FR3026968A1 - Procede et dispositif d'alimentation en gaz d'un separateur liquide/solide et installation de traitement de flux de fluide, notamment d'effluent integrant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'alimentation en gaz sous pression d'un séparateur (2) liquide/solide muni d'au moins une entrée (3) de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie (4) de fluide traité. Ce procédé comprend une étape de dérivation d'une fraction du flux de fluide du séparateur (2) au travers d'une enceinte (12), une étape d'introduction de gaz sous pression en une quantité donnée dans ladite enceinte (12), et une étape de réintroduction du flux de fluide chargé en gaz issu de l'enceinte (12) dans le séparateur (2).

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'alimentation en gaz, de préférence en air, d'un séparateur liquide/solide ainsi qu'une installation de traitement de flux de fluide, notamment d'effluent intégrant un tel dispositif. Les séparateurs liquide/solide par voie physique et/ou chimique, notamment par floculation et/ou coagulation sont bien connus à ceux versés dans cet art et nécessitent, pour un meilleur fonctionnement, un apport de gaz sous pression, généralement de l'air comprimé, pour permettre une remontée des matières en suspension. Jusqu'à présent, cet apport d'air comprimé s'opère directement au niveau du séparateur, par injection d'air comprimé dans le séparateur, en parallèle de l'alimentation du séparateur en flux de fluide à traiter. Du fait de cette double alimentation dans laquelle chaque flux est indépendant de l'autre flux, et à la difficulté d'obtenir un fonctionnement stable et répétitif des moyens d'injection d'air, on constate une impossibilité de maîtriser de manière certaine le rapport flux de fluide à traiter/gaz comprimé. Un but de la présente invention est donc de proposer un dispositif et une installation du type précité donc les conceptions permettent la maîtrise d'une 20 répétabilité à l'intérieur d'une plage prédéterminée de la quantité de gaz à injecter dans le séparateur. À cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'alimentation en gaz, de préférence en air, d'un séparateur liquide/solide muni d'au moins une entrée de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie de fluide traité, caractérisé en ce 25 que ledit procédé comprend une étape de dérivation d'une fraction du flux de fluide du séparateur au travers d'une enceinte, une étape d'introduction de gaz sous pression en une quantité donnée dans ladite enceinte, et une étape de réintroduction du flux de fluide chargé en gaz issu de l'enceinte dans le séparateur.

3026968 2 Grâce à la dérivation d'une fraction du flux de fluide du séparateur vers une enceinte externe au séparateur, et au fait que l'apport de gaz sous pression se fait au niveau de cette enceinte, il est possible de quantifier de manière certaine l'apport de gaz sous pression en vue de maintenir un rapport gaz sous 5 pression/flux de fluide sensiblement constant pour une alimentation répétitive et quantifiée du mélange gaz sous pression/flux de fluide à l'intérieur du séparateur. De préférence, l'étape d'introduction de gaz sous pression en une quantité donnée dans ladite enceinte est une étape d'introduction de gaz sous pression 10 en une quantité donnée dans ladite enceinte en fonction du poids de ladite enceinte. L'injection de gaz sous pression dans l'enceinte entraîne une réduction du poids de l'enceinte. Le contrôle du poids de l'enceinte permet donc de quantifier de manière précise l'apport de gaz sous pression pour maintenir, en sortie d'enceinte, une qualité de flux de fluide chargée en gaz 15 sous pression sensiblement constante. De préférence, l'étape de réintroduction du flux de fluide chargé en gaz issu de l'enceinte dans le séparateur est une étape de réintroduction de manière cocourante avec le flux de fluide à traiter. Grâce à cette alimentation co-courante du flux de fluide à traiter et de la fraction de flux de fluide recirculant chargé en gaz sous pression, le fonctionnement du séparateur n'est pas perturbé. L'invention a encore pour objet un dispositif d'alimentation en gaz d'un séparateur liquide/solide muni d'au moins une entrée de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie de fluide traité, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend une enceinte fermée munie d'une entrée d'alimentation en fluide et d'une sortie de fluide raccordables au séparateur, des moyens d'injection de gaz sous pression dans ladite enceinte et des moyens de dosage de la quantité de gaz introduite dans ladite enceinte. De préférence, les moyens de dosage de la quantité de gaz introduite dans ladite enceinte sont des moyens de dosage en fonction du poids de l'enceinte.

3026968 3 De préférence, les moyens de dosage comprennent une unité de pilotage des moyens d'injection, des moyens de fourniture d'entrée de données à ladite unité de pilotage et des moyens de pesée du poids de l'enceinte aptes à délivrer des signaux à l'unité de pilotage, ladite unité de pilotage étant 5 configurée pour commander le fonctionnement des moyens d'injection à partir des données d'entrée fournies par les moyens de fourniture d'entrée de données et des signaux délivrés par les moyens de pesée. De préférence, l'unité de pilotage comprend des moyens de traitement électroniques et/ou informatiques des données, tel qu'un microprocesseur 10 associé à une mémoire de travail. De préférence, les moyens de fourniture d'entrée de données comprennent au moins des moyens d'acquisition de données et/ou une interface d'entrée de données encore appelée interface homme/machine et/ou une mémoire de stockage de données prédéfinie.

15 De préférence, les moyens de fourniture d'entrée de données sont configurés pour fournir au moins deux valeurs de poids de consigne à savoir un poids de consigne haut et un poids de consigne bas à l'unité de pilotage et l'unité de pilotage est configurée pour commander le mode dit « marche » des moyens d'injection lorsque le poids de consigne haut est atteint et le mode dit « arrêt » 20 des moyens d'injection lorsque le poids de consigne bas est atteint. De préférence, les moyens d'injection comprennent un générateur de gaz sous pression et une liaison obturable de raccordement du générateur à l'enceinte. De préférence, l'organe d'obturation de la liaison de raccordement du générateur à l'enceinte est en position ouverte en mode dit « marche » des 25 moyens d'injection et en position fermée en mode dit « arrêt » des moyens d'injection. L'unité de pilotage est donc configurée pour commander le mode dit 3026968 4 « marche » des moyens d'injection par ouverture de l'organe d'obturation de la liaison de raccordement du générateur à l'enceinte et le mode dit « arrêt » des moyens d'injection par fermeture de l'organe d'obturation de la liaison de raccordement du générateur à l'enceinte.

5 De préférence, les moyens de raccordement de l'entrée et de la sortie de l'enceinte aptes à permettre le raccordement desdites entrée et sortie de l'enceinte au séparateur comprennent des moyens de circulation forcée de fluide. L'invention a encore pour objet une installation de traitement de flux de fluide, 10 ladite installation comprenant un séparateur liquide/solide muni d'au moins une entrée de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie de fluide traité et un dispositif d'alimentation en gaz du séparateur. De préférence, la liaison de raccordement de la sortie de fluide de l'enceinte au séparateur présente un débouché à l'intérieur de l'entrée d'alimentation en 15 fluide à traiter du séparateur positionnable de manière coaxiale à ladite entrée. De préférence, le séparateur comprend une cuve portant les au moins une entrée et sortie de fluide du séparateur, ladite cuve étant divisée à l'aide d'au moins une cloison en au moins deux compartiments dits respectivement amont et aval pris par rapport au sens de circulation du fluide à traiter dans le 20 séparateur, lesdits ou au moins deux des compartiments communiquant entre eux par sousverse, c'est-à-dire par une ouverture ménagée à la base de la cloison, le compartiment le plus en aval de la cuve étant munie de la ou d'au moins une sortie de fluide traité du séparateur. De préférence, la cuve présente une face de dessus ouverte et le séparateur 25 comprend un racleur disposé au niveau de la face de dessus ouverte de la cuve et une goulotte de récupération des matières collectées par le racleur. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante 3026968 5 d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 représente une vue schématique d'ensemble d'une installation de traitement de fluide liquide, notamment des fluides chargés en impuretés conforme à l'invention. 5 - La figure 2 représente une vue schématique de détail du séparateur. Comme mentionné ci-dessus, l'invention a pour objet une installation de traitement de flux de fluide, en particulier d'un flux de fluide liquide chargé en matières solides, tel qu'un effluent. Cette installation comprend un séparateur 2 liquide/solide muni d'au moins une 10 entrée 3 de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie 4 de flux de fluide traité, et un dispositif 1 d'alimentation en gaz du séparateur. Dans l'exemple représenté, le séparateur 2 est un séparateur à une entrée 3 de fluide à traiter et à deux sorties 4 de fluide traité. Ce séparateur 2 comprend une cuve 5 généralement métallique, compartimentée à l'aide de cloisons 6 15 s'étendant transversalement au sens de circulation du fluide à traiter à l'intérieur du séparateur depuis l'entrée 3 vers les sorties 4 de fluide du séparateur pour former une série de compartiments disposés côte à côte. Le compartiment le plus en aval de la cuve pris dans le sens de circulation du flux de fluide à traiter à l'intérieur du séparateur et représenté en 8 aux figures 20 est équipé de l'une des sorties 4 de fluide traité du séparateur. Le compartiment immédiatement en amont et représenté en 7 aux figures est quant à lui séparé du compartiment 8 le plus en aval par une cloison 6 qui s'interrompt en partie inférieure pour ménager entre lesdits compartiments 7 amont et 8 aval une ouverture 9 de passage de fluide. Une partie de ce 25 compartiment 7 amont est destinée à alimenter un dispositif 1 d'alimentation en gaz du séparateur 2 qui sera décrit ci-après.

3026968 6 Ce séparateur 2 opère une séparation physico-chimique. À cet effet, l'entrée 3 du séparateur est équipée de moyens de raccordement à au moins un réservoir d'agent de floculation et/ou de coagulation pour permettre une alimentation en agent de floculation et/ou de coagulation du séparateur et pour 5 séparer par voie chimique les matières liquides et solides du contenu du séparateur 2. Ce séparateur 2 comprend encore un racleur 10 disposé au niveau de la face de dessus ouverte de la cuve 5 et une goulotte 11 de récupération des matières collectées par le racleur 10.

10 Dans l'exemple représenté, le racleur 10 se présente sous forme d'une bande sans fin munie de palettes radiales aptes à racler en surface le contenu de la cuve du séparateur et amener le contenu raclé en direction de la goulotte 11. Le contenu de cette goulotte, formé généralement par des boues en cas de traitement d'eaux usées, est ensuite évacué.

15 Comme mentionné ci-dessus, l'installation de traitement comprend encore un dispositif 1 d'alimentation en gaz sous pression, en l'occurrence ici en air comprimé du séparateur liquide/solide pour favoriser la mise en suspension des matières floculées ou coagulées à l'intérieur du séparateur 2. Ce dispositif 1 d'alimentation comprend une enceinte 12 fermée, généralement 20 en métal, réalisée ici sous forme d'une enceinte cylindrique munie en partie haute d'une entrée 13 d'alimentation en fluide et en partie basse d'une sortie 14 de fluide. Ces entrée 13 et sortie 14 de fluide sont raccordables au séparateur par des moyens 23, 24 de raccordement qui comprennent une liaison 23 de raccordement de l'entrée 13 de l'enceinte au séparateur 2 côté 25 sortie de fluide du séparateur et une liaison 24 de raccordement de la sortie 14 de l'enceinte au séparateur côté entrée de fluide du séparateur. Dans l'exemple représenté, chaque liaison 23, 24 est formée par un conduit. La liaison 23 de raccordement de l'entrée 13 de l'enceinte se raccorde au 3026968 7 séparateur 2 au niveau du compartiment 7 amont du séparateur décrit ci-dessus, c'est-à-dire le compartiment du séparateur 2 immédiatement en amont du compartiment le plus en aval du séparateur 2. Dans l'exemple représenté, cette liaison 23 est munie de moyens 25 de 5 circulation forcée de fluide réalisés ici sous forme d'une pompe, pour permettre une circulation du flux de fluide depuis le séparateur 2, à travers l'enceinte 12 et le retour de ce flux de fluide vers le séparateur 2. La liaison 24 de raccordement de la sortie 14 de l'enceinte se raccorde au séparateur au niveau de l'entrée 3 d'entrée de fluide du séparateur. À cet effet, io dans l'exemple représenté, la liaison 24, de raccordement de la sortie 14 de sortie de fluide de l'enceinte 12 au séparateur, présente un débouché à l'intérieur de l'entrée 3 d'alimentation en fluide à traiter du séparateur, positionnée de manière coaxiale à ladite entrée 3. Le flux de fluide à traiter et le flux de fluide issu du dispositif 1 d'alimentation 15 sont donc introduits simultanément et sous forme d'un même flux à l'intérieur de la cuve du séparateur. Le circuit de circulation de fluide ainsi établi depuis le compartiment 7 du séparateur jusqu'à l'entrée 3 de fluide du séparateur en passant par l'enceinte forme un circuit de dérivation d'une fraction du flux de fluide du séparateur et 20 permet une recirculation d'une fraction du flux de fluide du séparateur après passage dans ladite enceinte. Le dispositif 1 comprend encore des moyens 15 d'injection des gaz sous pression dans ladite enceinte 12 et des moyens 19 de dosage de la quantité de gaz introduite dans ladite enceinte 12. Les moyens 15 d'injection comprennent 25 un générateur 16 de gaz sous pression, formé ici par un compresseur, et une liaison 17 obturable de raccordement du générateur 16 à l'enceinte 2. L'organe d'obturation 18 de la liaison 17 est ici réalisé sous forme d'une électrovanne.

3026968 8 Les moyens 19 de dosage comprennent quant à eux une unité 20 de pilotage des moyens 15 d'injection, des moyens 21 de fourniture d'entrée de données à ladite unité 20 de pilotage et des moyens 22 de pesée du poids de l'enceinte 12 aptes à délivrer des signaux à l'unité 20 de pilotage.

5 L'unité 20 de pilotage est configurée pour commander le fonctionnement des moyens 15 d'injection à partir des données d'entrée fournies par les moyens 21 de fourniture d'entrée de données en fonction des signaux délivrés par les moyens 22 de pesée. Les moyens 21 de fourniture d'entrée de données sont configurés pour fournir 10 au moins deux valeurs de poids de consigne, à savoir un poids de consigne haut et un poids de consigne bas à l'unité 20 de pilotage et l'unité 20 de pilotage est configurée pour commander le mode dit « marche » correspondant à l'ouverture de l'organe 8 d'obturation lorsque le poids de consigne haut est atteint et le mode dit « arrêt » des moyens 15 d'injection correspondant à la 15 fermeture de l'organe 18 d'obturation lorsque le poids de consigne bas est atteint. Comme mentionné ci-dessus, l'unité de pilotage comprend des moyens de traitement électroniques et/ou informatiques de données, tels qu'un microprocesseur associé à une mémoire de travail. Lorsque l'expression 20 « l'unité de pilotage est configurée pour » est utilisée, cela signifie que le microprocesseur comprend des instructions pour réaliser l'action. Comme mentionné également ci-dessus, les moyens 21 de fourniture d'entrée de données peuvent comprendre des moyens d'acquisition de données et/ou une interface d'entrée de données encore appelée interface homme/machine 25 et/ou une mémoire de stockage de données prédéfinies. L'interface peut comprendre au moins une télécommande et/ou un écran tactile et/ou un clavier.

3026968 9 Dans l'exemple illustré, les moyens 21 de fourniture d'entrée de données sont formés par un clavier par l'intermédiaire duquel l'opérateur entre les poids de consigne haut et bas, le poids de consigne bas étant généralement supérieur au poids à vide de l'enceinte.

5 Les moyens 22 de pesée sont quant à eux formés par une simple cellule de pesée positionnée à la base de l'enceinte pour en mesurer le poids total. L'enceinte peut encore comprendre des moyens de mesure de la pression tels qu'un manomètre, une purge d'air et des moyens de mesure du niveau du liquide à l'intérieur de l'enceinte.

10 Le fonctionnement du dispositif est tel que suit : au démarrage de l'installation, on fixe les poids de consigne haut et bas et on met en marche le compresseur formant le générateur de gaz sous pression, ainsi que la pompe des moyens 25 de circulation forcée de fluide. Pendant cette phase de démarrage, la fraction de flux de fluide pompée dans le séparateur et traversant l'enceinte 15 est réintroduite en l'état dans le séparateur, jusqu'à ce que le niveau de fluide augmente dans l'enceinte pour atteindre le poids de consigne haut de l'enceinte. À ce moment, l'organe 18 d'obturation de la liaison du générateur 16 à l'enceinte 2 est ouvert et un gaz sous pression, en l'occurrence de l'air sous pression, est envoyé dans l'enceinte pour y chasser une partie de son contenu 20 liquide jusqu'à atteindre le poids de consigne bas. À cet instant, l'organe 18 d'opération de la liaison entre générateur de gaz sous pression et enceinte est ramené en position fermée et ne sera réouvert que lorsque le poids de consigne haut de l'enceinte aura été de nouveau atteint. Cette alimentation séquentielle en gaz sous pression de l'enceinte permet de maintenir un rapport 25 flux de fluide liquide sous pression/gaz sous pression sensiblement constant ou contenu à l'intérieur d'une plage prédéterminée pour l'alimentation du séparateur.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'alimentation en gaz, de préférence en air, d'un séparateur (2) liquide/solide muni d'au moins une entrée (3) de flux de fluide à traiter et d'au 5 moins une sortie (4) de fluide traité, caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape de dérivation d'une fraction du flux de fluide du séparateur (2) au travers d'une enceinte (12), une étape d'introduction de gaz sous pression en une quantité donnée dans ladite enceinte (12), et une étape de réintroduction du flux de fluide chargé en gaz issu de l'enceinte (12) dans le 10 séparateur (2).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'introduction de gaz sous pression en une quantité donnée dans ladite enceinte (12) est une étape d'introduction de gaz 15 en une quantité donnée dans ladite enceinte (12) en fonction du poids de ladite enceinte (12).
3. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de réintroduction du flux de fluide chargé en gaz 20 issu de l'enceinte (12) dans le séparateur (2) est une étape de réintroduction de manière co-courante avec le flux de fluide à traiter.
4. 4. Dispositif (1) d'alimentation en gaz d'un séparateur (2) liquide/solide muni d'au moins une entrée (3) de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie (4) 25 de fluide traité, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend une enceinte (12) fermée munie d'une entrée (13) d'alimentation en fluide et d'une sortie (14) de fluide raccordables au séparateur, des moyens (15) d'injection de gaz sous pression dans ladite enceinte (12) et des moyens (19) de dosage de la quantité de gaz 30 introduite dans ladite enceinte (12).
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, 3026968 11 caractérisé en ce que les moyens (19) de dosage comprennent une unité (20) de pilotage des moyens (15) d'injection, des moyens (21) de fourniture d'entrée de données à ladite unité (20) de pilotage et des moyens (22) de pesée du poids de l'enceinte (12) aptes à délivrer des signaux à l'unité (20) de pilotage, ladite unité (20) de pilotage étant configurée pour commander le fonctionnement des moyens (15) d'injection à partir des données d'entrée fournies par les moyens (21) de fourniture d'entrée de données en fonction des signaux délivrés par les moyens (22) de pesée.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (21) de fourniture d'entrée de données sont configurés pour fournir au moins deux valeurs de poids de consigne à savoir un poids de consigne haut et un poids de consigne bas à l'unité (20) de pilotage et en ce que l'unité (20) de pilotage est configurée pour commander le mode dit "marche" des moyens (15) d'injection lorsque le poids de consigne haut est atteint et le mode dit "arrêt" des moyens (15) d'injection lorsque le poids de consigne bas est atteint.
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens (15) d'injection comprennent un générateur (16) de gaz sous pression et une liaison (17) obturable de raccordement du générateur (16) à l'enceinte (2).
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe (18) d'obturation de la liaison (17) de raccordement du générateur (16) à l'enceinte (2) est en position ouverte en mode dit "marche" des moyens (15) d'injection et en position fermée en mode dit "arrêt" des moyens (15) d'injection.
9. 9. Dispositif selon l'une des revendications caractérisé en ce que les moyens (23, 24) de raccordement de l'entrée (13) et de la sortie (14) de l'enceinte (12) aptes à permettre le raccordement desdites 3026968 12 entrée (13) et sortie (14) de l'enceinte (12) au séparateur (2) comprennent des moyens (25) de circulation forcée de fluide.
10. 10. Installation de traitement de flux de fluide, ladite installation comprenant un 5 séparateur (2) liquide/solide muni d'au moins une entrée (3) de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie (4) de fluide traité et un dispositif (1) d'alimentation en gaz du séparateur (2), caractérisé en ce que le dispositif (1) d'alimentation en gaz du séparateur est conforme à l'une des revendications 4 à 9. 10
11. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que la liaison (24) de raccordement de la sortie (14) de fluide de l'enceinte (12) au séparateur (2) présente un débouché à l'intérieur de l'entrée (3) d'alimentation en fluide à traiter du séparateur (2) positionnable 15 de manière coaxiale à ladite entrée (3).
12. 12. Installation selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que le séparateur (2) comprend une cuve (5) portant les au moins une entrée (3) et sortie (4) de fluide du séparateur (2), en ce que ladite 20 cuve (5) est divisée à l'aide d'au moins une cloison (6) en au moins deux compartiments (7, 8) dits respectivement amont et aval pris par rapport au sens de circulation du fluide à traiter dans le séparateur (2), lesdits ou au moins deux (7, 8) des compartiments communiquant entre eux par sousverse c'est-à-dire par une ouverture ménagée à la base de la cloison (6), le compartiment (8) 25 le plus en aval de la cuve étant muni de la ou d'au moins une sortie (4) de fluide traité du séparateur (2).
13. 13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que la cuve (5) présente une face de dessus ouverte et en 30 ce que le séparateur (2) comprend un racleur (10) disposé au niveau de la face de dessus ouverte de la cuve (5) et une goulotte (11) de récupération des matières collectées par le racleur (10).