FR2971432A1

FR2971432A1 - Installation pour traitement d'eau par flottation et procede associe

Info

Publication number: FR2971432A1
Application number: FR1151240A
Authority: FR
Inventors: Mathieu Boillot
Original assignee: Saur SAS
Current assignee: Saur SAS
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-08-17
Anticipated expiration: 2031-02-15
Also published as: FR2971432B1

Abstract

L'invention concerne une installation (1) pour traitement d'eau brute comportant des matières à éliminer par flottation, comprenant : - une chambre de flottation (15) pour la séparation de l'eau traitée d'avec les matières à éliminer, les matières à éliminer formant des boues flottant à la surface de l'eau et s'écoulant suivant une direction d'écoulement des boues, l'eau traitée circulant à l'intérieur de la chambre de flottation (15) ; - une pluralité de sorties d'évacuation d'eau (20) pour la collecte de l'eau traitée réparties le long de la direction d'écoulement des boues ; et caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen de réglage (192, 193) de l'écoulement de l'eau traitée pour régler des débits d'évacuation d'eau d'au moins deux sorties d'évacuation d'eau (20) indépendamment l'un de l'autre. L'invention concerne également un procédé de traitement d'une eau brute comportant des matières à éliminer par flottation.

Description

Domaine de l'invention

L'invention concerne une installation pour traitement d'eau. En particulier, l'invention concerne une installation pour traitement d'eau par flottation avec évacuation par débordement des boues formées et un procédé de traitement d'eau associé.

État de la technique antérieure Le traitement d'eau par flottation consiste à séparer de l'eau brute comprenant des matières en suspension qui sont à éliminer. Ce type de traitement est utilisé de manière générale pour la potabilisation de l'eau ou pour l'épaississement des boues issues du traitement d'eau résiduaire urbaine ou industrielle par exemple.

Le traitement d'eau par flottation comprend plusieurs étapes successives. Dans une première étape, l'eau brute comprenant des matières à éliminer est introduite dans une chambre de coagulation. Un coagulant est également introduit dans la chambre de coagulation. Les matières à éliminer sont déstabilisées par le coagulant pour former des agrégats de matières à éliminer.

Dans une deuxième étape, l'eau brute comprenant maintenant des agrégats de matières à éliminer est dirigée vers une chambre de floculation où les agrégats de matières à éliminer floculent pour former des Rocs de matières à éliminer. Dans une troisième étape, l'eau brute comprenant des Rocs de matières à éliminer est dirigée vers une chambre de flottation à l'intérieur de l'installation de traitement d'eau. La chambre de flottation comprend deux zones : - une zone de contact où de l'air préalablement dissous dans de l'eau pressurisée est injecté et mélangé avec l'eau brute ; et - une zone de séparation où les Rocs de matières à éliminer sont capturés par des bulles d'air formées par le gaz dissous, ces bulles d'air et ces Rocs de matières à éliminer sont recueillis à la surface de l'eau. 1 Les pressions utilisées pour pressuriser l'eau sont de l'ordre de 400 à 600 kPa, ce qui permet de dissoudre une grande quantité d'air. Une fois injecté, l'air dissous se dégage de l'eau pressurisée qui s'est détendue et forme des bulles d'air d'une taille allant de 50 à 100 pm. Ces bulles d'air capturent alors les Rocs de matières à éliminer, et les entraînent ainsi jusqu'à la surface de l'eau où ils s'accumulent et forment des boues. Dans une quatrième étape, les boues formées à la surface de l'eau dans la chambre de flottation sont récupérées et évacuées pour un traitement ultérieur.

La récupération des boues formées à la surface de l'eau peut être réalisée par raclage mécanique à l'aide d'un racleur comprenant une lame de raclage s'étendant sur la largeur de la chambre de flottation, le racleur effectuant des mouvements de va-et-vient pour accompagner les boues vers un compartiment de collecte relié aux canalisations de boues.

La récupération des boues formées à la surface de l'eau peut encore être réalisée de manière périodique par débordement. La chambre de flottation est remplie du mélange d'eau brute comprenant les matières à éliminer et d'eau pressurisée comprenant de l'air dissous. Le débit d'eau général en sortie de la chambre de flottation est temporairement diminué voire coupé pour élever le niveau de l'eau dans l'ouvrage. Lorsque le niveau de la surface de l'eau atteint une certaine hauteur, les boues à la surface débordent vers un compartiment de collecte relié à des canalisations de boues. Le débit d'eau général en sortie de la chambre de flottation est ensuite augmenté, le niveau de la surface de l'eau baisse alors pour retrouver son niveau nominal, c'est-à-dire le niveau d'eau minimal lors du fonctionnement de l'installation. Ces deux sous-étapes sont ensuite répétées quand la quantité de boues accumulée en surface est suffisante. La zone de séparation de la chambre de flottation est choisie de manière à être suffisamment longue pour que les Rocs de matières à éliminer maintenus en surface par les bulles d'air ne soient pas entraînés par le flux d'eau traitée évacuée par la sortie d'évacuation d'eau.

Les vitesses de flottation habituellement rencontrées dans cette zone de séparation sont de 5 à 15 m/h, ce qui peut conduire à une installation trop volumineuse avec un encombrement au sol important. Il existe des chambres de flottation pour lesquelles l'encombrement au sol de la chambre de flottation est diminué tout en conservant les performances du procédé de traitement et dans lesquelles la vitesse de flottation peut atteindre 30 m/h. La difficulté est de ne pas entraîner une partie des boues dans l'eau traitée du fait soit de la grande vitesse d'écoulement de l'eau traitée soit de l'existence de zones de recirculation entraînant les Rocs légers et/ou les agrégats de Rocs légers vers la sortie d'évacuation d'eau traitée. Des exemples d'installations de traitement d'eau par flottation existante permettant une vitesse de flottation atteignant 30 m/h sont donnés ci-après. Les documents EP 0 659 690 et FR 2 890 651 décrivent des installations de traitement d'eau dans lesquelles le plancher de la chambre de flottation est perforé d'orifices. Ces orifices sont répartis sur le plancher de manière à former des zones où la densité d'orifices est variable et dans lesquelles, éventuellement, les diamètres des trous sont différents. Le document US 6 921 478 décrit une installation de traitement d'eau par flottation dans laquelle des collecteurs latéraux sont prévus dans la chambre de flottation et reliés à la sortie d'évacuation d'eau. Cependant, avec les installations de traitement d'eau par flottation mentionnées ci-dessus, les performances du procédé de traitement d'eau par flottation ne peuvent être optimisées que pour les intervalles de temps pendant lesquels l'écoulement de l'eau traitée à l'intérieur de la chambre de flottation a atteint un régime permanent. Il n'est pas possible d'optimiser ces performances pendant les régimes transitoires qui s'établissent notamment au démarrage de l'installation, lors de l'élévation du niveau de la surface de l'eau pour l'extraction des boues par débordement, ou lors de la modification du débit d'eau, etc.

Présentation

Un but de l'invention est de pallier au moins un inconvénient de la technique antérieure présentée ci-dessus.

Pour cela, l'invention propose une installation pour traitement d'eau brute comportant des matières à éliminer par flottation, comprenant : - une chambre de flottation pour la séparation de l'eau traitée d'avec un mélange de bulles de gaz et de matières à éliminer, le mélange de bulles de gaz et de matières à éliminer formant des boues flottant à la surface de l'eau et s'écoulant suivant une direction d'écoulement des boues, l'eau traitée circulant à l'intérieur de la chambre de flottation ; - une entrée par laquelle l'eau brute comportant des matières à éliminer et une eau pressurisée comprenant de l'air dissous entrent dans la chambre de flottation ; - une pluralité de sorties d'évacuation d'eau pour la collecte de l'eau traitée réparties le long de la direction d'écoulement des boues et par lesquelles l'eau traitée s'écoule et est évacuée à l'extérieur de la chambre de flottation ; et une sortie d'évacuation des boues ; caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen de réglage de l'écoulement de l'eau traitée évacuée par les sorties d'évacuation d'eau pour régler des débits d'évacuation d'eau d'au moins deux sorties d'évacuation d'eau indépendamment l'un de l'autre, afin de contrôler une répartition des bulles d'air et des vitesses de l'eau à l'intérieur de la chambre de flottation.

Ainsi, il est possible de régler la répartition de vitesse d'eau à l'intérieur de la chambre de flottation autrement que par la simple ouverture fermeture d'une sortie d'évacuation d'eau unique. D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives sont : - le moyen de réglage comprend une vanne pour régler le débit d'évacuation de la sortie d'évacuation d'eau pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage agit ; 4 - le moyen de réglage comprend un débitmètre pour la mesure du débit d'évacuation de la sortie d'évacuation d'eau pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage agit ; - l'installation comprend en outre une pluralité de tubes dans la chambre de flottation et s'étendant perpendiculairement à la direction d'écoulement des boues, chaque tube étant percé d'une pluralité d'orifices de collecte et raccordé à une sortie d'évacuation d'eau associée ; chaque tube est disposé dans le fond de la chambre de flottation ; et les orifices de chaque tube sont disposés sur les côtés latéraux du tube.

L'invention propose également un procédé de traitement d'une eau brute comportant des matières à éliminer par flottation, comprenant les étapes de : - mise en contact dans une chambre de flottation de l'eau brute comportant des matières à éliminer avec une eau pressurisée comprenant de l'air dissous ; - séparation de l'eau de l'eau brute d'avec les matières à éliminer, cette eau formant une eau traitée, l'air dissous formant des bulles de gaz qui captent les matières à éliminer, les bulles de gaz et les matières à éliminer formant des boues flottant à la surface de l'eau brute et s'écoulant suivant une direction d'écoulement des boues, l'eau traitée circulant à l'intérieur de la chambre de flottation ; - évacuation de l'eau traitée par une pluralité de sorties d'évacuation d'eau réparties, le long de la direction d'écoulement des boues, vers l'extérieur de la chambre de flottation ; évacuation des boues par une sortie d'évacuation des boues ; caractérisé en ce que le procédé comprend en outre le réglage, par un moyen de réglage, des débits d'évacuation d'eau d'au moins deux sorties d'évacuation d'eau indépendamment l'un de l'autre afin de contrôler une répartition des bulles d'air et des vitesses de l'eau à l'intérieur de la chambre de flottation.

D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives sont : - le moyen de réglage comprend une vanne pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage agit, et le réglage de la répartition de vitesses est effectué par actionnement de chacune des vannes pour régler le débit d'évacuation de la sortie d'évacuation d'eau correspondante ; - le moyen de réglage comprend un débitmètre pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage agit, et l'étape de réglage comporte en outre la mesure du débit d'évacuation de la sortie d'évacuation d'eau correspondante, l'étape de réglage étant alors une étape de régulation ; - l'évacuation de l'eau traitée est effectuée à travers une pluralité de tubes dans la chambre de flottation et s'étendant perpendiculairement à la direction d'écoulement des boues, chaque tube étant percé d'une pluralité d'orifices de collecte et raccordé à une sortie d'évacuation d'eau associée ; - l'évacuation des boues est réalisée par débordement en augmentant périodiquement le niveau d'eau dans l'ouvrage ; et - l'eau pressurisée comprenant de l'air dissous est mis en contact avec l'eau brute par injection de l'eau pressurisée comprenant de l'air dissous dans l'eau brute comportant des matières à éliminer à l'aide d'une pluralité d'injecteurs, la pluralité d'injecteurs étant répartie de manière homogène suivant une direction perpendiculaire à la direction d'écoulement des boues.

Présentation des dessins D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit en référence aux dessins donnés à titre illustratif et non limitatif, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en trois quarts d'une installation pour traitement d'eau comportant des matières à éliminer par flottation, cette installation est illustrée partiellement éventrée ; - la figure 2 est une vue de dessus de l'installation de la figure 1 auquel les planchers supérieurs ont été enlevés ; - la figure 3 est une vue agrandie d'une chambre de flottation de l'installation de la figure 1 ; - les figures 4A à 4C illustrent des exemples de régulation de sortie d'évacuation d'eau dans l'installation de la figure 1 ; - la figure 5 représente schématiquement les étapes d'un exemple de procédé de traitement d'eau brute comportant des matières à éliminer par flottation selon l'invention.

Description détaillée

Installation pour traitement d'eau brut par flottation

Un exemple d'installation pour traitement d'eau brute par flottation est décrit ci-après en référence aux figures 1, 2 et 3. L'installation 1 comprend, d'amont en aval, une canalisation d'eau brute 11 pour l'introduction de l'eau brute à l'intérieur de l'installation 1, une chambre de coagulation 12, au moins une chambre de floculation 13, 14 (au nombre de deux dans l'exemple illustré par les figures 1 et 2), une chambre de flottation 15, une chambre de récupération 16 des boues, une sortie d'évacuation 17 des boues et une pluralité de sorties d'évacuation d'eau 20 éventuellement connectées à une même canalisation d'évacuation d'eau 18. L'installation peut comprendre deux filières de traitement en parallèle avec une seule chambre de coagulation 12. Dans un pareil cas, les chambres de floculation 13, 14 et de flottation 15 peuvent être dédoublées comme illustré par la figure 2. Les différentes chambres 13 à 15 sont séparées les unes des autres par des murets M1, M2, M3, M4 qui les structurent. Des systèmes d'entrée/sortie ES1 à ES4 situés entre deux chambres successives permettent la circulation de l'eau entre ces deux chambres. Ces systèmes d'entrée/sortie ES1 à ES4 sont de préférence des ouvertures réalisées dans les murets M1 à M4, ces ouvertures s'étendent tout le long de la largeur des chambres 13 à 15 ; ceci permet une entrée de l'eau brute à l'intérieur des différentes chambres 13 à 15 sur toute leur largeur. Les systèmes d'entrée sortie ES1 à ES4 sont agencés de manière à ce qu'ils soient situés alternativement à proximité du plafond de l'installation et à proximité du fond de l'installation ; ceci permet d'éviter la création de zones mortes à l'intérieur des chambres 13 à 15 dans lesquelles l'eau brute aurait une vitesse d'écoulement proche de 0 et également d'un court-circuit entre l'entrée et la sortie des chambres. L'eau brute arrivant à l'intérieur de l'installation 1 peut être de l'eau d'une ressource superficielle (comme un cours d'eau, une étendue d'eau stagnante, un barrage, etc.) pour son traitement afin de la rendre potable. L'eau brute comporte des matières à éliminer qui sont par exemple des matières colloïdales, des matières organiques, des algues ou des particules solides. La chambre de coagulation 12 dans laquelle débouche la canalisation d'eau brute 11 comprend un système d'agitation (non représenté) pour disperser un coagulant qui est additionné à l'eau brute. Le coagulant, qui peut être par exemple du FeCl3 ou du Al2(SO4)3, neutralise les charges en surface des particules, favorisant ainsi l'agrégation des matières à éliminer. Dans l'exemple illustré par les figures 1 et 2, l'installation 1 comprend deux chambres de floculation 13 et 14. La première chambre de floculation 13 comprend un ou plusieurs agitateurs 131 pour homogénéiser l'eau brute dans laquelle les agrégats de matières à éliminer vont floculer formant ainsi des Rocs de matières à éliminer. Les agitateurs 131 de la première chambre de floculation tournent lentement afin de ne pas briser les Rocs formés dans cette étape. La deuxième chambre de floculation 14 peut être identique à la première chambre de floculation 13. La deuxième chambre de floculation 14 peut ne pas comprendre d'agitateurs 141 et comprendre à la place des chicanes (non montrées par les dessins) qui constituent un élément passif d'agitation. La chambre de flottation 15 permet la séparation de l'eau de l'eau brute d'avec les Rocs qui s'accumulent alors à la surface de l'eau et y forment des boues. L'eau brute entre dans la chambre de flottation 15 par le système d'entrée/sortie ES3 correspondante. La chambre de flottation 15 est reliée à la chambre de récupération 16 des boues lors de l'évacuation des boues par débordement. La chambre de récupération 16 est connectée à la sortie d'évacuation 17 des boues pour l'évacuation des boues hors de la chambre de flottation 15. La chambre de flottation 15 est elle-même connectée à la pluralité de sorties d'évacuation d'eau 20 répartie le long de la direction d'écoulement des boues pour l'évacuation de l'eau traitée hors de la chambre de flottation 15.

La chambre de flottation 15 est divisée en deux zones. Une première zone est une zone de contact 151 où de l'air préalablement dissous dans de l'eau pressurisée est injecté et mélangé avec l'eau brute. Les pressions utilisées pour pressuriser l'eau pressurisée sont de l'ordre de 400 à 600 kPa, ce qui permet de dissoudre une grande quantité d'air. Ceci permet également de former des bulles d'air d'une taille allant de 50 à 100 pm lorsque l'eau pressurisée se détend à la pression atmosphérique. L'installation peut comprendre une pluralité d'injecteurs 154 pour l'injection de l'eau pressurisée comprenant de l'air dissous. La pluralité d'injecteurs 154 est répartie de manière homogène suivant une direction perpendiculaire à la direction d'écoulement des boues. Deux injecteurs 1541 successifs sont par exemple espacés de 10 à 20 cm. Chaque injecteur 1541 est par exemple une buse. La pluralité d'injecteurs 154 peut être une rampe d'injection comprenant plusieurs buses. Une deuxième zone est une zone de séparation 152 où l'eau est séparée des Rocs de matières à éliminer qui sont recueillis à la surface de l'eau. Une fois injecté, l'air dissous se dégage de l'eau pressurisée qui s'est détendue et forme des bulles d'air. Ces bulles d'air capturent alors les Rocs de matières à éliminer, et les entraînent ainsi jusqu'à la surface de l'eau où ils s'accumulent et forment des boues s'écoulant suivant une direction d'écoulement des boues du système d'entrée/sortie ES3 à la sortie d'évacuation 17 des boues. L'eau traitée circule à l'intérieur de la chambre de flottation 15. La zone de contact 151 et la zone de séparation 152 sont séparées par un muret M4 de la même manière que le sont les différentes chambres 13 à 15 de l'installation 1. Le muret M4 peut être incliné afin d'augmenter progressivement vers le haut la zone de contact 151 car l'injection d'air augmente le volume global.

L'installation 1 comprend en outre au moins deux sorties d'évacuation d'eau 20 régulées indépendamment l'une de l'autre par un moyen de réglage 192, 193 de débit de l'eau traitée, afin de contrôler la répartition des bulles d'air et les débits d'évacuation de l'eau dans les sorties d'évacuation d'eau 20 sur lesquelles le moyen de réglage 192, 193 agit. Pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage 192, 193 agit, le moyen de réglage 192, 193 peut comprendre une vanne 192 dont l'ouverture détermine le débit d'évacuation d'eau de la sortie d'évacuation d'eau correspondante.

Une valeur de débit d'évacuation peut être prédéfinie pour chacune des sorties d'évacuation d'eau 20. Afin de s'assurer que les valeurs de débit d'évacuation prédéfinies pour chacune des sorties d'évacuation d'eau 20 sont atteintes, le moyen de réglage 192, 193 peut comprendre un débitmètre 193 intégré pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage 192, 193 agit pour mesurer le débit de l'eau évacuée par la sortie d'évacuation d'eau 20. Ainsi, le moyen de réglage 192, 193 peut agir en tant que régulateur de débit d'évacuation d'eau. L'installation 1 peut en outre comprendre une pluralité de tubes 19 placée dans la chambre de flottation 15. Chaque tube 19 s'étend perpendiculairement à la direction d'écoulement des boues et est percé d'une pluralité d'orifices 191 de collecte. Les orifices 191 d'un tube sont de manière avantageuse de même diamètre et sont répartis sur la longueur du tube 19 de manière homogène afin de permettre une évacuation de l'eau traitée homogène sur toute la largeur de la chambre de flottation 15. La longueur du tube 19 et le diamètre les orifices 191 sont choisis de manière à assurer un écart entre les débits extrêmes (au voisinage des orifices) d'au maximum 5 %. Les orifices 191 de collecte sont disposés de manière avantageuse à 50 cm environ du fond de la chambre de flottation 15 pour faciliter le nettoyage de la chambre de flottation 15 et pour limiter l'entraînement dans l'eau traitée de Rocs de matières à éliminer qui auraient décanté au fond de la chambre de flottation 15. Chaque tube 19 est raccordé à une sortie d'évacuation d'eau associée. La sortie d'évacuation d'eau 20 associée au tube 19 peut être un tube 20 de sortie s'étendant à partir du tube 19 et vers le haut et placé en dehors de la chambre de flottation 15. La vanne 192 est positionnée sur ce tube 20 de sortie. Le débitmètre 193 éventuel est également positionné sur ce tube 20 de sortie pour mesurer le débit d'évacuation d'eau à l'intérieur du tube 20 de sortie. Le tube 20 de sortie se termine par un évasement 21, de préférence positionné à la même hauteur que la hauteur nominale de l'eau à l'intérieur de la chambre de flottation 15. Cet évasement 21 débouche dans un chenal 22 muni d'une vanne 23. Le chenal 22 est relié à la canalisation d'évacuation d'eau 18. La vanne 23 du chenal 22 est utilisée pour couper le passage de l'eau vers la canalisation d'évacuation d'eau 18 et ainsi faire varier le niveau d'eau à l'intérieur de la chambre de flottation 15 entre un niveau nominal (niveau minimal de l'eau à l'intérieur de la chambre de flottation 15 pendant le fonctionnement de l'installation 1) et un niveau maximal (niveau auquel il y a débordement des boues dans la chambre de récupération des boues 16). La vanne 23 du chenal 22 agit de manière uniforme sur l'ensemble des sorties d'évacuation d'eau 20. La pluralité de tubes 19 peut être disposée à proximité du fond de la chambre de flottation 15. Les orifices 191 de chaque tube sont de manière avantageuse disposés sur les côtés latéraux du tube 19. Exemple de dimensionnement Nombre de tubes : 4 Diamètre du tube : 250 mm Distance entre les axes de deux tubes adjacents : 1,6 m Nombre de paires d'orifices par tube : 20 Diamètre d'un orifice : 25 mm Distance entre les centres de deux orifices adjacents : 31 cm Ainsi, on obtient, pour chaque tube, un débit uniformément réparti entre 30 les orifices de collecte du tube. 25 Procédé de traitement d'eau brut par flottation

Un exemple de procédé de traitement d'eau brut par flottation est décrit ci-après en référence à la figure 5.

Ce procédé comprend une étape d'amenée E1 d'une eau brute à l'intérieur d'une installation 1 pour le traitement d'une eau brute par flottation, par exemple telle que décrite ci-dessus. L'eau brute est amenée jusqu'à l'installation 1 par une canalisation d'eau brute 11 qui débouche dans une chambre de coagulation 12 de l'installation.

L'eau brute peut être amenée à partir d'une ressource naturelle en eau, par exemple un cours d'eau, une étendue d'eau stagnante, un barrage, etc. L'eau brute sera alors traitée à l'intérieur de l'installation 1 afin de la rendre potable. L'eau brute comporte des matières à éliminer qui sont par exemple des matières colloïdales, des matières organiques, des algues ou des particules solides. Ce procédé comprend ensuite une étape de coagulation E2 des matières à éliminer dans la chambre de coagulation 12 de l'installation. Dans cette étape de coagulation E2, un coagulant est additionné à l'eau brute. Le coagulant peut être par exemple du FeCl3 ou du Al2(SO4)3. Ce coagulant neutralise les charges de surface des particules favorisant ainsi l'agrégation des matières à éliminer. Une agitation est assurée par un agitateur à l'intérieur de la chambre de coagulation 12 afin de favoriser le contact entre le coagulant et les matières à éliminer. L'eau brute comprenant désormais des agrégats de matières à éliminer est dirigée vers une chambre de floculation 13.

Le procédé comprend ensuite une étape de floculation E3 dans la chambre de floculation 13. Lors de cette étape de floculation E3, les agrégats de matières à éliminer qui ont coagulé floculent et forment des Rocs. Une agitation lente est assurée à l'intérieur de la chambre de floculation 13 par un agitateur 131 qui tourne lentement afin d'homogénéiser l'eau brute qui comprend des Rocs de matières à éliminer. Cette eau brute comprenant des Rocs de matières à éliminer peut être ensuite dirigée soit vers une autre chambre de floculation 14 soit vers une chambre de flottation 15.

La même étape peut être réalisée dans la deuxième chambre de floculation 14 lorsque celle-ci est identique à la première chambre de floculation 13. Cependant, il est possible de prévoir dans la deuxième chambre de floculation 14 non pas un agitateur 141 mais des chicanes. Des chicanes forment à l'intérieur de la deuxième chambre de floculation 14 des passages de circulation de l'eau brute en zigzag, tortueux ou avec obstacles afin de réaliser une floculation hydraulique. Le procédé comprend ensuite une étape de flottation E4 dans la chambre de flottation 15 qui comprend deux zones.

Dans une première zone dite zone de contact 151, de l'air préalablement dissous dans de l'eau pressurisée est injecté E41 et mélangé avec l'eau brute comprenant des Rocs de matière à éliminer. Cette injection peut être réalisée à l'aide d'une pluralité d'injecteurs 154, la pluralité d'injecteurs étant répartie de manière homogène suivant une direction perpendiculaire à la direction d'écoulement des boues. Dans une deuxième zone dite zone de séparation 152, l'eau brute est séparée E42 en une eau traitée et en des Rocs qui sont recueillis à la surface de l'eau. Cette séparation est réalisée grâce à l'air dissous qui, une fois injecté, se dégage de l'eau pressurisée. En effet, après injection, l'eau pressurisée se détend à la pression atmosphérique ; elle ne peut alors plus contenir autant d'air dissous que préalablement. L'air dissous qu'elle ne peut plus contenir forme des bulles d'air. Ces bulles d'air capturent alors les Rocs de matières à éliminer, et les entraînent ainsi jusqu'à la surface de l'eau où ils s'accumulent et forment des boues s'écoulant suivant une direction d'écoulement du système d'entrée/sortie ES3 à la sortie d'évacuation des boues. L'eau traitée circule à l'intérieur de la chambre de flottation 15. Le procédé comprend ensuite l'évacuation des boues par débordement E5 hors de la chambre de flottation 15. La méthode d'évacuation des boues par débordement est connue de l'homme du métier et ne sera pas décrite plus en détail par la suite. Il sera simplement mentionné que dans les procédés de traitement d'eau par flottation avec évacuation des boues par débordement de la technique antérieure, le niveau de l'eau dans l'ouvrage est séquentiellement modifié entre un niveau nominal et un niveau maximal plus élevé faisant communiquer la chambre de flottation 15 avec la chambre de récupération des boues 16. Le débordement E5 peut être commandé par action sur une vanne 23 coupant la communication d'eau entre les sorties d'évacuation d'eau 20 et la canalisation d'évacuation d'eau 18. Ceci élève alors le niveau d'eau dans la chambre de flottation 15 à partir du niveau nominal jusqu'au niveau maximal. Lorsque le niveau est maximal, les boues débordent hors de la chambre de flottation 15 vers une chambre de récupération des boues 16. Comme il a déjà été mentionné ci-dessus, au moment du basculement de débit, que ce soit du niveau d'eau minimal au niveau maximal, ou que ce soit du niveau maximal au niveau minimal, un régime transitoire de l'écoulement de l'eau traitée à l'intérieur de la chambre de flottation s'établit. L'eau traitée est évacuée par la pluralité de sorties d'évacuation d'eau 20, réparties le long de la direction d'écoulement des boues, vers l'extérieur de la chambre de flottation. Le procédé comprend en outre une étape de réglage E7, par un moyen de réglage 192, 193, de l'écoulement de l'eau traitée évacuée par les sorties d'évacuation d'eau 20 pour régler des débits d'évacuation d'eau d'au moins deux sorties d'évacuation d'eau 20 indépendamment l'un de l'autre, afin de contrôler une répartition de vitesses de l'eau à l'intérieur de la chambre de flottation 15. Grâce à cette étape de réglage E7, il est possible d'optimiser le procédé également lors des régimes transitoires qui se mettent en place lors des basculements de débits pour atteindre plus rapidement un régime permanent.

Le moyen de réglage 192, 193 peut comprendre une vanne 192 pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage agit, auquel cas, le réglage E7 de la répartition de vitesses est effectué par actionnement de chacune des vannes en fonction du débit d'évacuation de la sortie d'évacuation d'eau correspondante mesuré par un débitmètre 193 intégré ou portatif.

Ainsi, les débits d'évacuation des sorties d'évacuation d'eau 20 sur lesquelles le moyen de réglage 192, 193 agit peuvent être réglés de manière indépendante les uns des autres. En particulier, les débits peuvent présenter des valeurs différentes.

Le moyen de réglage 192, 193 peut comprendre un débitmètre 193 intégré pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage 192, 193 agit, auquel cas, l'étape de réglage E7 comprend alors également la mesure du débit de l'eau traitée située dans la chambre de flottation 15 au voisinage de chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle agit le moyen de réglage 192, 193, ainsi l'étape de réglage E7 devient une étape de régulation. L'étape d'évacuation E6 de l'eau traitée peut être effectuée à travers une pluralité de tubes 19 dans la chambre de flottation 15. Chaque tube 19 s'étend perpendiculairement à la direction d'écoulement des boues et est percé d'une pluralité d'orifices de collecte 191 et raccordé à une sortie d'évacuation d'eau 20 associée. Une évacuation de l'eau traitée par la pluralité de tubes 19 de la chambre de flottation 15 a pour avantage d'éviter la création de zones à l'intérieur de la chambre de flottation 15 dans lesquelles la vitesse d'écoulement de l'eau traitée est proche de O.

Exemple de régulation

L'installation présentée ci-dessus, ainsi que le procédé, permettent le contrôle d'une répartition de vitesses de l'eau à l'intérieur de la chambre de flottation par action sur au moins deux sorties d'évacuation d'eau. Par exemple, l'installation comprend quatre sorties d'évacuation d'eau comme l'illustrent les figures 4A à 4C. Dans un premier exemple de régulation, le moyen de réglage agit sur les quatre sorties d'évacuation d'eau de manière à ce que les débits d'écoulement d'eau au voisinage des tubes de collecte reliée à ses sorties d'évacuation d'eau soient sensiblement identiques (voir figure 4A). Dans un deuxième exemple de régulation le moyen de réglage agit sur les quatre sorties d'évacuation d'eau de manière à ce que les débits d'eau traitée circulant dans les sorties d'évacuation d'eau soient commandés indépendamment les uns des autres. En particulier, les débits d'eau traités sont commandés pour être tous différents.

Par exemple, comme l'illustre la figure 4B, un gradient de débit décroissant est utilisé ; un débit maximal est choisi pour la sortie d'évacuation d'eau la plus proche du système d'entrée/sortie qui marque l'entrée de la chambre de flottation, et un débit minimal est choisi pour la sortie d'évacuation d'eau la plus éloignée de l'entrée de la chambre de flottation. Autre exemple, comme l'illustre la figure 4C, un gradient de débit croissant est utilisé ; un débit maximal est choisi pour la sortie d'évacuation d'eau la plus éloignée de l'entrée de la chambre de flottation, et un débit minimal est choisi pour la sortie d'évacuation d'eau la plus proche de l'entrée de la chambre de flottation.

Claims

REVENDICATIONS1. Installation (1) pour traitement d'eau brute comportant des matières à éliminer par flottation, comprenant : une chambre de flottation (15) pour la séparation de l'eau traitée d'avec un mélange de bulles de gaz et de matières à éliminer, le mélange de bulles de gaz et de matières à éliminer formant des boues flottant à la surface de l'eau et s'écoulant suivant une direction d'écoulement des boues, l'eau traitée circulant à l'intérieur de la chambre de flottation (15) ; une entrée (ES2) par laquelle l'eau brute comportant des matières à éliminer et une eau pressurisée comprenant de l'air dissous entrent dans la chambre de flottation (15) ; - une pluralité de sorties d'évacuation d'eau (20) pour la collecte de l'eau traitée réparties le long de la direction d'écoulement des boues et par lesquelles l'eau traitée s'écoule et est évacuée à l'extérieur de la chambre de flottation (15) ; et - une sortie d'évacuation (17) des boues ; caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen de réglage (192, 193) de l'écoulement de l'eau traitée évacuée par les sorties d'évacuation d'eau (20) pour régler des débits d'évacuation d'eau d'au moins deux sorties d'évacuation d'eau (20) indépendamment l'un de l'autre, afin de contrôler une répartition des bulles d'air et des vitesses de l'eau à l'intérieur de la chambre de flottation (15).
2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle, pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage (192, 193) agit, le moyen de réglage (192, 193) comprend une vanne (192) pour régler le débit d'évacuation de la sortie d'évacuation d'eau.
3. Installation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle, pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage (192, 193) agit, le moyen de réglage (192, 193) comprend un débitmètre (193) pour la mesure du débit d'évacuation de la sortie d'évacuation d'eau.
4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant une pluralité de tubes (19) dans la chambre de flottation (15) et s'étendant perpendiculairement à la direction d'écoulement des boues, chaque tube (19) étant percé d'une pluralité d'orifices (191) de collecte et raccordé à une sortie d'évacuation d'eau associée (20).
5. Installation selon la revendication 4, dans laquelle chaque tube (19) est disposé dans le fond de la chambre de flottation (15).
6. Installation selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle les orifices (191) de chaque tube (19) sont disposés sur les côtés latéraux du tube.
7. Procédé de traitement d'une eau brute comportant des matières à 15 éliminer par flottation, comprenant les étapes de : mise en contact (E41) dans une chambre de flottation (15) de l'eau brute comportant des matières à éliminer avec une eau pressurisée comprenant de l'air dissous ; - séparation (E42) de l'eau de l'eau brute d'avec les matières à éliminer, 20 cette eau formant une eau traitée, l'air dissous formant des bulles de gaz qui captent les matières à éliminer, les bulles de gaz et les matières à éliminer formant des boues flottant à la surface de l'eau brute et s'écoulant suivant une direction d'écoulement des boues, l'eau traitée circulant à l'intérieur de la chambre de flottation (15) ; 25 - évacuation (E6) de l'eau traitée par une pluralité de sorties d'évacuation d'eau (20) réparties, le long de la direction d'écoulement des boues, vers l'extérieur de la chambre de flottation (15) ; évacuation (E5) des boues par une sortie d'évacuation des boues (17) ; caractérisé en ce que le procédé comprend en outre le réglage (E7), par un 30 moyen de réglage (192, 193), des débits d'évacuation d'eau d'au moins deux sorties d'évacuation d'eau (20) indépendamment l'un de l'autre afin de contrôler une répartition des bulles d'air et des vitesses de l'eau à l'intérieur de la chambre de flottation (15).10
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le moyen de réglage (192, 193) comprend une vanne (192) pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage (192, 193) agit, et dans lequel le réglage(E7) de la répartition de vitesses est effectué par actionnement de chacune des vannes (192) pour régler le débit d'évacuation de la sortie d'évacuation d'eau correspondante.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le moyen de réglage (192, 193) comprend un débitmètre (193) pour chaque sortie d'évacuation d'eau sur laquelle le moyen de réglage (192, 193) agit, et dans lequel l'étape de réglage (E7) comporte en outre la mesure du débit d'évacuation de la sortie d'évacuation d'eau correspondante, l'étape de réglage étant alors une étape de régulation.
10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel l'évacuation (E6) de l'eau traitée est effectuée à travers une pluralité de tubes (19) dans la chambre de flottation (15) et s'étendant perpendiculairement à la direction d'écoulement des boues, chaque tube (19) étant percé d'une pluralité d'orifices de collecte (191) et raccordé à une sortie d'évacuation d'eau associée (20).
11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, dans lequel l'évacuation (E5) des boues est réalisée par débordement en augmentant périodiquement le niveau d'eau dans l'ouvrage.
12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, dans lequel l'eau pressurisée comprenant de l'air dissous est mis en contact avec l'eau brute par injection de l'eau pressurisée comprenant de l'air dissous dans l'eau brute comportant des matières à éliminer à l'aide d'une pluralité d'injecteurs (154), la pluralité d'injecteurs (154) étant répartie de manière homogène suivant une direction perpendiculaire à la direction d'écoulement des boues.