FR3030318B1 - DEVICE FOR PRETREATMENT OF SEDIMENTS FROM A BACKGROUND OF A LIQUID MEDIUM COMPRISING SUCCESSIVE SIEVE STAGES - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (1) de prétraitement de sédiments prélevés sur un fond d'un milieu liquide, comprenant au moins deux étages de tamisage successifs, chacun des étages de tamisage comprenant un panier (3) de tamisage présentant des mailles de taille prédéterminée, pouvant être entraîné en rotation à l'intérieur d'un réceptacle (5), de façon à séparer des filtrats, traversant les mailles du panier (3), et des résidus ne traversant pas les mailles. Selon l'invention, au moins un des étages de tamisage comprend des moyens de projection d'un fluide sous pression sur la périphérie du panier (3) de tamisage, de l'extérieur vers l'intérieur de celui-ci.The invention relates to a device (1) for the pretreatment of sediments taken from a bottom of a liquid medium, comprising at least two successive sieving stages, each of the sieving stages comprising a screening basket (3) having mesh size predetermined, can be rotated inside a receptacle (5), so as to separate filtrates, passing through the mesh of the basket (3), and residues not passing through the mesh. According to the invention, at least one of the sieving stages comprises means for projecting a fluid under pressure on the periphery of the screening basket (3), from the outside to the inside thereof.
Description
Dispositif de prétraitement de sédiments prélevés sur un fond d'un milieu liquide comprenant des étages de tamisage successifs 1. Domaine de l'invention i L'invention concerne le domaine du nettoyage du fond de milieux liquides, par exemple maritimes ou fluviaux, et plus précisément le traitement et la valorisation des sédiments se déposant sur les fonds des environnements liquides tels que les estuaires, les ports, les lacs, les étangs, les fleuves, les rivières ou les ouvrages de retenue d'eau et stations d'épuration. I En particulier, la présente invention concerne le prétraitement de tels sédiments, une fois extraits de l'environnement liquide dans lequel ils reposaient. 2. Art antérieurThe invention relates to the field of cleaning the bottom of liquid media, for example maritime or fluvial media, and more precisely the treatment and recovery of sediments deposited on the bottom of liquid environments such as estuaries, ports, lakes, ponds, rivers, rivers or water retaining structures and treatment plants. In particular, the present invention relates to the pretreatment of such sediments, once extracted from the liquid environment in which they rested. 2. Prior Art
Les cours d'eau transportent de nombreux sédiments, dont le dépôt provoque i naturellement l'envasement des fonds. Ce phénomène peut être amplifié par des processus d'érosion, de faibles débits, une topographie plane ainsi que par les rejets industriels et urbains. Les milieux fermés (mares, étangs... ou presque fermés (ports, barrages...) sont encore plus sujets à ce problème.Streams carry many sediments, the deposition of which naturally causes the siltation of funds. This phenomenon can be amplified by erosion processes, low flows, a flat topography as well as industrial and urban discharges. Closed environments (ponds, ponds ... or almost closed (ports, dams ...) are even more subject to this problem.
Pour cette raison, il est nécessaire de réaliser un curage des fonds de ces milieux, I ou dragage. Classiquement, on met en œuvre périodiquement des opérations de dragage de ces zones afin d'évacuer les boues ou sédiments qui s'y accumulent et qui peuvent perturber, à terme, les activités humaines (sociétales, commerciales, touristiques, loisirs...) et/ou les équilibres écologiques.For this reason, it is necessary to clean the funds of these environments, I or dredging. Classically, dredging operations of these areas are periodically carried out in order to evacuate the sludge or sediment accumulated therein, which can eventually disrupt human activities (societal, commercial, tourist, leisure, etc.). and / or ecological balances.
De telles opérations de dragage doivent être reproduites régulièrement, par i exemple tous les 3 à 5 ans, puisque l'envasement est continuel, entraînant à chaque fois un arrêt ou une perturbation des activités de la zone concernée.Such dredging operations must be reproduced regularly, for example every 3 to 5 years, since the siltation is continuous, each time causing a stop or a disruption of the activities of the zone concerned.
Ces travaux de dragage sont généralement réalisés par des bateaux spécialisés, appelés dragues, ou par des engins de travaux publics, depuis le rivage. Le matériel utilisé combine souvent d'une part un système mécanique ou hydraulique permettant de brasser les sédiments accumulés sur le fond à nettoyer, et d'autre part un système permettant d'extraire les sédiments brassés, en général une pompe aspirante.These dredging works are usually carried out by specialized boats, called dredges, or by public works machinery, from the shore. The equipment used often combines, on the one hand, a mechanical or hydraulic system making it possible to mix the sediments accumulated on the bottom to be cleaned, and on the other hand a system making it possible to extract the brewed sediments, generally a suction pump.
Suite à leur extraction, les sédiments doivent être évacués, et de préférence au moins en partie réutilisés et valorisés. Ils sont généralement transportés puis subissent un prétraitement préalable à leur utilisation. Ce prétraitement a pour but d'une part de séparer les particules de boues des éléments indésirables (détritus, ... ) récupérés lors de l'opération de dragage, et d'assécher les sédiments en dissociant la matière sèche de l'eau. Il existe différents types de prétraitement, les plus classiquement utilisés étant le dégrillage (c'est-à-dire le passage des sédiments au travers d'une grille), le tamisage, (c'est-à-dire le passage des sédiments à travers un tamis) ou le ressuyage (c'est-à-dire le drainage naturel des sédiments par migration de l'eau en excès).Following their extraction, the sediments must be evacuated, and preferably at least partly reused and recovered. They are usually transported and undergo pre-treatment prior to their use. This pretreatment aims on the one hand to separate the sludge particles from undesirable elements (detritus, ...) recovered during the dredging operation, and to dry the sediments by dissociating the dry matter from the water. There are different types of pretreatment, the most commonly used being screening (ie the passage of sediments through a grid), sieving, (ie the passage of sediments to through a sieve) or draining (that is, natural drainage of sediments by migration of excess water).
Il n'existe pas, à l'heure actuelle, de système efficace pour traiter de grandes quantités de sédiments. En conséquence, les milliers de m3 de sédiments récupérés lors des opérations de dragage ne sont généralement pas traités. Les déchets sont ainsi stockés à terre en dépôt ou acheminés par pipeline, barge ou autre moyen de transport loin des côtes et relâchés en pleine mer. Ces opérations peuvent être néfastes pour l'environnement en contribuant à la pollution des eaux du fait des toxiques contenus dans de tels déchets.There is currently no effective system for dealing with large quantities of sediment. As a result, the thousands of m3 of sediment recovered during dredging operations are generally not treated. The waste is thus stored on land in depots or transported by pipeline, barge or other means of transport far from the coast and released at sea. These operations can be harmful for the environment by contributing to water pollution because of the toxic substances contained in such waste.
De nombreuses études présentent pourtant le potentiel de valorisation des sédiments de dragage, comme par exemple dans la fabrication du béton, dans les travaux routiers (remblais, chaussées...), dans l'industrie (verrerie, fonderie...) ou encore dans l'agronomie.Many studies nevertheless show the potential of valorization of dredged sediments, as for example in the manufacture of concrete, in road works (embankments, pavements ...), in the industry (glassworks, foundry ...) or in agronomy.
Il existe donc un besoin de disposer d'un système qui assurerait un séchage efficace des sédiments, tout en étant capable de traiter des quantités plus importantes de matière entrante, et qui contribuerait à la réduction de la masse de déchet stockée à terre ou déversée en mer. 3. Exposé de l'inventionThere is therefore a need for a system that would ensure effective sediment drying, while being able to handle larger amounts of incoming material, and that would contribute to the reduction of the mass of waste stored on land or dumped into 3. Presentation of the invention
La présente invention a pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.The present invention aims to overcome these disadvantages of the prior art.
Cet objectif, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l'aide d'un dispositif de prétraitement de sédiments prélevés sur un fond d'un milieu liquide, comprenant au moins deux étages de tamisage successifs, chacun des étages de tamisage comprenant un panier de tamisage présentant des mailles de taille prédéterminée, pouvant être entraîné en rotation à l'intérieur d'un réceptacle, de façon à séparer des filtrats, traversant lesdites mailles dudit panier, et des résidus ne traversant pas lesdites mailles.This objective, as well as others which will appear more clearly later, are achieved by means of a pre-treatment device for sediments taken from a bottom of a liquid medium, comprising at least two successive sieving stages, each sieving stages comprising a sieving basket having meshes of predetermined size, being rotatable inside a receptacle, so as to separate filtrates, passing through said meshes of said basket, and residues not passing through said sieves; sts.
Selon un aspect de l'invention, au moins un des étages de tamisage comprend des moyens de projection d'un fluide sous pression sur au moins une partie de la périphérie du panier de tamisage, de l'extérieur vers l'intérieur de celui-ci.According to one aspect of the invention, at least one of the sieving stages comprises means for projecting a pressurized fluid onto at least a portion of the periphery of the sieving basket, from the outside to the inside thereof. this.
La projection de fluide sous pression sur la périphérie du panier permet de décolmater les mailles du panier formant le filtre. La pression exercée par le fluide décolle les particules obstruant le filtre, et les remet en mouvement afin que l'opération de tamisage puisse être poursuivie et que les filtrats soient évacués.The projection of fluid under pressure on the periphery of the basket makes it possible to unclog the meshes of the basket forming the filter. The pressure exerted by the fluid off the particles obstructing the filter, and puts them back in motion so that the sieving operation can be continued and the filtrates are evacuated.
La filtration, et par conséquent le tri et le séchage des sédiments, est ainsi plus efficace. La présence du système de nettoyage permet d'assurer une continuité dans le fonctionnement du dispositif de prétraitement, et ainsi de traiter des quantités plus importantes de sédiments.Filtration, and therefore sorting and drying of sediments, is thus more efficient. The presence of the cleaning system ensures a continuity in the operation of the pretreatment device, and thus to handle larger amounts of sediment.
Selon un premier mode de réalisation, les moyens de projection comprennent une pluralité de buses distribuées sur la hauteur de la périphérie.According to a first embodiment, the projection means comprise a plurality of nozzles distributed over the height of the periphery.
Ainsi, lorsque le panier est mis en mouvement et effectue sa rotation, l'ensemble de la surface extérieure du panier, c'est-à-dire de l'extrémité basse du panier jusqu'à son extrémité haute, est aspergée. Ceci garantit que toutes les mailles du panier soient décolmatées, et assure une efficacité maximum.Thus, when the basket is set in motion and rotates, the entire outer surface of the basket, that is to say from the bottom end of the basket to its upper end, is sprayed. This ensures that all meshs in the basket are unclogged, and ensures maximum efficiency.
Selon un mode de réalisation particulier, le panier de tamisage présente une forme tronconique avec un bord supérieur plus large que le bord inférieur.According to a particular embodiment, the sieving basket has a frustoconical shape with an upper edge wider than the lower edge.
Selon un autre mode de réalisation, le panier est évasé au voisinage de son bord supérieur.According to another embodiment, the basket is flared near its upper edge.
Cette forme spécifique facilite l'éjection des sédiments résiduels, hors du panier, lorsque la vitesse de rotation de celui-ci est augmentée.This specific form facilitates the ejection of residual sediment out of the basket, when the rotational speed thereof is increased.
Selon un mode de réalisation particulier, le panier est monté sur un axe de rotation le traversant, mobile par rapport au réceptacle.According to a particular embodiment, the basket is mounted on an axis of rotation therethrough, movable relative to the receptacle.
En particulier, l'extrémité supérieure de l'axe de rotation est entraînée par un moteur.In particular, the upper end of the axis of rotation is driven by a motor.
La mise en route du moteur, entraîne la rotation de l'axe, et par conséquent du panier à l'intérieur du réceptacle. La technique mise en œuvre est simple et peu coûteuse.Starting the motor causes rotation of the axis, and therefore the basket inside the receptacle. The technique used is simple and inexpensive.
Selon un autre mode de réalisation, le réceptacle présente un fond incliné guidant les filtrats vers des moyens de transfert.According to another embodiment, the receptacle has an inclined bottom guiding the filtrates to transfer means.
En particulier, les moyens de transfert des filtrats comprennent un embout déverseur.In particular, the filtrate transfer means comprise a discharge nozzle.
Ainsi, les filtrats ayant franchi les mailles du panier s'écoulent naturellement vers le bas du réceptacle, l'embout déverseur permettant leur guidage précis vers le panier de filtration suivant.Thus, the filtrates having crossed the mesh of the basket flow naturally towards the bottom of the receptacle, the discharge nozzle allowing their precise guidance to the next filter basket.
Selon un autre mode de réalisation, le réceptacle est fixé à l'intérieur d'une cuve recevant les résidus.According to another embodiment, the receptacle is fixed inside a tank receiving the residues.
Ainsi, la récupération des résidus, n'ayant pas franchi les mailles du panier, s'effectue de manière simple, au sein même du dispositif.Thus, the recovery of residues, not having crossed the mesh of the basket, is carried out in a simple manner, within the device itself.
Selon un autre mode de réalisation, la cuve présente, sous le réceptacle, une forme en entonnoir, guidant les résidus vers des moyens dévacuation.According to another embodiment, the tank has, under the receptacle, a funnel-shaped shape, guiding the residues towards discharge means.
Ceci permet que les résidus soient naturellement guidés vers les bas de la cuve, et soient rassemblés afin d'être évacués vers un bac de stockage, par exemple.This allows the residues to be naturally guided towards the bottom of the tank, and are collected in order to be evacuated to a storage tank, for example.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de prétraitement de sédiments comprend des moyens de contrôle pilotant la mise en rotation et/ou la vitesse de rotation desdits paniers et/ou la distribution dudit fluide sous pression.According to another embodiment, the sediment pre-treatment device comprises control means controlling the setting in rotation and / or the speed of rotation of said baskets and / or the distribution of said fluid under pressure.
Ainsi, le cycle de traitement des sédiments peut être complètement automatisé afin de gagner en performance.Thus, the sediment treatment cycle can be completely automated to gain performance.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de prétraitement de sédiments comprend trois étages de tamisage successifs.According to another embodiment, the sediment pre-treatment device comprises three successive sieving stages.
Les sédiments entrants subissent ainsi trois traitements successifs, la taille des mailles des paniers de tamisage réduisant au fur et à mesure des étages de tamisage. De cette manière, trois types de résidus peuvent être récupérés et valorisés, les résidus « ultimes » prenant la forme de particules très fines. De plus, les filtrats « ultimes », évacués à la fin des opérations sont liquides et peuvent être rejetés directement dans l'environnement de départ. Le dispositif est ainsi efficient, puisqu'il ne reste aucun déchet « ultime » à stocker.The incoming sediments thus undergo three successive treatments, the size of the meshes of the sieving baskets reducing gradually as the stages of sieving. In this way, three types of residues can be recovered and recovered, the "ultimate" residues taking the form of very fine particles. In addition, the "ultimate" filtrates, evacuated at the end of operations are liquid and can be discharged directly into the starting environment. The device is thus efficient, since there is no "ultimate" waste to be stored.
Par ailleurs, les opérations de prétraitements peuvent être effectuées « in situ », sur le lieu même d'extraction des sédiments, contrairement aux solutions de l'art antérieur qui nécessitent un transport des sédiments vers une zone de traitement. Ceci permet de réduire considérablement le bilan carbone des opérations de transport puisque seuls les sédiments débarrassés de leur eau (et éventuellement conditionnés) sont transportés. L'invention concerne également un étage de prétraitement pour un dispositif de tamisage de sédiments prélevés sur un fond d'un milieu liquide, comprenant un panier de tamisage présentant des mailles de taille prédéterminée, pouvant être entraîné en rotation à l'intérieur d'un réceptacle, de façon à séparer des filtrats, traversant les mailles du panier, et des résidus ne traversant pas les mailles.In addition, the pretreatment operations can be carried out "in situ" on the actual site of extraction of the sediments, unlike the solutions of the prior art that require transport of the sediments to a treatment zone. This makes it possible to considerably reduce the carbon footprint of transport operations since only the sediments that are freed of their water (and possibly packaged) are transported. The invention also relates to a pretreatment stage for a device for sieving sediments taken from a bottom of a liquid medium, comprising a screening basket having meshes of predetermined size, which can be rotated inside a receptacle, so as to separate filtrates, passing through the mesh of the basket, and residues not passing through the mesh.
Avantageusement, l'étage comprend des moyens de projection d'un fluide sous pression sur la périphérie du panier de tamisage, de l'extérieur vers l'intérieur de celui- ci. L'invention concerne également un procédé de prétraitement de sédiments prélevés sur un fond d'un milieu liquide, comprenant au moins deux phases de tamisage successives.Advantageously, the stage comprises means for projecting a fluid under pressure on the periphery of the sieving basket, from the outside towards the inside thereof. The invention also relates to a pretreatment process of sediments taken from a bottom of a liquid medium, comprising at least two successive sieving phases.
Avantageusement, chacune des phases de tamisage met en œuvre des opérations de : mise en rotation d'un panier de tamisage présentant des mailles de taille prédéterminée, à l'intérieur d'un réceptacle, de façon à séparer des filtrats, traversant les mailles du panier, et des résidus ne traversant pas les mailles ; projection d'un fluide sous pression sur la périphérie du panier de tamisage, de l'extérieur vers l'intérieur de celui-ci.Advantageously, each of the sieving phases implements operations of: rotating a screening basket having meshes of predetermined size, inside a receptacle, so as to separate filtrates, passing through the meshes of the basket, and residues not passing through the mesh; projecting a fluid under pressure on the periphery of the sieving basket, from outside to inside thereof.
Un tel procédé permet un tri et un assèchement efficace et simple des sédiments. II peut notamment comprendre les étapes suivantes, pour un cycle de traitement d'un desdits étages : extraction des filtrats, par mise en rotation dudit panier à une première vitesse de rotation ; évacuation des résidus, par mise en rotation dudit panier à une deuxième vitesse de rotation, supérieure à ladite première vitesse ; décolmatage du panier, par mise en rotation dudit panier à une troisième vitesse, inférieure à ladite deuxième vitesse et activation de la projection de fluide. 4. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des figures annexées, parmi lesquels : la figure 1 présente une vue en trois dimensions du dispositif de tamisage ; la figure 2 représente la structure de maintien du dispositif de tamisage selon un premier mode de réalisation ; la figure 3 représente le dispositif de tamisage selon un mode de réalisation particulier ; la figure 4 présente une vue en coupe d'un étage de tamisage selon ce mode de réalisation particulier ; la figure 5 est une vue en trois dimensions d'un panier de tamisage et du système de nettoyage haute pression associé ; la figure 6 représente une variante du système de nettoyage haute pression ; la figure 7 illustre un exemple de procédé de mise en œuvre selon l'invention. 5. Description d'un mode de réalisation de l'invention 5.1 Principe général L'invention concerne un dispositif de prétraitement de sédiments prélevés sur un fond d'un milieu liquide, par exemple une rivière, un lac, un étang ou une mare comprenant au moins deux étages de tamisage successifs. Dans certains cas particuliers, un unique étage peut être mis en œuvre.Such a method allows efficient and simple sorting and dewatering of the sediments. It may in particular comprise the following steps, for a treatment cycle of one of said stages: extraction of the filtrates, by rotating said basket at a first speed of rotation; discharging residues, by rotating said basket at a second rotational speed, greater than said first speed; unclogging the basket, by rotating said basket at a third speed, lower than said second speed and activating the fluid projection. 4. List of Figures Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of embodiments, given by way of simple illustrative and non-limiting examples, and the appended figures, among which: Figure 1 shows a three-dimensional view of the sieving device; Figure 2 shows the holding structure of the sieving device according to a first embodiment; Figure 3 shows the sieving device according to a particular embodiment; Figure 4 shows a sectional view of a sieving stage according to this particular embodiment; Figure 5 is a three-dimensional view of a screening basket and the associated high pressure cleaning system; Figure 6 shows a variant of the high pressure cleaning system; FIG. 7 illustrates an exemplary implementation method according to the invention. 5. DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION 5.1 GENERAL PRINCIPLE The invention relates to a device for pretreatment of sediments taken from a bottom of a liquid medium, for example a river, a lake, a pond or a pond comprising at least two successive sieving stages. In some particular cases, a single stage can be implemented.
De tels étages peuvent par exemple être disposés en colonne, en escalier ou côte à côte. Le dispositif de tamisage des sédiments selon l'invention permet d'assécher de façon progressive les sédiments par dissociation des particules solides et du liquide, aspirés lors du prélèvement des sédiments.Such floors can for example be arranged in columns, steps or side by side. The sediment sieving device according to the invention allows the sediments to be progressively dewatered by dissociation of the solid particles and the liquid, sucked up during the sediment sampling.
Chacun des étages de tamisage comprend un panier de tamisage présentant des mailles de taille prédéterminée, ce panier pouvant être entraîné en rotation à l'intérieur d'un réceptacle, de façon à séparer des filtrats, traversant les mailles du panier, et des résidus, ne traversant pas les mailles.Each of the sieving stages comprises a sieving basket having meshes of predetermined size, this basket being able to be rotated inside a receptacle, so as to separate filtrates, passing through the meshes of the basket, and residues, not going through the cracks.
Au moins un des étages de tamisage comprend des moyens de projection d'un fluide sous pression sur la périphérie dudit panier de tamisage, de l'extérieur vers l'intérieur du panier.At least one of the sieving stages comprises means for projecting a fluid under pressure on the periphery of said sieving basket from the outside to the inside of the basket.
Cette projection de fluide sous pression permet notamment le nettoyage des alvéoles, ou mailles, du panier. Les particules obstruant les alvéoles du panier de tamisage sont ainsi efficacement remises en mouvement, et ces alvéoles sont débouchées en permanence. Les moyens de projection du fluide peuvent comprendre une unique buse ou une pluralité de buses (par exemple alignées), délivrant autant de jets, sur toute la hauteur, ou au moins une grande partie de celle-ci. Ils peuvent être fixes ou mobiles par rapport au réceptacle et/ou au panier. 5.2 Description d'un mode de réalisationThis projection of pressurized fluid allows in particular the cleaning of the cells, or meshes, of the basket. The particles obstructing the cells of the screening basket are thus effectively set in motion, and these cells are uncorked continuously. The fluid projection means may comprise a single nozzle or a plurality of nozzles (for example aligned), delivering as many jets, over the entire height, or at least a large part thereof. They can be fixed or mobile with respect to the receptacle and / or the basket. 5.2 Description of an embodiment
Les figures 1 et 2 présentent un dispositif 1 de prétraitement de sédiments comprenant trois étages de tamisage successifs 11, 12, 13. Ce dispositif est mis en œuvre par exemple à la suite d'un prélèvement de sédiments sur un fond d'un milieu liquide, par exemple un lac, un port ou un étang. De tels sédiments présentant généralement un aspect pulvérulent ou glaiseux, comprennent une phase liquide et une phase solide, et nécessitent d'être asséchés afin de pouvoir être stockés ou valorisés.FIGS. 1 and 2 show a sediment pre-treatment device 1 comprising three successive sieving stages 11, 12, 13. This device is used for example following a sediment sample taken from a bottom of a liquid medium. for example a lake, a harbor or a pond. Such sediments generally having a powdery or loamy appearance, include a liquid phase and a solid phase, and need to be dried in order to be stored or recovered.
Le dispositif 1 de prétraitement comporte ainsi trois étages 11, 12, 13 formant chacun un système de centrifugeuse permettant d'assécher de manière progressive les sédiments, par le tamisage de particules sédimentaires de plus en plus petites. Les étages 11, 12, 13 sont assemblés en escaliers dans le mode de réalisation décrit, mais pourraient aussi bien être assemblés en colonne ou côte à côte.The pretreatment device 1 thus comprises three stages 11, 12, 13 each forming a centrifuge system allowing gradual drying of the sediments, by sieving sediment particles smaller and smaller. The stages 11, 12, 13 are assembled in stairs in the embodiment described, but could as well be assembled in column or side by side.
Comme illustré par la figure 2, les étages 11, 12, 13 peuvent être fixés à une structure 2 comprenant un ou plusieurs mur(s) 21 et un ou plusieurs toit(s) 22, formant un abri, et destinée à reposer sur le sol ou sur une barge. Le mur 21 de cette structure 2 comporte notamment sur sa face interne des éléments en saillies 23, 24, 25 maintenant fixes chacun des étages de tamisage l'un par rapport à l'autre, et par rapport au sol. D'autres structures de maintien peuvent être envisagées comme une structure ajourée.As illustrated in FIG. 2, the stages 11, 12, 13 can be fixed to a structure 2 comprising one or more walls 21 and one or more roofs 22, forming a shelter, and intended to rest on the ground or on a barge. The wall 21 of this structure 2 comprises in particular on its inner face projecting elements 23, 24, 25 now fixed each of the sieving stages relative to each other, and relative to the ground. Other holding structures can be envisaged as a perforated structure.
La figure 3 présente les étages 11, 12, 13 de tamisage du dispositif selon un mode de réalisation préférentiel. En particulier, chaque étage comprend une cuve fermée par capot, munie d'un système de nettoyage haute pression, d'un déverseur et d'un tuyau d'évacuation, comme décrit plus précisément à suivre, en correspondance avec la figure 4.Figure 3 shows the stages 11, 12, 13 sieving the device according to a preferred embodiment. In particular, each stage comprises a hood closed tank, provided with a high pressure cleaning system, a discharge and a discharge pipe, as described more precisely to follow, in correspondence with Figure 4.
Un premier étage 11 de tamisage formant un premier système de centrifugeuse comprend ainsi un panier 3 muni de mailles sur sa surface, de manière à former un filtre ne laissant passer qu'une certaine taille de particules. Le panier 3 présente de préférence une forme tronconique, le périmètre de son bord haut étant supérieur au périmètre de son bord bas, le panier 3 étant ainsi évasé dans son bord haut. Le panier 3 est également muni d'un rebord éjecteur 31 dans sa partie supérieure comme illustré sur la figure 5. La dimension d'un tel panier est en correspondance avec les volumes de sédiments à extraire durant l'intégralité d'un cycle.A first screening stage 11 forming a first centrifuge system thus comprises a basket 3 provided with meshes on its surface, so as to form a filter allowing only a certain particle size to pass. The basket 3 preferably has a frustoconical shape, the perimeter of its high edge being greater than the perimeter of its low edge, the basket 3 thus being flared in its high edge. The basket 3 is also provided with an ejector rim 31 in its upper part as shown in FIG. 5. The size of such a basket is in correspondence with the volumes of sediment to be extracted during the entire cycle.
Un tel panier 3 peut également présenter toute autre forme facilitant l'assèchement et l'éjection des sédiments. On peut par exemple mettre en œuvre un panier capable de changer d'inclinaison en fonction de la phase de traitement. Ainsi, le panier présente un diamètre nominal dans une phase d'assèchement, et un diamètre supérieur dans une phase d'éjection des sédiments. Ceci peut par exemple être assurés par trois moyens de coulissement à 120° dans la partie haute du panier.Such a basket 3 may also have any other form facilitating the drying out and the ejection of the sediments. One can for example implement a basket capable of changing inclination depending on the treatment phase. Thus, the basket has a nominal diameter in a dewatering phase, and a larger diameter in a sediment ejection phase. This can for example be provided by three sliding means at 120 ° in the upper part of the basket.
Ce panier 3 est solidaire d'un axe 4 apte à être actionné en rotation par un moteur 8 de préférence électrique. Ainsi, le socle du panier est avantageusement monté serré autour de l'axe de rotation 4 mais une liaison mécanique par courroie ou réducteur peut également être envisagée.This basket 3 is secured to an axis 4 adapted to be actuated in rotation by a motor 8, preferably electric. Thus, the base of the basket is advantageously mounted tight around the axis of rotation 4, but a mechanical connection by belt or reducer can also be considered.
Un réceptacle 5, d'un diamètre légèrement supérieur au panier et muni d'un socle 51 incliné, reçoit le panier de tamisage 3, l'extrémité inférieure de l'axe 4 étant liée au socle 51 du réceptacle 5. Pour ce faire, l'extrémité inférieure de l'axe 4 est munie d'une embase 41 comportant un roulement à billes 42, et coopère avec un support de roulement 52 émergeant au centre du socle 51 du réceptacle 5.A receptacle 5, of a diameter slightly greater than the basket and provided with an inclined base 51, receives the screening basket 3, the lower end of the axis 4 being connected to the base 51 of the receptacle 5. To do this, the lower end of the axis 4 is provided with a base 41 comprising a ball bearing 42, and cooperates with a bearing support 52 emerging in the center of the base 51 of the receptacle 5.
Le réceptacle 5 est monté dans une cuve 6, qui peut prendre tout type de forme (cylindrique, cubique, tronconique...). Dans le mode de réalisation décrit, la cuve présente une forme sensiblement tronconique, comportant sous le réceptacle 5, un élément en forme en entonnoir destiné à évacuer les résidus. On entend par résidus, les sédiments déposés dans le panier de tamisage 3 et de taille trop importante pour franchir les mailles du panier.The receptacle 5 is mounted in a tank 6, which can take any type of shape (cylindrical, cubic, frustoconical ...). In the embodiment described, the vessel has a substantially frustoconical shape, having under the receptacle 5, a funnel-shaped element for discharging residues. By residues is meant the sediments deposited in the sieving basket 3 and too large to cross the mesh of the basket.
La cuve 6 est munie d'un capot 7 percé en son centre afin de recevoir l'axe 4 auquel est solidarisé le panier 3 de tamisage. Le moteur 8, permettant de mettre cet axe 4 en rotation et d'activer le processus de centrifugation, est situé à l'extrémité supérieure de l'axe 4, et au dessus du capot 7.The tank 6 is provided with a cover 7 pierced at its center to receive the axis 4 which is secured to the screen basket 3. The motor 8, to turn this axis 4 and to activate the centrifugation process, is located at the upper end of the axis 4, and above the cover 7.
Par ailleurs le réceptacle 5 est fixé par différents points à la cuve 6, le réceptacle 5 et la cuve 6 formant un ensemble fixe. Ainsi au bout d'un certain temps de centrifugation, et du fait d'une augmentation de la vitesse de rotation les résidus trop volumineux pour traverser les mailles du panier 3, sont éjectés à l'extérieur du panier 3 via le rebord éjecteur 31 et tombent dans la cuve 6, puis sont acheminés pour le conditionnement par gravitation jusqu'à l'extrémité 61. Les résidus peuvent éventuellement être ensuite récupérés dans un bac de stockage, comme représenté sur les figures 1 et 2.Furthermore the receptacle 5 is fixed by different points to the tank 6, the receptacle 5 and the tank 6 forming a fixed assembly. Thus, after a certain centrifugation time, and because of an increase in the speed of rotation, the residues that are too large to pass through the meshes of the basket 3 are ejected outside the basket 3 via the ejector flange 31 and fall into the tank 6, then are conveyed for conditioning by gravitation to the end 61. The residues may optionally then be recovered in a storage tank, as shown in Figures 1 and 2.
Par ailleurs, le réceptacle 5 est en connexion avec des moyens d'évacuation des filtrats, pouvant par exemple prendre la forme d'un embout déverseur 9 (ou d'un tube, d'un canal ...) placé dans l'extrémité la plus basse du réceptacle. On appelle filtrats l'ensemble constitué de liquide et de particules sédimentaires, ayant franchi les mailles lors de la mise en rotation du panier 3.Moreover, the receptacle 5 is in connection with means for discharging the filtrates, which may for example take the form of a discharge nozzle 9 (or a tube, a channel, etc.) placed in the end the lowest of the receptacle. Filtrates are the set of liquid and sedimentary particles, having crossed the mesh during the rotation of the basket 3.
Le réceptacle 5 est également muni de moyens de projection d'un fluide sous pression, qui comprennent dans le mode de réalisation décrit un canal 10 de transport du fluide (de préférence de l'eau, mais éventuellement aussi de l'huile ou du pétrole) pourvu d'une pluralité de buses 101 sur une partie de sa hauteur. Ces buses sont représentées plus en détail sur les figures 6 et 7. Le canal 10 est inséré incliné au travers du capot 7 de la cuve 6 et du réceptacle 5 de manière à orienter les buses 101 de projection du fluide perpendiculairement à la surface extérieure du panier 3 et sur toute sa hauteur. Les buses 101 sont ainsi positionnées de manière à venir frôler la surface extérieure du panier 3. Dans un mode de réalisation alternatif, une unique buse mobile se déplace le long du canal 10 afin de projeter le fluide entre le bord bas et le bord haut du filtre du panier 3. Dans un autre mode de réalisation, représenté figure 6, les buses 101 sont découvertes et respectivement recouvertes par une rotation d'une enveloppe obturatrice 20 autour du canal 10, de manière à d'une part permettre (et respectivement empêcher) la projection du fluide haute pression arrivant dans le canal et d'autre part empêcher les particules traversant le panier 3 lors de la centrifugation de venir obstruer les buses. La rotation de l'enveloppe peut par exemple être initiée naturellement par la montée en pression du canal. Bien entendu, les moyens de projection du fluide sous pression ne sont pas limités aux exemples susmentionnés.The receptacle 5 is also provided with means for projecting a fluid under pressure, which comprise in the embodiment described a channel 10 for transporting the fluid (preferably water, but possibly also oil or petrol). ) provided with a plurality of nozzles 101 over part of its height. These nozzles are shown in more detail in FIGS. 6 and 7. The channel 10 is inserted inclined through the cover 7 of the tank 6 and the receptacle 5 so as to orient the nozzles 101 for projecting the fluid perpendicularly to the outer surface of the basket 3 and all the way up. The nozzles 101 are thus positioned so as to come close to the outer surface of the basket 3. In an alternative embodiment, a single movable nozzle moves along the channel 10 in order to project the fluid between the low edge and the high edge of the basket filter 3. In another embodiment, shown in FIG. 6, the nozzles 101 are uncovered and respectively covered by a rotation of a sealing envelope 20 around the channel 10, so as on the one hand to allow (and respectively to prevent ) the projection of high pressure fluid arriving in the channel and also prevent the particles passing through the basket 3 during centrifugation to obstruct the nozzles. For example, the rotation of the envelope may naturally be initiated by the rise in pressure of the channel. Of course, the means for projecting the fluid under pressure are not limited to the examples mentioned above.
Le fait de projeter le fluide sous pression sur l'ensemble de la surface extérieure du panier 3 et vers l'intérieur du panier, permet notamment de décolmater les mailles du filtre ayant été obstrués par les sédiments, et de remettre en mouvement les particules. L'étage de tamisage 11 est relié à l'étage de tamisage 12 par l'embout déverseur 9 guidant les filtrats depuis le réceptacle 5 vers le panier de tamisage suivant. Comme représenté sur les figures 1 et 2, les différents étages de tamisage 11, 12, 13 du dispositif 1 peuvent également communiquer entre eux via un système de tuyauterie comportant, dans le cas d'un montage en escalier, des tubes d'évacuation coudés 201, 202, 203. Dans le cas d'un montage en colonne, ces tubes d'évacuation seraient droits. Les sédiments sont ainsi déversés dans le panier de tamisage 3 du premier étage 11 grâce à un premier tube d'évacuation 200.The fact of projecting the pressurized fluid over the entire outer surface of the basket 3 and towards the inside of the basket, allows in particular to unclog the meshes of the filter having been obstructed by the sediments, and to restart the particles. The sieving stage 11 is connected to the sieving stage 12 by the overflow nozzle 9 guiding the filtrates from the receptacle 5 to the next sieving basket. As represented in FIGS. 1 and 2, the different sieving stages 11, 12, 13 of the device 1 can also communicate with each other via a piping system comprising, in the case of a staircase assembly, elbow outlet tubes. 201, 202, 203. In the case of column mounting, these discharge tubes would be straight. The sediments are thus discharged into the screen sieve 3 of the first stage 11 by means of a first evacuation tube 200.
La cuve 6 du premier étage 11 est ouverte sur un deuxième tube d'évacuation 201 qui permet d'évacuer les filtrats. Ce tube 201 est orienté par un coude vers le panier de tamisage du deuxième étage de tamisage 12. Un troisième tube 202 évacue de manière similaire les filtrats du deuxième étage 12 vers le troisième étage 13. Enfin, un quatrième tube 203 émerge de la cuve du dernier étage 13 et déverse les filtrats, qui sont à ce stade liquides, vers un réservoir ou dans l'environnement de départ (port, lac, étang ...).The tank 6 of the first stage 11 is open on a second discharge tube 201 which makes it possible to evacuate the filtrates. This tube 201 is oriented by a bend towards the sieving basket of the second sieving stage 12. A third tube 202 similarly discharges the filtrates from the second stage 12 to the third stage 13. Finally, a fourth tube 203 emerges from the tank the last stage 13 and pours the filtrates, which are at this liquid stage, to a reservoir or in the starting environment (port, lake, pond ...).
Chacun des étages 11, 12, 13, quel que soit le mode de réalisation, présente donc une structure similaire, formant un système de centrifugeuse. Seul la taille des mailles du panier de tamisage varie afin que le filtrage des sédiments soit progressivement affiné au fur et à mesure du franchissement des étages. Ainsi, dans le mode de réalisation décrit, le premier étage de tamisage 11 retient les grosses particules de taille supérieures à 5 mm, le deuxième étage 12 filtre les résidus de taille moyenne, comprise entre 1 et 5 mm, et le troisième étage 13 traite les petites particules de taille inférieures au millimètre. A chaque passage d'étage, les résidus peuvent être éjectés vers un bac de stockage 21, 22, 23 correspondant, et récupérés pour être valorisés. A titre d'exemple, les déchets de grosse taille (cailloux, graviers... ) peuvent être utilisés pour les sous-couches routières, les déchets de taille moyenne (sable) peuvent être assemblés en sacs de grande dimension, et les déchets de taille fine valorisés en agronomie. 5.3 Description du fonctionnementEach of the stages 11, 12, 13, regardless of the embodiment, therefore has a similar structure, forming a centrifuge system. Only the size of the mesh of the sieving basket varies so that the filtering of the sediments is gradually refined as and when the stages are crossed. Thus, in the embodiment described, the first sieving stage 11 retains large particles larger than 5 mm, the second stage 12 filters residues of average size between 1 and 5 mm, and the third stage 13 treats small particles smaller than a millimeter in size. At each stage pass, the residues can be ejected to a storage bin 21, 22, 23 corresponding, and recovered for recovery. For example, large-scale waste (pebbles, gravel ...) can be used for road sub-layers, medium-sized waste (sand) can be assembled into large bags, and waste fine size valued in agronomy. 5.3 Description of operation
Le fonctionnement du dispositif est décrit en lien avec les figures 1 à 5.The operation of the device is described in connection with FIGS. 1 to 5.
Un tel dispositif 1 de tamisage des sédiments peut reposer sur le sol ou être installé sur une barge, à la surface d'un milieu liquide (port, étang, lac...), cette dernière configuration permettant aux sédiments de ne pas passer par un stade de « déchets ».Such a device 1 sieving sediment can rest on the ground or be installed on a barge, on the surface of a liquid medium (port, pond, lake ...), the latter configuration allowing sediment not to go through a stage of "waste".
Les sédiments, de type pulvérulent, récupérés lors d'une opération de dragage par exemple sont automatiquement déversés à l'intérieur du premier panier 3 de tamisage du premier étage 11.The sediments, of pulverulent type, recovered during a dredging operation, for example, are automatically dumped inside the first screening basket 3 of the first stage 11.
Comme illustré sur la figure 7, le procédé de l'invention met en œuvre, pour chaque étage de tamisage, des cycles de tamisage successifs. Un cycle de tamisage comprend plusieurs phases, ou étapes, une fois le tamis du premier étage ayant reçu (étape 70) une dose de sédiments à traiter :As illustrated in FIG. 7, the process of the invention implements, for each sieving stage, successive sieving cycles. A sieving cycle comprises several phases, or steps, after the first stage sieve has received (step 70) a sediment dose to be treated:
Lors d'une première phase 71, d'une durée appropriée à l'assèchement désiré, le moteur électrique 8 est actionné, entraînant en rotation l'axe 4 auquel est solidarisé le panier 3. La mise en rotation du panier, à la manière d'une centrifugeuse, augmente le champ de gravité autour des sédiments : ceux-ci sont plaqués contre la surface à trous du panier 3, et l'eau et les particules de taille inférieure à la taille des trous sont projetées au travers du panier 3, et rejoignent le réceptacle 5 puis l'embout déverseur 9, de préférence placé au-dessus d'un deuxième panier de tamisage de l'étage de tamisage suivant en vue de subir un second traitement, ce deuxième panier de tamisage comportant des mailles de taille inférieure.During a first phase 71, of a duration appropriate to the desired drying, the electric motor 8 is actuated, driving in rotation the axis 4 which is secured to the basket 3. The rotation of the basket, in the manner a centrifuge, increases the gravity field around the sediments: they are pressed against the hole surface of the basket 3, and water and particles smaller than the size of the holes are projected through the basket 3 , and join the receptacle 5 and the tip 9, preferably placed above a second sieve basket of the next sieving stage to undergo a second treatment, the second sieving basket having meshes of smaller size.
Dans une deuxième phase 72, la vitesse de rotation du panier 3 est ensuite augmentée de façon à projeter les résidus n'ayant pas franchi les trous, le long des parois inclinées du panier et vers le rebord d'éjection 31 en haut du panier. Les résidus, du fait de la vitesse acquise lors de la rotation du panier, sont éjectés dans la cuve 6 et rejoignent l'entonnoir d'évacuation 61 dans le but d'être transférés et éventuellement stockés dans des bacs de stockage.In a second phase 72, the speed of rotation of the basket 3 is then increased so as to project the residues that have not passed through the holes, along the inclined walls of the basket and towards the ejection edge 31 at the top of the basket. The residues, due to the speed acquired during the rotation of the basket, are ejected into the tank 6 and join the funnel 61 for the purpose of being transferred and possibly stored in storage bins.
Une troisième phase 73 de rotation du panier 3, plus lente, est accompagnée de la mise en route des buses 101 de projection de fluide sous pression. Le fluide est ainsi projeté sur toute la hauteur du panier 3, et du fait de sa rotation sur toute sa périphérie. La pression exercée permet de décolmater les trous du panier 3 en repoussant les particules obstruant le filtre vers le centre du panier. Ainsi, les opérations de tamisage suivantes ne perdent pas en efficacité.A third phase 73 of rotation of the basket 3, slower, is accompanied by the startup of nozzles 101 for spraying fluid under pressure. The fluid is thus projected over the entire height of the basket 3, and because of its rotation over its entire periphery. The pressure exerted makes it possible to unclog the holes of the basket 3 by pushing the particles obstructing the filter towards the center of the basket. Thus, the following sieving operations do not lose in effectiveness.
Enfin, lors d'une quatrième phase 74, l'alimentation des buses 101 de projection coupée puis le moteur 8 est arrêté, la rotation du panier étant ainsi stoppée. Un nouveau déversement de sédiments dans le panier 3 peut aussi être envisagé, celui-ci fonctionnant avec une vitesse de rotation lente, afin de ne pas stopper complètement le moteur 8.Finally, during a fourth phase 74, the supply of the nozzles 101 cut off projection and the motor 8 is stopped, the rotation of the basket is thus stopped. A new sediment spill in the basket 3 can also be envisaged, it operates with a slow speed of rotation, so as not to completely stop the engine 8.
Le fluide de nettoyage s'écoulant dans le réceptacle 5 entraîne le reste de particules sédimentaires filtrées vers l'embout déverseur 9, puis vers le deuxième étage 12 de tamisage. A chaque étage de tamisage se reproduisent ces mêmes phases constituant un cycle de tamisage. Tous les étages de tamisage peuvent fonctionner en même temps, seul le remplissage du panier le plus haut est automatiquement effectué avant chaque rotation. Par ailleurs, la mise en rotation des paniers, la vitesse de rotation des paniers et la distribution du fluide de nettoyage sont avantageusement automatisés de manière à rendre les opérations de traitement des sédiments plus fluides, et efficaces.The cleaning fluid flowing in the receptacle 5 causes the remainder of sediment particles filtered towards the tip 9, then to the second stage 12 sieving. Each sieving stage reproduces these same phases constituting a sieving cycle. All sieving stages can operate at the same time, only the filling of the highest basket is automatically performed before each rotation. Furthermore, the rotation of the baskets, the speed of rotation of the baskets and the distribution of the cleaning fluid are advantageously automated so as to make the sediment treatment operations more fluid and efficient.
Lorsque les trois étages 11, 12, 13 de tamisage ont été franchis, les filtrats ultimes sont préférentiellement sensiblement liquides et peuvent être renvoyés dans l'environnement dans lequel les sédiments ont été prélevés ou transférés vers une zone de traitement, si pollués.When the three stages 11, 12, 13 of sieving have been crossed, the ultimate filtrates are preferably substantially liquid and can be returned to the environment in which the sediments have been removed or transferred to a treatment zone, if polluted.
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