FR2941225A1 - Dispositif d'enrobage avec un materiau polymere floculant a l'etat liquide de grains de ballast utilises pour le traitement de l'eau par floculation lestee, et installation correspondante. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'enrobage avec un matériau polymère floculant à l'état liquide de grains de ballast utilisés pour le traitement de l'eau par floculation lestée, ledit dispositif comprenant une chambre, des moyens d'introduction desdits grains dans ladite chambre, des moyens d'injection dudit polymère à l'état liquide dans ladite chambre, des moyens de mise en contact desdits grains et dudit polymère à l'état liquide, et des moyens de décharge de grains enrobés dudit polymère en périphérie de ladite chambre.

Description

Dispositif d'enrobage avec un matériau polymère floculant à l'état liquide de grains de ballast utilisés pour le traitement de l'eau par floculation lestée, et installation correspondante 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du traitement de l'eau en vue de son épuration ou de sa potabilisation. Plus précisément, l'invention concerne le traitement de l'eau incluant notamment une séparation solide-liquide par floculation lestée et une décantation. 2. Art antérieur Le traitement des eaux, qu'il soit mis en oeuvre dans le but de potabiliser des eaux de surface, des eaux karstiques..., ou d'épurer des eaux usées urbaines ou industrielles, est obtenu par la mise en oeuvre de procédés qui incluent une succession d'étapes. Ce type de traitement inclut en général une étape de coagulation. La coagulation engendre une agglomération des particules fines (colloïdales) en suspension dans l'eau. Ceci est le plus souvent obtenu en injectant dans l'eau un réactif coagulant pouvant par exemple être constitué par un sel de métal trivalent. L'eau ainsi coagulée subit ensuite une étape de floculation. La floculation engendre la formation de flocs par agglomération des particules colloïdales préalablement coagulées. Ceci est le plus souvent obtenu en injectant dans l'eau coagulée un réactif floculant constitué usuellement d'un polymère organique. Finalement, l'eau coagulée puis floculée subit une étape de décantation afin de séparer ces flocs de l'eau. La décantation est obtenue en faisant transiter l'eau à l'intérieur d'un décanteur en sousverse duquel les boues formées sont extraites alors que l'eau traitée est extraite en surverse. L'eau traitée peut ensuite être acheminée vers un dispositif de filtration placé en aval de l'installation nécessaire à la mise en oeuvre de la coagulation, de la floculation et de la décantation afin de subir un traitement ultérieur de polissage.

Afin d'améliorer la vitesse de formation des flocs et leur vitesse de décantation, la technologie dite de floculation lestée a été développée. La floculation lestée consiste à mettre en oeuvre un lest ou ballast généralement constitué d'un matériau granulaire fin de forte densité qui est injecté directement dans la zone de floculation ou en amont de celle-ci. Le ballast le plus utilisé pour des raisons de disponibilité et de coût est le microsable. D'autres formes de ballast peuvent également être mises en oeuvre. Pour des raisons économiques, le ballast est dans la pratique séparé des boues extraites en souverse du décanteur de manière à être recyclé en un ou plusieurs points du procédé. Le ballast ne peut toutefois pas être recyclé en totalité en sorte que l'on observe quelques des pertes en ballast, par l'eau traitée extraite en surverse du décanteur, et par les boues extraites en sousverse. Pour compenser ces pertes, on procède le plus souvent de façon régulière, 15 à des injections de ballast frais dans le procédé. Dans le but de s'efforcer de maîtriser au mieux les pertes en ballast par les boues extraites, les boues et le ballast extraits en sousverse sont en général séparés les uns des autres par exemple par hydrocyclonage. Le mélange de boues et de ballast extrait en sousverse du décanteur est pour cela acheminé à l'intérieur d'un 20 hydrocyclone dont est extrait un mélange boues/ballast faiblement chargé en ballast en surverse, et un mélange ballast/boue faiblement chargé en boue en sousverse. Le mélange riche en boues est dans la majorité des cas en partie recyclé dans le procédé et en partie dirigé vers une zone de traitement des boues. Le 25 mélange riche en ballast est quant à lui recyclé dans le procédé, soit en amont de la zone de floculation soit directement au sein de celle-ci. Un tel procédé de traitement d'eau par floculation lestée est particulièrement intéressant en ce qu'il permet d'accélérer la vitesse de traitement de l'eau et de réduire en conséquence la taille des installations mises en oeuvre à 30 cet effet. Il est d'autant plus intéressant lorsqu'il prévoit de plus la mise en oeuvre d'une technique de séparation boues/ballast en ce que cela conduit à réduire de façon significative la consommation en ballast et par conséquent le coût qui y est associé. La technique dite de floculation lestée présente donc un grand nombre d'avantages, tel que cela vient d'être expliqué. La présente invention vise toutefois à en accroître encore davantage les performances. 3. Objectifs de l'invention Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une technique qui permette d'améliorer le traitement de l'eau par floculation lestée.

Notamment, l'invention poursuit l'objectif de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui conduise à améliorer la clarification de l'eau à traiter par la mise en oeuvre d'un procédé de traitement incluant une floculation lestée. En particulier, l'invention vise, dans au moins un mode de réalisation, à 15 optimiser la maturation et la floculation dans un traitement d'eau par floculation lestée. Un objectif de l'invention est également, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, de maximiser l'agglomération des particules colloïdales autour des grains de ballast. 20 Un autre objectif de l'invention est de mettre en oeuvre, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, une telle technique qui permette de limiter le surdosage de réactifs injectés dans l'eau, et d'accroître en conséquence la durée de filtration d'un dispositif de filtration placé en aval d'une installation nécessaire à la mise en oeuvre d'un traitement d'eau par floculation lestée. 25 L'invention a encore pour objectif de fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, une telle technique qui soit simple à mettre en oeuvre et qui soit bon marché tout en étant fiable et performante. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à 30 l'aide d'un dispositif d'enrobage avec un matériau polymère floculant à l'état liquide de grains de ballast utilisés pour le traitement de l'eau par floculation lestée. Selon l'invention, ledit dispositif comprend une chambre, des moyens d'introduction desdits grains dans ladite chambre, des moyens d'injection dudit polymère à l'état liquide dans ladite chambre, des moyens de mise en contact desdits grains et dudit polymère à l'état liquide, et des moyens de décharge de grains enrobés dudit polymère en périphérie de ladite chambre. Ainsi, la technique présentée ici repose sur une approche tout à fait originale concernant une technique d'enrobage des grains de ballast qui, lorsqu'elle est mise en oeuvre dans un procédé de traitement d'eau par floculation lestée, permet d'en accroître le niveau de performance. Cette technique consiste à mettre en contact un polymère floculant à l'état liquide et des grains de ballast au sein d'une enceinte de manière à produire des grains de ballast enrobés de polymère floculant. Les grains enrobés ainsi formés sont ensuite évacués en périphérie de cette enceinte, c'est-à-dire d'une manière sensiblement comparable à celle selon laquelle des gouttes d'eau s'écoulent depuis les rebords d'un parapluie. Le fait d'enrober le ballast de polymère floculant, telle que le permet la présente invention, permet de favoriser l'agglomération des particules colloïdales 20 coagulées en flocs autour des grains de ballast. En outre, le fait de prévoir que les grains enrobés sont évacués en périphérie de l'enceinte au sein de laquelle ils sont obtenus conduit à favoriser leur distribution et leur dispersion à l'intérieur du réacteur de floculation. Ceci favorise également l'agglomération des particules colloïdales coagulées en flocs 25 autour des grains de ballast. La mise en oeuvre d'une technique d'enrobage selon l'invention permet donc d'optimiser la maturation et de réduire la concentration en particules colloïdales de l'eau traitée. La mise en oeuvre d'une technique d'enrobage selon l'invention permet par conséquent d'accroître la durée de filtration des dispositifs de filtration placés en aval des installations nécessaires à la mise en oeuvre d'un traitement d'eau par floculation lestée. Préférentiellement, lesdits moyens d'introduction comprennent une ouverture destinée à coopérer avec la sousverse d'un hydrocyclone.

Un dispositif d'enrobage selon l'invention peut ainsi être facilement solidarisé à la souverse d'un hydrocyclone de manière à permettre l'enrobage des grains de ballast qui s'en échappent. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits des moyens d'injection (17) comprennent des moyens d'écoulement dudit polymère à la périphérie intérieure de ladite chambre (11), et des moyens de projection desdits grains sur ledit polymère (26). La projection de grains de ballast sur du polymère floculant à l'état liquide permet d'obtenir de manière efficace des grains de ballast enrobés. Préférentiellement, lesdits moyens de projection comprennent un organe de dispersion desdits grains en direction dudit polymère ou de la périphérie intérieure de ladite chambre, ledit organe de dispersion étant placé en regard desdits moyens d'introduction. La mise en oeuvre de tels moyens de dispersion permet d'améliorer l'uniformité de la projection des grains de ballast sur le polymère.

Avantageusement, un dispositif selon l'invention comprend un élément essentiellement tubulaire concentrique par rapport auxdits moyens d'introduction desdits grains, lesdits moyens d'écoulement étant formés par une pluralité de lumières ménagées à la périphérie dudit élément tubulaire. Cette mise en oeuvre permet d'obtenir simplement et efficacement un film 25 de polymère. Selon un autre aspect préféré de l'invention, la surface intérieure dudit élément tubulaire est au moins en partie recouverte par un matériau anti-adhérant. La mise en oeuvre d'un tel matériau anti-adhérent permet de faciliter le déchargement par gravité des grains de ballast enrobés en dehors du dispositif 30 d'enrobage selon l'invention.

Dans ce cas, ledit matériau anti-adhérant est avantageusement constitué par du caoutchouc. Un dispositif d'enrobage selon l'invention comprend avantageusement une enceinte formant une réserve dudit polymère, ladite réserve présentant une entrée coopérant avec des moyens d'alimentation en polymère et une sortie coopérant avec lesdits moyens d'injection. Dans ce cas, ladite enceinte présente de manière préférentielle au moins une entrée d'air. Ceci permet également de facilité le déchargement par gravité des grains de ballast enrobés en dehors du dispositif d'enrobage selon l'invention. L'invention concerne également une installation de traitement d'eau comprenant une cuve de floculation lestée, un décanteur communiquant avec ladite cuve de floculation, un hydrocyclone présentant une souverse et dont l'entrée est reliée à la sousverse du décanteur.

Selon l'invention, une telle installation comprend un dispositif d'enrobage avec un matériau polymère floculant à l'état liquide de grains de ballast utilisés pour le traitement de l'eau par floculation lestée, ledit dispositif comprenant une chambre, des moyens d'introduction desdits grains dans ladite chambre, des moyens d'injection dudit polymère à l'état liquide dans ladite chambre, des moyens de mise en contact desdits grains et dudit polymère à l'état liquide, et des moyens de décharge de grains enrobés dudit polymère en périphérie de ladite chambre, lesdits moyens d'introduction comprenant une ouverture destinée à coopérer avec ladite souverse dudit hydrocyclone, et lesdits moyens de décharge débouchant dans ladite cuve de floculation lestée.

La mise en oeuvre d'une telle installation permet d'accroître les capacités de traitement d'un procédé de traitement d'eau par floculation lestée. Elle conduit en effet à : - améliorer l'étape de maturation au cours de la floculation, et donc de réduire la concentration en particules colloïdales de l'eau traitée recueillie à la sortie d'une installation de floculation lestée ; - accroître la durée de filtration des dispositifs de filtration placés en aval de l'installation de floculation lestée. Une installation selon l'invention comprend avantageusement des moyens d'injection complémentaire dudit matériau polymère floculant.

Il est ainsi possible d'injecter une partie du polymère floculant directement dans la zone de floculation et une partie sous la forme d'un enrobage des grains de ballast. Selon une caractéristique préférentielle, ladite cuve de floculation lestée et ledit décanteur sont séparés par une paroi, ladite cuve de floculation lestée et ledit décanteur communiquant en partie supérieure et en partie inférieure de ladite paroi, lesdits moyens d'injection complémentaire comprennent un tube perforé longeant la partie inférieure de ladite paroi. Ces moyens d'injection complémentaires permettent l'injection d'une certaine proportion du polymère floculant injecté en au moins un deuxième point du procédé. Ceci permet d'accroître encore davantage les capacité de traitement d'un procédé consistant en la mise en oeuvre d'une installation selon l'invention. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'enrobage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif d'enrobage illustré à la figure 1 qui est solidarisé à un hydrocyclone ; - la figure 3 représente un schéma d'une installation de traitement d'eau par floculation lestée qui met en oeuvre un dispositif d'enrobage selon l'invention - la figure 4 représente un schéma d'une variante de l'installation illustrée à la figure 3 ; - les figures 5 et 6 sont des courbes illustrant les durées de filtration d'installations placées en aval d'installation selon l'invention relevées au cours d'essais. 7. Description d'un mode de réalisation de l'invention 7.1. Rappel du principe général de l'invention Le principe général de l'invention repose sur la mise en oeuvre d'une technique d'enrobage de grains de ballast avec un polymère floculant dans un procédé de traitement d'eau par floculation lestée de manière à en accroître les performances.

L'enrobage des grains de ballast est obtenu selon l'invention au moyen d'un dispositif d'enrobage qui comprend une enceinte à l'intérieur de laquelle sont mis en contact des grains de ballast et un polymère à l'état liquide et en périphérie de laquelle des grains de ballast enrobés sont évacués. Un tel dispositif d'enrobage, lorsqu'il est mis en oeuvre au sein d'un procédé de traitement d'eau par floculation lestée, conduit notamment à : - améliorer l'étape de maturation au cours de la floculation, et donc de réduire la concentration en particules colloïdales de l'eau traitée recueillie à la sortie d'une installation de floculation lestée ; - accroître la durée de filtration des dispositifs de filtration placés en aval de l'installation de floculation lestée. 7.2. Exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif d'enrobage selon l'invention On présente, en relation avec la figure 1, un mode de réalisation d'un dispositif d'enrobage avec du polymère de grains de ballast utilisés pour le traitement de l'eau par floculation lestée. Ainsi que cela est représenté sur cette figure 1, qui illustre une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'enrobage selon l'invention, un tel dispositif d'enrobage 10 comprend une enceinte 11. Les contours de cette enceinte 11 sont définis par un élément de forme tubulaire 12. Dans ce mode de réalisation, l'élément tubulaire 12 présente une section circulaire. Il pourra bien sûr être prévu, dans des variantes de ce mode de réalisation, que la section de cet élément tubulaire 12 soit différente. Une portion inférieure de l'élément tubulaire 12 est recouverte par un matériau anti-adhérent 13. De façon préférentielle, ce matériau anti-adhérent sera constitué par du caoutchouc. La partie supérieure de l'élément tubulaire 11 présente une ouverture 14 laquelle définit des moyens d'introduction de grains de ballast à l'intérieur de l'enceinte 11. L'ouverture 14 est agencée de manière à coopérer avec la souverse 15 d'un hydrocyclone 16.

Le dispositif d'enrobage selon l'invention comprend également des moyens d'injection de polymère à l'intérieur de l'enceinte 11. Ces moyens d'injection sont ici constitués par une pluralité de lumières 17 qui sont ménagées à la périphérie de l'extrémité supérieure de l'élément tubulaire 12. Ces lumières 17 communiquent avec une réserve 18 de polymère. Elles 15 présentent avantageusement un diamètre égal à 1/10 du diamètre de l'élément tubulaire 12 dans lequel elles sont ménagées_ Les contours de la réserve 18 de polymère sont définis par un deuxième élément tubulaire 19. L'extrémité inférieure de ce deuxième élément tubulaire 19 est fermée par une paroi inférieure 20 alors que son extrémité supérieure est 20 fermée par une paroi supérieure 21. L'élément tubulaire 19 ainsi que les parois supérieure et inférieure 20, 21 définissent une deuxième enceinte 23. La paroi inférieure 20 est traversée par l'élément tubulaire 12 qui remonte à l'intérieur de l'enceinte 23 de manière à former la réserve 18. 25 La paroi supérieure 21 est traversée par une ouverture 22 qui permet l'introduction de la sousverse 15 de l'hydrocyclone 16. Le deuxième élément tubulaire 19 est traversé dans une partie supérieure par des entrées d'air 24 et présente dans une partie inférieure de la réserve 18 une entrée 25 qui coopère avec des moyens d'alimentation en polymère (non 30 représentés).

Le dispositif d'enrobage 10 selon l'invention comprend également des moyens de projection des grains de ballast 28 sur le polymère 26 qui s'écoule sur la paroi intérieure de l'élément tubulaire 12. Ces moyens de projection comprennent un organe de dispersion des grains contre la surface intérieure de l'élément tubulaire 12. Cet organe de dispersion prend ici la forme d'une coupelle 27 définissant un cône placé en sortie de la sousverse 15 de l'hydrocyclone 16. La pointe de cette coupelle 27 s'étend dans le prolongement de l'axe A commun à la sousverse 15 et à l'élément tubulaire 12 alors que son extrémité inférieure s'étire jusqu'en proximité de la paroi intérieure de l'élément tubulaire 12.

Dans une variante de ce mode de réalisation, il pourra être prévu de ne pas mettre en oeuvre un tel organe de dispersion. Ce sera notamment le cas lorsque la sousverse 15 de l'hydrocyclone sera conçue de manière à permettre une projection des grains de ballast contre les parois intérieures tel que cela est représenté par les flèches P.

Un dispositif d'enrobage selon l'invention peut être solidarisé directement à un hydrocyclone par la mise en oeuvre de tout moyen de fixation adapté comme cela apparaît plus clairement sur la figure 2. 7.3. Exemple de mise en oeuvre d'un dispositif d'enrobage selon l'invention au sein d'une installation de traitement d'eau par floculation lestée Un dispositif d'enrobage selon l'invention est destiné à être mis en oeuvre au sein d'une installation de traitement d'eau par floculation lestée telle que celle qui est illustrée à la figure 3. Une installation de ce type comprend des moyens d'arrivée d'une eau 25 préalablement coagulée qui prennent ici la forme d'une canalisation 30. Cette canalisation 30 débouche dans une cuve de maturation 31. Dans la cuve de maturation ou de floculation lestée 31, l'eau coagulée est mise en contact avec : - un polymère floculant qui est injecté dans cette cuve par la mise en oeuvre 30 de moyens d'injection complémentaire comprenant un injecteur 35 ; - avec des grains de ballast neuf par la mise en oeuvre de moyens d'injection 43, et - des grains de ballast recyclés enrobés de polymère floculant 39. Pour cela, l'installation comprend également un hydrocyclone 16 dont la sousverse est reliée à l'entrée d'un dispositif d'enrobage 10 selon l'invention de manière à permettre l'injection de grains de ballast enrobés de polymère floculant dans la cuve de maturation 31. À l'intérieur de la cuve de maturation 31, les particules colloïdales en présence dans l'eau s'unissent pour former des flocs autour des grains de ballast.

La cuve de maturation 31 est séparée d'un décanteur 32 au moyen d'une paroi 40. Elle communique en partie haute de cette paroi 40 avec ce décanteur 32 en sorte que l'eau coagulée et floculée y transite de manière à séparer la phase liquide de la phase solide par décantation des flocs lestés. La surverse 34 du décanteur 32 permet l'évacuation d'une eau traitée alors que la sousverse du décanteur 32 permet l'évacuation d'un mélange de ballast et de boues résultant du traitement de l'eau par floculation lestée. L'eau traitée est évacuée en direction d'une zone de polissage qui comprend un dispositif de filtration 38. Les boues sont quant à elles acheminées via une canalisation 33 reliée à la 20 souverse du décanteur 32 à l'entrée de l'hydrocyclone 16. La mise en oeuvre de l'hydrocyclone 16 permet de séparer les boues du ballast : - un mélange de boue/ballast faiblement chargé en ballast évacué en surverse est en partie dirigé vers une zone de traitement des boues au moyen d'une canalisation 36 et en partie recyclé vers la cuve de 25 maturation 31 ou en amont de celle-ci au moyen d'une canalisation 37 ; - un mélange ballast/boue faiblement chargé en boue évacué en sousverse est dirigé vers l'entrée du dispositif d'enrobage selon l'invention 10. Le ballast recyclé est alors enrobé avec du polymère floculant à l'intérieur du dispositif d'enrobage 10 avant d'être injecté dans la cuve de maturation 31. 30 Selon une variante, les moyens complémentaires d'injection de polymère floculant présentent une autre forme que celle de l'injecteur 35. Dans ce cas, comme cela est représenté sur la figure 4, la cuve de maturation 31 et le décanteur 32 communiquent en partie haute et en partie basse de la paroi 40, un espace 41 étant ménagé entre la partie inférieure de cette paroi 40 et le fond de la cuve de maturation 31. Les moyens complémentaires d'injection comprennent un tube perforé 42 qui s'étend le long de l'espace 41 et qui est logé dans le décanteur 32. Les perforations traversant ce tube 42 présentent avantageusement un diamètre égale au 1/10 du diamètre du tube 42. La mise en oeuvre de tels moyens complémentaires d'injection de polymère floculant favorise sa dispersion à l'intérieur de l'installation et augmente en conséquence les performances d'un procédé selon l'invention. Dans une autre variante (non représentée), il peut être prévu que la cuve de maturation 31 soit remplacée par une cuve de mise en contact de l'eau avec le polymère floculant et avec le ballast, laquelle est suivie d'une cuve de floculation.

La cuve de mise en contact et la cuve de floculation sont séparées par une paroi similaire à la paroi 40, un espace étant ménagé entre le fond des cuves de maturation et de floculation et la partie inférieure de la paroi 40. Dans cette variante, les moyens d'injection complémentaires de polymère pourront prendre la forme d'un tube perforé similaire au tube 42 qui sera placé en regard de l'espace ménagé en partie inférieur de la paroi. Il peut également être prévu que la cuve de floculation loge un agitateur entouré par un élément tubulaire formant un guide flux. Le tube perforé 42 sera alors placé à proximité de l'agitateur. 7.4. Fonctionnement d'un dispositif d'enrobage selon l'invention Le fonctionnement d'un dispositif d'enrobage selon l'invention va 25 maintenant être décrit en relation avec la figure 1. Un polymère floculant à l'état liquide est injecté à l'intérieur de la réserve 18 par la mise en oeuvre de moyens d'alimentation reliés à l'entrée 25 de la réserve 18. Le polymère à l'état liquide est constitué par une solution mère contenant 30 de 1 à 3 g de polymère par litre. Cette solution mère est elle-même diluée par un facteur de dilution compris entre 1 et 10 (c'est-à-dire qu'un litre de solution mère est diluée dans 1 à 10 litres d'eau). La dilution du polymère permet de faciliter sa répartition à l'intérieur de l'installation et d'augmenter les performances du système. Ceci permet de limiter le dosage du polymère. La diminution du dosage du polymère permet : - de limiter la consommation en polymère et donc de réduire les coûts d'exploitation d'une installation de traitement ; - de limiter la quantité de polymère résiduel présent dans l'eau traitée en sortie de l'installation, ce qui permet de limiter son impact sur les traitements placés en aval de l'installation. En particulier, s'il est prévu de mettre en oeuvre, en aval de l'installation, un traitement complémentaire de filtration, les membranes mises en oeuvre à cet effet seront moins sujettes au colmatage et leur durée de filtration sera augmentée. Après que la réserve 18 est remplie de polymère à l'état liquide, celui-ci 15 traverse les lumières 17 et se répand sur la paroi intérieure de l'élément tubulaire 12. Dans le même temps, la sousverse de l'hydrocyclone est déversée dans l'enceinte 11 définie par l'intérieur de l'élément tubulaire 12. Les grains de ballast 28 provenant de la sousverse 15 s'écoulent sur 20 l'organe de dispersion 27 de manière telle qu'ils sont projetés sur le polymère 26 comme cela est représenté par les flèches P. Les grains de ballast projetés sur le polymère se recouvrent de polymère et s'écoulent par gravité en se déplaçant le long de la surface intérieure recouverte de caoutchouc 13. L'écoulement par gravité est favorisé par les entrées d'air 24 25 ménagées dans la partie supérieure du deuxième élément tubulaire 19. Les grains de ballast enrobés 29 s'écoulent en dehors du dispositif d'enrobage par la périphérie de l'élément tubulaire 12 d'une manière équivalent à l'écoulement de gouttes d'eau depuis les rebords d'un parapluie, ce qui facilite leur dispersion à l'intérieur de la cuve de maturation 31. 30 Le polymère mis en oeuvre sera préférentiellement de type : - anionique à charge forte dans le cas du traitement d'une eau fortement minéralisée ; - anionique à charge plus faible dans le cas du traitement d'une eau chargée en MES et dont l'alcalinité est supérieure à 5° français noté TAC ; - cationique ou anionique très peu chargé dans le cas du traitement d'une eau douce ou très douce chargée en colloïdes. 7.5. Essais Des essais, dont les résultats sont regroupés dans le tableau 1, ont été réalisés de manière à attester de l'efficacité de la mise en oeuvre d'une technique 10 d'enrobage selon l'invention. Une première série d'essais a consistée à mesurer la durée de filtration de filtres placés en aval d'une installation de traitement d'eau par floculation lestée dans laquelle le polymère floculant était injecté directement dans la cuve de maturation sans mise en oeuvre d'un dispositif d'enrobage selon l'invention. 15 Une deuxième série d'essais a consistée à mesurer la durée de filtration de filtres placés en aval d'une installation de traitement d'eau par floculation lestée mettant en oeuvre un dispositif d'enrobage selon l'invention et dans laquelle le polymère floculant (en l'occurrence du AN905 : polymère anionique acrylamide commercialisé par la société Floerger) était injecté en deux points : 20 - 50% du polymère était injecté de manière classique directement au sein de la cuve de maturation ou dans le décanteur par la mise en oeuvre des moyens d'injection complémentaires ; - 50% du polymère était injecté sous la forme de grains de ballast enrobés au moyen d'un dispositif selon l'invention.

Tableau 1 : durées de filtration de dispositifs de filtration avals avec ou sans enrobage Dosage du N° de filtre Durées de filtration (heures) polymère Dosage sur un 1 19 21 10 20 20 16 seul point de 2 18 21 15 21 18 13 manière 3 20 21 16 19 19 14 classique 4 18 20 19 19 19 13 Moyenne sur chaque filtre 19 21 15 20 19 14 Moyenne sur l'ensemble des filtres 18 Dosage sur deux 1 35 35 21 34 31 25 points : 50% de 2 34 34 29 35 31 29 manière 3 29 30 21 29 28 16 classique et 50% 4 35 36 22 34 31 22 sous la forme Moyenne sur chaque filtre 33 34 23 33 30 23 d'un enrobage Moyenne sur l'ensemble des filtres 29 Ces résultats montrent que la durée de filtration moyenne d'un dispositif de filtration placé en aval est égale à 18 heures lorsque l'ensemble du polymère est injecté de manière classique dans la cuve de maturation. Lorsque le polymère est injecté pour moitié de manière classique et pour moitié sous la forme de grains de ballast enrobés, la durée de filtration moyenne d'un dispositif de filtration placé en aval devient égale à 29 heures. Les figures 5 et 6 sont des courbes qui illustrent les résultats d'autres 10 essais. La figure 5 illustre la durée de filtration d'un dispositif de filtration placé en aval d'une installation selon l'invention respectivement avec une injection en un point de manière classique de polymères AN 923 et WT 652. La figure 6 illustre la durée de filtration d'un dispositif de filtration placé 15 en aval d'une installation selon l'invention respectivement avec une injection en était injecté en deux points de polymère de polymères AN 923 et WT 652 : - 50% du polymère était injecté de manière classique directement au sein de la cuve de maturation ou dans le décanteur par la mise en oeuvre des moyens d'injection complémentaires ; - 50% du polymère était injecté sous la forme de grains de ballast enrobés au moyen d'un dispositif selon l'invention. Ces résultats montrent que la durée de filtration moyenne d'un dispositif de filtration placé en aval est égale à environ 17,5 heures lorsque l'ensemble du polymère AN 923 est injecté de manière classique dans la cuve de maturation. Lorsque le polymère AN 923 est injecté pour moitié de manière classique et pour moitié sous la forme de grains de ballast enrobés, la durée de filtration moyenne d'un dispositif de filtration placé en aval devient environ égale à 29 heures. Ces résultats montrent également que la durée de filtration moyenne d'un dispositif de filtration placé en aval est égale à environ 15 heures lorsque l'ensemble du polymère WT 652 est injecté de manière classique dans la cuve de maturation. Lorsque le polymère WT 652 est injecté pour moitié de manière classique et pour moitié sous la forme de grains de ballast enrobés, la durée de filtration moyenne d'un dispositif de filtration placé en aval devient environ égale à 23 heures. La mise en oeuvre de l'invention permet donc d'accroître de 50 à plus de 60% la durée de filtration d'un dispositif de filtration placé en aval d'une installation de traitement d'eau par floculation lestée. Par ailleurs, la mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet de réduire de 20 à 30% la consommation en polymère floculant nécessaire au traitement de l'eau. 7.6. Avantages La mise en oeuvre d'une technique d'enrobage selon l'invention procure donc plusieurs avantages. Notamment, elle permet d'optimiser la maturation du fait qu'une partie du polymère floculant se présente sous la forme d'un enrobage des grains de ballast favorisant l'agglomération des particules colloïdales directement autour des grains de ballast et réduisant en conséquence la concentration en particules de l'eau traitée par floculation lestée. Elle permet, du faite de la meilleure utilisation du polymère floculant qu'elle autorise, de réduire la quantité de polymère nécessaire au traitement.

Elle permet également d'accroître la durée de filtration des dispositifs de filtration placés en aval des installations de traitement d'eau par floculation lestée ce qui conduit à réduire le coût du traitement de l'eau. En effet, la mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet de réduire la quantité de polymère floculant injecté dans l'eau et donc de limiter les surdosages en polymère, lesquels ont pour conséquence d'augmenter le colmatage des membranes placées en aval. La mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet ainsi l'obtention d'une eau clarifiée de qualité équivalente à celle d'une eau traitée par flottation ou sans apport de polymère et dont le pouvoir colmatant est inférieur à celui d'une eau traitée classiquement avec injection de polymère floculant. En d'autres termes, la mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet de bénéficier des avantages liés à l'utilisation de polymère floculant (rapidité de traitement, facilité de mise en oeuvre...) sans en subir les inconvénients (colmatage des membranes placées en aval).

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'enrobage (10) avec un matériau polymère floculant à l'état liquide de grains de ballast (28) utilisés pour le traitement de l'eau par floculation lestée, ledit dispositif (10) comprenant une chambre (11), des moyens d'introduction (14) desdits grains (28) dans ladite chambre (11), des moyens d'injection (17) dudit polymère à l'état liquide dans ladite chambre (11), des moyens de mise en contact desdits grains (28) et dudit polymère (26) à l'état liquide, et des moyens de décharge de grains enrobés dudit polymère (29) en périphérie de ladite chambre (11).
2. 2. Dispositif d'enrobage selon la revendications 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'introduction comprennent une ouverture (14) destinée à coopérer avec la sousverse (15) d'un hydrocyclone (16).
3. 3. Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'injection comprennent des moyens d'écoulement dudit polymère à la périphérie intérieure de ladite chambre (11), et des moyens de projection desdits grains (28) sur ledit polymère (26).
4. 4. Dispositif d'enrobage selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de projection comprennent un organe de dispersion (27) desdits grains (28) en direction dudit polymère (26) ou de la périphérie intérieure de ladite chambre (11), ledit organe de dispersion (27) étant placé en regard desdits moyens d'introduction (14).
5. 5. Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un élément essentiellement tubulaire (12) concentrique par rapport auxdits moyens d'introduction (14) desdits grains (28), lesdits moyens d'écoulement étant formés par une pluralité de lumières (17) ménagées à la périphérie dudit élément tubulaire (12).
6. 6. Dispositif d'enrobage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface intérieure dudit élément tubulaire (12) est au moins en partie recouverte par un matériau anti-adhérant (13).
7. 7. Dispositif d'enrobage selon la revendication 6, caractérisé en ce que leditmatériau anti-adhérant (13) est constitué par du caoutchouc.
8. 8. Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte (23) formant une réserve (18) dudit polymère, ladite réserve (18) présentant une entrée (25) coopérant avec des moyens d'alimentation en polymère et une sortie coopérant avec lesdits moyens d'injection (17).
9. 9. Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite enceinte (23) présente au moins une entrée d'air (24).
10. 10. Installation de traitement d'eau comprenant une cuve de floculation lestée (31), un décanteur (32) qui communique avec ladite cuve de floculation (32), un hydrocyclone (16) présentant une souverse et dont l'entrée est reliée à la sousverse (33) du décanteur (32), caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'enrobage (10) avec un matériau polymère floculant à l'état liquide de grains de ballast (28) utilisés pour le traitement de l'eau par floculation lestée selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit dispositif (10) comprenant une chambre (11), des moyens d'introduction (14) desdits grains (28) dans ladite chambre (11), des moyens d'injection (17) dudit polymère à l'état liquide dans ladite chambre (11), des moyens de mise en contact desdits grains (28) et dudit polymère (26) à l'état liquide, et des moyens de décharge de grains enrobés dudit polymère (29) en périphérie de ladite chambre (11), lesdits moyens d'introduction comprenant une ouverture destinée à coopérer avec ladite souverse dudit hydrocyclone (16), et lesdits moyens de décharge débouchant dans ladite cuve de floculation lestée (39).
11. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens complémentaires d'injection (35, 42) dudit matériau polymère floculant.
12. 12. Installation selon la revendication 1l, caractérisé en ce que ladite cuve de floculation lestée (31) et ledit décanteur (32) sont séparés par une paroi (40), ladite cuve de floculation lestée (31) et ledit décanteur (32) communiquant en partie supérieure et en partie inférieure de ladite paroi (40), lesdits moyensd'injection complémentaires comprenant un tube perforé (42) longeant la partie inférieure de ladite paroi (40).