situés en amont et en aval de la cheminée 104.
L'irradiation obtenue est ainsi plus homogène au sein de la masse liquide.
L'efficacité de l'installation selon l'invention présentée aux figures 1 et 2 est évaluée en réalisant une étude pilote pour la désinfection d'eaux usées en sortie d'un clarificateur d'une station d'épuration.
La chambre d'irradiation est équipée de 12 lampes de diamètre 33 mm, de puissance 83 W UVc chacune, espacées de 80 mm et disposées selon deux rangées de 6 lampes.
Les lampes U.V. sont nettoyées chaque semaine avec de l'eau de javel ou de l'acide phosphorique.
La vitesse du fluide à traiter, mesurée à l'entrée de la chambre d'irradiation est de 0,39 m/s pour un débit de 80 m3/h.
Les essais ont été réalisés avec une dose moyenne d'U.V. comprise entre 10 à 60 mWatt.s/cm2. Ceci a pu être obtenu en obturant partiellement les tubes de quartz avec du papier collant.
Après avoir établi les profils vitesse dans plusieurs sections du réacteur, à l'aide d'une sonde électromagnétique, et après avoir réalisé les essais à 80 m3/h et à une dose moyenne U.V. comprise entre 10 à 60 mWatt.s/cm2, on a pu établir que le régime d'écoulement du liquide était un régime turbulent. L'installation pilote fonctionne bien selon un écoulement piston en régime turbulent.
La figure 4 présente la courbe de survie des coliformes thermotolérants (courbe 1) et des streptocoques fécaux (courbe 2) en fonction de la dose moyenne d'U.V. irradiés. Cette figure montre qu'au-delà d'une dose moyenne de 30 mWatt.s/cm2, l'abattement de la concentration en germes reste relativement constante, ce qui implique que la majorité des germes libres ont été irradiés.
Pour une dose moyenne de 30 mWatt.s/cm2, I'abattement des coliformes thermotolérants et des streptocoques fécaux sont respectivement de 4 et de 3 unités log.
La teneur en germes résiduels, qui sont pour la plupart adsorbés aux particules en suspension, est inférieure à la norme guide de la Directive Européenne du 8 décembre 1975 concernant les eaux de baignades.
Dans des conditions hydrauliques optimales, on a constaté qu'une dose moyenne d'U.V. de 30 mWatt.s/cm2équivaut à 10 W UVc/m3 x h-1 pour un liquide à traiter dont la transmittance U.V. est de 50%. Ce résultat démontre la fiabilité de
l'installation de l'étude pilote selon l'invention.
l'installation de l'étude pilote selon l'invention.
Plusieurs essais de dopage du fluide en particules en suspension ont montré que
l'augmentation de la teneur en particules n'entraîne qu'une faible augmentation de la
teneur en germes, tels que les coliformes thermotolérants et les streptocoques fécaux.
l'augmentation de la teneur en particules n'entraîne qu'une faible augmentation de la
teneur en germes, tels que les coliformes thermotolérants et les streptocoques fécaux.
Claims (20)
1. Installation pour le traitement par irradiations U.V. d'un liquide, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité contenant un liquide à traiter alimentant au moins une unité de traitement (1, 101, 102) constituée
- d'une cheminée de mise en charge (3, 103, 104), dans laquelle le flux de
liquide à traiter est vertical descendant, qui communique avec
- une chambre d'irradiation (5, 105, 106), de section transversale fermée,
dans laquelle le flux de liquide à traiter est vertical ascendant, et dans laquelle est
disposée verticalement au moins une lampe U.V. (20, 120, 121) s'étendant sur la plus
grande partie de la hauteur de ladite chambre d'irradiation (5, 105, 106),
caractérisée en ce que la cheminée de mise en charge (3, 103, 104)
communique avec la chambre d'irradiation (5, 105, 106) par une section de passage (16,
116, 117) dont la dimension est inférieure à la section de la cheminée de mise en charge
(3, 103, 104) perpendiculaire au flux, afin de générer une zone d'homogénéisation (18,
118, 119) du liquide à traiter à l'entrée de la chambre d'irradiation (5, 105, 106),
caractérisée en ce que le liquide, traité après avoir traversé la chambre
d'irradiation (5, 105, 106), déborde en partie supérieure de ladite chambre pour s'écouler
dans un bac de déversement (7, 107) de manière à assurer un noyage permanent de la ou
des lampes U.V. (20, 120, 121).
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'après avoir
traversé la zone d'homogénéisation (18, 118, 119), le liquide à traiter entre dans une
zone de tranquillisation du flux (22, 122, 123), située à la partie inférieure de la chambre
d'irradiation (5, 105, 106), qui permet de redresser le profil des vitesses de manière à
obtenir un écoulement du liquide de type piston en régime turbulent.
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le liquide à
traiter entre dans la zone de tranquillisation (22, 122, 123) avant d'arriver au contact de
l'extrémité inférieure de la ou des lampes U.V. (20, 120, 121).
4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la
chambre d'irradiation (5, 105, 106) et le bac de déversement (7, 107) sont délimités l'un
par rapport à l'autre au moyen d'une lame déversante (24, 124).
5. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre d'irradiation comprend deux rangées d'un nombre identique de lampes
U.V.
6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la distance 13 entre les axes des lampes U.V. de diamètre do est supérieure à environ deux fois la valeur de do et en ce que la distance 14 entre l'axe de chaque lampe et la paroi de la chambre d'irradiation est de l'ordre de do
7. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fond (12, 112, 113) de la cheminée de mise en charge (3, 103, 104) est commun au fond (12, 112, 113) de la chambre d'irradiation (5, 105, 106) et en ce que la cheminée de mise en charge (3, 103, 104) et la chambre d'irradiation (5, 105, 106) sont délimitées l'une par rapport à l'autre au moyen d'une cloison de séparation (14, 114, 115) écartée de la surface du fond commun (12, 112, 113) d'une distance égale à h1.
8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la cloison de séparation (14, 114, 115) est une vanne murale réglable en position verticale.
9. Installation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que la cloison de séparation (14, 114, 115) est en inox.
10. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la section de la cheminée de mise en charge (3, 103, 104), la section de passage (16, 116, 117) et la section de la chambre d'irradiation (5, 105, 106) sont rectangulaires, perpendiculaires au flux de liquide et ont une largeur commune.
11. Installation selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la cloison de séparation (14, 114, 115) est écartée de la surface du fond commun (12, 112, 113) d'une distance égale à h1, inférieure à la longueur lî de la cheminée de mise en charge (3, 103, 104).
12. Installation selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que l1 est supérieure ou égale à 12.
13. Installation selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que l'extrémité inférieure de la ou des lampes U.V. (20, 120, 121) est située à une distance h2 de la surface de fond commun (12, 112, 113), h2 étant supérieure ou égale à environ trois fois la valeur de h1.
14. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite installation est munie d'un dispositif de diffusion de gaz, comme l'air ou l'ozone, aménagé à la partie inférieure de la chambre d'irradiation et/ou de la chambre de mise en charge.
15. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite installation est placée en amont d'un canal de comptage de sortie d'une station d'épuration.
16. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite installation est disposée en aval d'un clarificateur ou un flottateur.
17. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite installation comprend deux unités de traitement (101, 102) disposées en série de telle sorte que l'unité contenant le liquide à traiter communique avec la cheminée de mise en charge (103) d'une première unité (101), que la chambre d'irradiation (105) de ladite première unité (101) communique avec la cheminée de mise en charge (104) d'une deuxième unité (102), et que la chambre d'irradiation (106) de ladite deuxième unité (102) communique avec le bac de déversement (107).
18. Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce que la chambre d'irradiation (105) de la première unité (101) et la cheminée de mise en charge (104) de la deuxième unité (102) sont délimitées l'une par rapport à l'autre au moyen d'une paroi de séparation (125).
19. Installation selon l'une des revendications 5 à 18, caractérisée en ce que les fonds (112, 113) des deux unités de traitement (101, 102) sont situés dans le même plan, en prolongement l'un de l'autre.
20. Installation selon la revendication 19, caractérisée en ce que, pour les faibles débits, la distance h4 entre la crête supérieure de la paroi de séparation (125) et la surface libre (126) du liquide est inférieure à h1.
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