WO2008043950A2 - Installation d'epuration d'effluents par phases successives - Google Patents

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WO2008043950A2
WO2008043950A2 PCT/FR2007/052100 FR2007052100W WO2008043950A2 WO 2008043950 A2 WO2008043950 A2 WO 2008043950A2 FR 2007052100 W FR2007052100 W FR 2007052100W WO 2008043950 A2 WO2008043950 A2 WO 2008043950A2
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Bernard Beaulieu
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    • B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force

Definitions

  • the present invention relates to a plant for the purification of successive effluent phases, comprising a vessel receiving the effluents to enable them to separate from the suspended materials in the form of sludge deposited at the bottom of the tank and passing through a chamber of sludge collection provided with a sludge outlet, the cleaned effluent leaving the top of the tank.
  • the object of the present invention is to develop an effluent purification plant for separating sludge, which is effective in treating and eliminating heavy or light sludge, is simple to manufacture and maintain, allows selective separation and has a high small footprint.
  • the invention relates to an effluent purification plant, characterized in that
  • the cylindrical tank provided with a bottom formed from bottom to top, a sludge deposition zone surmounted by a flocculation zone itself surmounted by an outlet zone of the effluents,
  • the bottom having a passage for the sludge, separating the tank from the sludge collecting chamber,
  • an effluent inlet for supplying the vessel through its wall in the flocculation zone, an effluent entrainment device in the vessel comprising movable, rising partitions delimiting with compartments and the bottom of the vessel compartments; with effluents open at the top and at the bottom, the partitions leaving free the upper part of the tank to form the outlet area of the cleaned effluents; a drive unit moving the partitions at a slow speed with respect to the walls and the bottom of the tank.
  • This rolling movement similar to a cycloidal movement of the liquid, promotes the separation of the sludge flakes and their gradual agglutination to grow and settle under the effect of their weight at the bottom of the tank from where the deposited flakes are removed by a squeegee effect exerted by the lower part of the partitions against the bottom of the tank to be directed towards the passage of the bottom and arrive in the sludge collection chamber.
  • the uncleaned effluent is preferably introduced at a location in the tank wall, located in the upper part of the flocculation zone, so that the flakes that develop progressively descend into the water volume and the separated effluents. flakes progressively rise in the volume of water of the effluent chamber to pass into the outlet area of the cleaned effluent, which area is not swept by the partitions and constitutes an area in which the movement of the liquid is calmed.
  • the movement of the partitions is a slow movement not to agitate the volumes of effluents but only to involve them a rolling movement in the effluent compartments.
  • This movement and the rotational drive (cycloidal movement) of the effluent volumes in the compartment create a cyclone effect applied to the liquid, particles and flakes in suspension, pushing the particles out of the water column into each room, favoring their grouping into flakes.
  • An elementary volume of effluent travels down a downward spiral path also depending on the effluent flow rate, that is to say the amount of effluent added to the chamber as it passes the inlet of the chamber. effluents.
  • the installation comprises an effluent feed with at least one mixer to add reagents to the effluents before their introduction into the tank.
  • a reagent to the effluents promotes coagulation and flocculation of the particles in the form of sludge.
  • This addition is preferably selectively to selectively remove a certain type of sludge because the effectiveness of reagent addition separation is dependent on the adequacy of the reagents and the sludge.
  • the vessel is cylindrical of circular section and the movable partitions are radial panels carried by an axis concentric with the vessel forming a rotor driven in rotation by the drive unit.
  • This installation structure in the form of a cylindrical vessel with partitions arranged radially on the drive shaft is a particularly simple solution to achieve because of its circular symmetry.
  • the partitions are provided with oblong holes located above the flocculation zone or above the effluent inlet.
  • the movable partitions are slightly inclined relative to the vertical direction, at an angle of the order of a few degrees. This inclination of the moving partitions communicates with the effluent volumes, a descending speed component for a suitable direction of rotation of the rotor. This component is interesting for heavy sludge, to favor the descendant of flakes following a downward spiral path.
  • the passage of the bottom communicating with the sludge collection chamber is an elongate opening, substantially parallel to the orientation of the edge of the partition sweeping the bottom of the tank, when the partition is at the level of of the passage.
  • This elongated opening makes it possible to evacuate very regularly the sludge layer scraped by the lower part of a partition and pushed by it in front of it.
  • this elongated opening is preferably directed radially with respect to the axis and this passage of the bottom is in particular located at a place remote from the effluent inlet .
  • the drive of the rotor is a motor, notably a geared motor installed above the tank, especially directly on top of the tank being attached to the wall of the tank.
  • the sludge collecting chamber is a hopper-shaped volume whose lower end is connected to a sludge pump, making it possible to progressively group the sludge flakes at the bottom of the hopper for pumping them, while the liquid which is still separated at this level of the flakes, can go up in the tank as and when the arrival of flakes.
  • the sludge In the case of floating sludge, the sludge is discharged from above and the hopper under the bottom of the tank is used to evacuate the cleaned effluents.
  • the first plant is preferably used to separate the floating sludge and the following facilities, the heavy sludge, which descend into the effluent.
  • the first plant is preferably used to separate the floating sludge and the following facilities, the heavy sludge, which descend into the effluent.
  • coagulation and flocculation reagents will be used before entering each tank.
  • the amount of reagent injected is adapted to the amount of sludge of this nature, to be treated at this time in the tank. This allows a better efficiency of the reagents.
  • Sludge can also be collected and processed separately depending on their nature.
  • FIG. 1 is a diagrammatic view of vertical section of an installation
  • - Figure 2 is a horizontal sectional view along II-II of Figure 1
  • - Figure 3 is a sectional view along III-III of Figure 1
  • Figure 4 is a view In section similar to that of FIG. 1 showing the application of the plant to the separation of light sludge
  • FIG. 5 shows the combination of three installations according to FIGS. 1 and 4.
  • the invention relates to an effluent purification plant.
  • This installation consists of a tank 100 effluent to allow particles suspended in the effluent to pool and flocculate to form sludge deposited at the bottom of the tank and collect them; the cleaned effluents leave the top of the tank.
  • the effluents arrive in AE (arrival of effluents) to receive reagents and enter the tank through the effluent inlet EF.
  • the cleaned effluents leave the tank 100 through the cleaned effluent outlet SN and the sludge through the sludge outlet SB.
  • the tank 100 has a cylindrical shape of circular section delimited by a wall 101 and a bottom plate 102.
  • a collection chamber 200 collecting the sludge; it is in the form of an inverted hopper or cone communicating with the tank 100 through a passage described later.
  • the collection chamber 200 is connected by a pipe 201 to a pump 202 for the evacuation of the sludge thus collected.
  • the tank 100 is subdivided schematically into four zones starting from the bottom: firstly, a sludge deposition zone Z1 surmounted by a flocculation zone Z2 itself surmounted by an intermediate zone Z3 and finally an exit zone of cleaned effluents Z4.
  • the tank is equipped with an effluent entrainment device 400.
  • This device is a rotor formed of mobile partitions 410, mounted integral with an axis 41 1 driven in rotation by a drive means 420 constituted by a motor or a motor. gearmotor.
  • the free end 412 of the shaft is engaged in a bearing of the bottom plate 102 of the tank.
  • the axis is integral with the output of the geared motor 420 itself installed by means not shown straddling the top of the tank 100.
  • the rotor is rotated slowly around the axis of rotation ZZ in the direction A.
  • the partitions 410 are slightly inclined in the same direction relative to the vertical direction, by an angle of the order of a few degrees.
  • the movable partitions 410 are provided near their upper part with oblong holes 430, horizontally positioned identically so that by rotation they describe tori with respect to the axis of rotation ZZ.
  • the sides of the partitions are lined with lip seals 440 resting against the peripheral wall 101 of the tank.
  • the lower side of the partitions 410 is provided with a scraper segment 450 bearing against the bottom plate 102.
  • the partitions 410 function as blades and leave free the upper part (Z4) of the tank 100 forming the outlet volume 104 of the cleaned effluents.
  • This volume 104 in which the liquid movement of the tank is quieted is connected to an outlet pipe 105 in which the cleaned effluent passes by gravitation (SN output).
  • the effluents are supplied by a pump 500 which introduces them into a mixer 520 preceded by a point of injection 510 of coagulant.
  • This static mixer 520 has a reduced section and therefore a fast passage speed to promote coagulation.
  • the fast mixer 520 is followed by a slow mixer 540 preceded by an injection point 530 of a flocculant; its section is larger to promote flocculation.
  • this mixer 540 opens into the tank 100 through a flared conical mouth 550 whose large base is oriented tangentially downwards in the tank.
  • the outlet 105 effluents freed of a large part of their load, is through a pipe.
  • This is advantageously disposed at the periphery of the tank 100 in an angular position relative to the inlet 550, slightly greater than the arc covered by a compartment CE between two walls 410 of the rotor so that the effluents arrive in a compartment without immediately depressing the liquid volume of this compartment directly to the output 105.
  • This arc is preferably 1 10 ° for a rotor with four walls 410 equiangular (90 °).
  • FIG. 2 shows the rotor 100 consisting of four crosswalls 410 delimiting between them and the fixed wall 101 of the tank 100, each time an effluent compartment CE.
  • the rotation of the rotor for example in the direction of the arrow A, causes the volume of water of each compartment CE according to a rolling movement MR along the inner surface of the fixed wall 101 of the tank; this movement is comparable to a cycloidal movement resulting in an overall MR rotation of the liquid volume around a vertical axis in the compartment CE.
  • the seals 440 bordering the partitions 410 on the sides prevent the formation of a film of liquid which would reduce the cycloidal rolling movement and possibly disturb it. With these seals 440, all the liquid contained in each effluent compartment CE is necessarily set in motion.
  • the rotational drive of the movable partitions 410 by the drive unit 420 is a slow rotational movement, the clo- Its purpose is not to stir the EC effluent volumes but only to rotate them around themselves by rolling along the wall.
  • the slight inclination of the partitions 410 combined with their direction of rotation A generates a downward velocity component, favoring the deposition of the flakes at the bottom of the tank, in the case of materials of higher density than the average of the effluents.
  • the rotational movement promotes the expulsion of the particles and the grouping of flakes in large flakes F down into the tank 100 under the effect of gravity.
  • the deposited flakes FD are taken up by the scraper segments 450 which pass them into the collection chamber 200 through the passage of the bottom plate 102.
  • the horizontal oblong holes 430 made in the vicinity of the upper part of the partitions 410 make it possible to form the transient zone Z3 between the flocculation zone Z2 which extends below, from the level of the inlet 550 of the effluents in the tank 100 and the output volume Z4, 104.
  • This transient zone Z3 weakens the rotational movement of the volume of water in each EC compartment without this movement of the volume of water being completely eliminated.
  • the partitions 410 circulating in a slow motion leave essentially immobile water rings in the upper part above the area occupied by the partitions 410 of the rotor in the tank 100.
  • These immobile crowns promote the damping of the movement of rotation of each volume of water in its compartment EC so that finally, when the cleaned effluents leave the top of each compartment, weaken the movement of circulation.
  • there remains a certain movement of the volume of water movement in the upper part of each compartment a movement that favors the evacuation of the residual particles towards the sides of the compartment CE, that is to say the partitions 410 and the wall 101 of the tank so that they descend along the walls in a more or less helical movement.
  • FIG. 2 also shows the angular arrangement of the inlet 550 of the effluents and the outlet 105. As this angular distance is 1 10 °, the inlet 550 does not open into a compartment CE while it is at the from exit 105.
  • Figure 3 shows a top view of the shape of the passage 103 made in the bottom 102 of the tank and opening into the sludge collection chamber.
  • This passage is an oblong hole directed radially relative to the rotor or the tank 100, that is to say generally, it is directed parallel to a partition (in this case these partitions are also radial).
  • the mixers 520, 540 are shown in positions diametrically opposed to FIG. 1, whereas in reality they are preferably juxtaposed as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the installation may also have a different structure from that of a vessel (circular cylinder) equipped with a rotor. It is sufficient, for the implementation of the invention, that the partitions delimit with the wall of the tank compartments and that the partitions move at a slow speed to generate the rolling movement or cycloidal movement of the volume of effluents in each compartment delimited by two partitions.
  • the cleaning of the effluents consists in separating products of higher density than that of the cleaned effluents, for example water. The cleaning is done by collecting the separate elements (sludge) at the base of the installation.
  • the invention also applies to the cleaning of effluents containing materials of lower density than that of the effluents, for example fats or oils.
  • Figure 4 shows an installation according to the invention for the separation of light or floating products such as oils or greases loading effluents.
  • the structure of the plant is almost identical to that described above except that the separated products of the effluent are removed by raising flakes in the liquid to collect in the upper part of the tank, above the rotor walls. while the effluent cleaned of these oils or fats, goes down to be evacuated by the collection chamber, previously used to collect heavy materials such as sludge.
  • the introduction of the effluents to be cleaned is preferably by an inlet 550A in the lower part of the tank 100 and not towards the middle or at the top as in the previous embodiment, so that the effluents have a sufficient course height to favor the grouping of the small flakes into large flakes F, under the combined effect of the upward movement, the rolling movement of the liquid volumes in the EC compartments with centrifugal effect directing the flakes towards the outside of the volumes of effluents in rotation and finally the ascensional component communicated to the liquid by the movement R and the orientation of the partitions 410.
  • the flakes to be removed collect to pass through the outlet 105, which then becomes a sludge outlet SB.
  • the effluent inlet EF is at the base of the tank 100 and the outlet SN of the cleaned effluents is under the tank 100 by the collection chamber 200, the pump 560 then operating as a discharge pump of cleaned effluents and no longer as a sludge pump; the arrival AE of the effluents is upstream of the pump 500.
  • the effluents pass into the mixers 520, 540 with each time a reagent injection point 510, 530 for injecting coagulant and flocculant.
  • the connection between the mixers is the same as above except, as indicated, the output of the mixer 540.
  • the upward or downward vertical circulation in the mixers is chosen according to the nature of the liquids to be mixed.
  • the mixers 520, 540 are preferably juxtaposed although presented in two diametrically opposite positions in FIG. 4.
  • FIG. 5 shows a diagram of an installation made of the combination of three installations II, 12, 13 such as that of FIG. 1 and FIG. 4. In order not to complicate the drawing, the various components of each installation are not not represented. Only the inputs and outputs and the direction of rotation of the rotor are indicated.
  • the series connection of the three installations according to FIG. 5 shows the arrival of effluents AE1 which pass through a first and a second static mixer to be introduced at the base of the tank via the effluent inlet EF1.
  • the flakes of products to be separated go up, as already indicated, to be evacuated by the sludge outlet SB1 which is in the upper part.
  • the cleaned effluent of these first types of products is taken at the base of the hopper under the tank by the outlet of cleaned effluents SM l.
  • the direction of rotation is the direction R adopted by convention as has been specified in connection with the installation of FIG.
  • the effluents having undergone this first cleaning arrive at the effluent inlet AE2 of the second installation to also receive a coagulating agent and a flocculating agent and be introduced now by the effluent inlet EF2 in the upper part of the plant. tank.
  • the flakes of elements to be eliminated develop as has been described and the sludge is collected in the collection chamber. This sludge is extracted by the pump and SB2 sludge outlet.
  • the cleaned effluents are extracted in the upper part of the tank by the outlet of cleaned effluents SN2.

Abstract

Installation comprenant une cuve (100) pour séparer les matières en suspension sous forme de boues. La cuve cylindrique (100) munie d un fond (102) forme de bas en haut, une zone de dépôt de boues (Z1) surmontée d une zone de floculation (Z2) elle-même surmontée d une zone de sortie des effluents(Z3, Z4). Le fond (102) a un passage (103) pour les boues. Une entrée d effluents (550) alimente la cuve (100) à travers sa paroi (101) dans la zone de floculation (Z2). Le dispositif d entraînement des effluents (400) dans la cuve(100) comprend des cloisons mobiles (410), montantes, délimitant avec la paroi (101) et le fond (102) de la cuve (100), des compartiments à effluents (CE) ouverts en haut et en bas. Les cloisons (410) laissent libre la partie supérieure (Z4) de la cuve (100) pour former la zone de sortie (104) des effluents nettoyés (SN). Un groupe d entraînement (420) déplace les cloisons (410) à vitesse lente par rapport à la paroi (101) et au fond (102) de la cuve (100).

Description

« Installation d'épuration d'effluents par phases successives » Domaine de l'invention
La présente invention concerne une installation d'épuration par phases successives d'effluents, comprenant une cuve recevant les ef- fluents pour leur permettre de se séparer des matières en suspension sous forme de boues déposées au fond de la cuve et passant dans une chambre de collecte de boues munie d'une sortie de boues, les effluents nettoyés sortant du dessus de la cuve.
Il est connu de traiter les effluents, de façon générale en leur ajoutant des additifs de floculation et en introduisant le mélange effluents/ agent de floculation dans une cuve pour permettre aux boues de se déposer au fond de la cuve, les effluents nettoyés des boues étant évacués par le dessus de la cuve alors que les boues recueillies au fond de la cuve sont évacuées de leur côté. Mais cette solution générale, connue, d'épuration des boues, est un procédé relativement lent nécessitant de ce fait des cuves de volumes importants pose des problèmes d'installation, de transport des effluents à nettoyer et ne permet pas de faire simplement une épuration sélective des boues. But de l'invention
La présente invention a pour but de développer une installation d'épuration d'effluents pour en séparer les boues, qui soit efficace pour traiter et éliminer les boues lourdes ou légères, soit simple à fabriquer et à entretenir, permette une séparation sélective et présente un en- combrement réduit.
Exposé et avantages de l'invention
A cet effet, l'invention concerne une installation d'épuration d'effluents, caractérisée en ce que
- la cuve cylindrique munie d'un fond forme de bas en haut, une zone de dépôt de boues surmontée d'une zone de floculation elle-même surmontée d'une zone de sortie des effluents,
* le fond ayant un passage pour les boues, séparant la cuve de la chambre de collecte de boues,
* une entrée d'effluents pour alimenter la cuve à travers sa paroi dans la zone de floculation, un dispositif d'entraînement des effluents dans la cuve comprenant des cloisons mobiles, montantes, délimitant avec la paroi et le fond de la cuve, des compartiments à effluents ouverts en haut et en bas, * les cloisons laissant libre la partie supérieure de la cuve pour former la zone de sortie des effluents nettoyés, - un groupe d'entraînement déplaçant les cloisons à vitesse lente par rapport aux parois et au fond de la cuve. L'installation d'effluents selon l'invention permet d'impliquer ou d'imprimer aux volumes d'effluents contenus dans les compartiments délimités par les cloisons mobiles, un mouvement cycloï- dal ou mouvement de roulement de la colonne d'eau, le long de la paroi fixe de la cuve. Ce mouvement de roulement, assimilable à un mouvement cycloïdal du liquide, favorise la séparation des flocons de boues et leur agglutination progressive pour grossir et se déposer sous l'effet de leur poids au fond de la cuve d'où les flocons déposés sont évacués par un effet de racle exercé par la partie inférieure des cloisons contre le fond de la cuve pour être dirigés vers le passage du fond et arriver dans la chambre de collecte des boues.
Les effluents non nettoyés sont introduits de préférence à un endroit de la paroi de la cuve, situé dans la partie supérieure de la zone de floculation, de façon que les flocons qui se développent progressivement descendent dans le volume d'eau et que les effluents séparés des flocons remontent progressivement, dans le volume d'eau de la chambre à effluents pour passer dans la zone de sortie des effluents nettoyés, zone qui n'est pas balayée par les cloisons et constitue une zone dans laquelle le mouvement du liquide se calme.
Le mouvement des cloisons est un mouvement lent pour ne pas agiter les volumes d'effluents mais seulement leur impliquer un mouvement de roulement dans les compartiments à effluents. Ce mouvement et l'entraînement en rotation (mouvement cycloïdal) des volumes d'effluents dans le compartiment créent un effet de cyclone appliqué au liquide, aux particules et flocons en suspension, poussant les particules vers l'extérieur de la colonne d'eau dans chaque chambre, favorisant leur regroupement en flocons. Un volume élémentaire d'effluents parcourt un chemin en spirale descendant dépendant aussi du débit d'effluents, c'est- à-dire de la quantité d'effluents ajoutés à la chambre au moment où celle- ci passe devant l'entrée d'effluents. Lorsque la chambre n'est plus en communication avec l'arrivée d'effluents, le liquide en mouvement n'est plus perturbé ; ce mouvement cycloïdal est entretenu par le déplacement lent des cloisons et par l'impulsion de mouvement communiquée par l'ajout d'effluents au passage devant l'arrivée d'effluents. La présentation de l'invention a été faite ci- dessus de manière générale mais dans le cas de boues de densité supérieure à la densité moyenne des effluents, boues lourdes qui se séparent en descendant dans le volume d'effluents de la cuve. Toutefois, l'installation et les moyens généraux de celle-ci s'appliquent également à l'épuration de boues légères ou flottantes, c'est- à-dire dont la densité est inférieure à la densité moyenne des effluents ; de telles boues remontent dans le liquide de la cuve pour être évacuées par ce qui, dans le cas de boues lourdes, constitue la sortie des effluents net- toyés alors que les effluents nettoyés de telles boues légères, descendent dans la chambre dite de collecte des boues pour être évacuées par celle-ci. Un volume élémentaire peut ainsi décrire un mouvement cycloïdal descendant ou montant correspondant à plusieurs rotations des cloisons. Les chambres étant fermées, le volume de liquide qu'elles contiennent ne change en principe que lors de l'arrivée d'une quantité d'effluents non nettoyés se traduisant par la sortie d'une quantité d'effluents nettoyés.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, l'installation comporte une alimentation en effluents avec au moins un mélangeur pour ajouter des réactifs aux effluents avant leur introduction dans la cuve.
L'ajout d'un réactif aux effluents favorise la coagulation et la floculation des particules sous forme de boues. Cet ajout se fait, de préférence, de manière sélective pour éliminer sélectivement un certain type de boues, car l'efficacité de la séparation par ajout de réactif dépend de l'adéquation entre les réactifs et les boues.
Suivant une autre caractéristique, la cuve est cylindrique de section circulaire et les cloisons mobiles sont des panneaux radiaux portés par un axe concentrique à la cuve formant un rotor entraîné en rotation par le groupe d'entraînement. Cette structure d'installation en forme de cuve cylindrique avec des cloisons disposées radialement sur l'axe d'entraînement constitue une solution particulièrement simple à réaliser du fait de sa symétrie circulaire.
Suivant une caractéristique avantageuse, les cloisons sont munies de trous oblongs situés au-dessus de la zone de floculation ou au- dessus de l'entrée des effluents.
Ces trous permettent de casser le mouvement cycloïdal de l'eau par un mouvement circulaire horizontal de l'eau épurée grâce à la lame d'eau ainsi formée. Ce la permet d'une part, de renvoyer les éventuels flocons dans le mouvement cycloïdal et d'autre part, de tranquilliser plus rapidement l'eau lorsqu'elle passe au dessus des cloisons ou pales.
L'intérêt de ces trous oblongs et de cette lame d'eau con- cerne les boues lourdes. Dans le cas de boues légères qui flottent, les cloisons n'ont pas de tels trous oblongs.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, les cloisons mobiles sont légèrement inclinées par rapport à la direction verticale, suivant un angle de l'ordre de quelques degrés. Cette inclinaison des cloisons mobiles communique aux volumes d'effluents, une composante de vitesse descendante pour un sens de rotation approprié du rotor. Cette composante est intéressante pour des boues lourdes, pour favoriser la descendante des flocons suivant un chemin hélicoïdal descendant.
Dans le cas inverse de boues légères flottantes, comme des huiles ou des graisses, il suffit, pour une même inclinaison des cloisons, de déplacer et notamment de faire tourner celles-ci en sens opposé de manière à appliquer une composante ascendante aux particules de boue en suspension dans les effluents.
Suivant une autre caractéristique, le passage du fond com- muniquant avec la chambre de collecte de boues est une ouverture allongée, sensiblement parallèle à l'orientation de l'arête de la cloison balayant le fond de la cuve, lorsque la cloison est au niveau du passage.
Cette ouverture allongée permet d'évacuer très régulièrement la nappe de boues raclée par la partie inférieure d'une cloison et poussée par celle-ci devant elle.
Dans le cas de cloisons radiales portées par un axe dans une cuve cylindre de section circulaire, cette ouverture allongée est de préférence dirigée radialement par rapport à l'axe et ce passage du fond est notamment situé à un endroit éloigné de l'entrée des effluents. Pour une plus grande efficacité, il est intéressant que l'arrivée des effluents bruts se situe pratiquement à l'entrée du chemin de circulation des cloisons alors que la sortie des effluents nettoyés se situe à la fin de ce chemin de circulation. Cela permet, comme indiqué ci-dessus, de ne perturber le volume de liquide contenu dans une chambre que de façon réduite.
Suivant une caractéristique avantageuse, l'entraînement du rotor est un moteur, notamment un motoréducteur installé au-dessus de la cuve, notamment directement sur le dessus de la cuve en étant fixé à la paroi de la cuve.
Suivant une caractéristique avantageuse, la chambre de collecte des boues est un volume en forme de trémie dont l'extrémité infé- rieure est reliée à une pompe à boues, permettant de regrouper progressivement les flocons de boues au fond de la trémie pour les pomper, alors que le liquide qui se sépare encore à ce niveau des flocons, peut remonter dans la cuve au fur et à mesure de l'arrivée des flocons.
Dans le cas de boues flottantes, les boues sont évacuées par le dessus et la trémie sous le fond de la cuve sert à évacuer les ef- fluents nettoyés.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, on combine plusieurs installations d'épuration telles que décrites ci-dessus en série, pour éliminer sélectivement dans chaque installation, un certain type de boues. Dans ce montage en série, la première installation est utilisée de préférence pour séparer les boues flottantes et les installations suivantes, les boues lourdes, qui descendent dans l'effluent. Pour chaque type de boue, on utilisera des réactifs de coagulation et de floculation injectés séparément avant l'entrée dans chaque cuve. La quantité de réactif injectée est adaptée à la quantité de boues de cette nature, à traiter à ce moment dans la cuve. Cela permet une meilleure efficacité des réactifs. Les boues peuvent également être recueillies et traitées séparément en fonction de leur nature. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'une installation d'épuration selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'une installation, - la figure 2 est une vue en coupe horizontale selon II-II de la figure 1 , - la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 1 , la figure 4 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 1 montrant l'application de l'installation à la séparation de boues légères, la figure 5 montre la combinaison de trois installations selon les figu- res 1 et 4.
Description d'un mode de réalisation
Selon la figure 1 , l'invention concerne une installation d'épuration d'effluents. Cette installation se compose d'une cuve 100 ali- mentée en effluents pour permettre aux particules en suspension dans les effluents de se regrouper et de floculer pour former des boues déposées au fond de la cuve et les recueillir ; les effluents nettoyés sortent par le dessus de la cuve. Les effluents arrivent en AE (arrivée d'effluents) pour recevoir des réactifs et entrer dans la cuve par l'entrée d'effluents EF. Les effluents nettoyés quittent la cuve 100 par la sortie d'effluents nettoyés SN et les boues par la sortie de boues SB.
Dans cet exemple, la cuve 100 a une forme cylindrique de section circulaire délimitée par une paroi 101 et une plaque de fond 102. Sous la plaque de fond se trouve une chambre de collecte 200 recueillant les boues ; elle est en forme de trémie ou de cône renversé communiquant avec la cuve 100 par l'intermédiaire d'un passage décrit ultérieurement. La chambre de collecte 200 est reliée par une conduite 201 à une pompe 202 pour l'évacuation des boues ainsi collectées.
La cuve 100 est subdivisée schématiquement en quatre zones partant du bas : tout d'abord une zone de dépôt de boues Zl surmontée d'une zone de floculation Z2 elle-même surmontée d'une zone intermédiaire Z3 et enfin une zone de sortie d'effluents nettoyés Z4. La cuve est équipée d'un dispositif d'entraînement des effluents 400. Ce dispositif est un rotor formé de cloisons mobiles 410, montantes solidaires d'un axe 41 1 entraîné en rotation par un moyen d'entraînement 420 constitué par un moteur ou un moto-réducteur. L'extrémité libre 412 de l'axe est engagée dans un palier de la plaque de fond 102 de la cuve. En partie supérieure, l'axe est solidaire de la sortie du moto-réducteur 420 lui-même installé par des moyens non représentés à cheval sur le dessus de la cuve 100. Le rotor est entraîné en rotation lente autour de l'axe de rotation ZZ dans le sens A. Les cloisons 410 sont légèrement inclinées dans le même sens par rapport à la direction verti- cale, d'un angle de l'ordre de quelques degrés.
Les cloisons mobiles 410 sont munies près de leur partie supérieure de trous oblongs 430, horizontaux positionnés de façon identique de sorte que par rotation ils décrivent des tores par rapport à l'axe de rotation ZZ. Les côtés des cloisons sont bordés de joints à lèvres 440 s'appuyant contre la paroi périphérique 101 de la cuve. Le côté inférieur des cloisons 410 est muni d'un segment racleur 450 s'appuyant contre la plaque de fond 102. Les cloisons 410 fonctionnent comme des pales et laissent libre la partie supérieure (Z4) de la cuve 100 formant le volume de sortie 104 des effluents nettoyés. Ce volume 104 dans lequel le mouvement de liquide de la cuve se calme est relié à une conduite de sortie 105 dans laquelle les effluents nettoyés passent par gravitation (sortie SN).
En amont de la cuve les effluents sont fournis par une pompe 500 qui les introduit dans un mélangeur 520 précédé d'un point d'injection 510 de coagulant. Ce mélangeur statique 520 a une section réduite et donc une vitesse de passage rapide pour favoriser la coagulation. Le mélangeur rapide 520 est suivi d'un mélangeur lent 540 précédé d'un point d'injection 530 d'un floculant ; sa section est plus grande pour favoriser la floculation. En sortie, ce mélangeur 540 débouche dans la cuve 100 par une embouchure 550 conique évasée dont la grande base est orientée tangentiellement vers le bas dans la cuve. La sortie 105 des effluents débarrassés d'une grande partie de leur charge, se fait par une canalisation. Celle-ci est avantageusement disposée à la périphérie de la cuve 100 dans une position angulaire par - rapport à l'entrée 550, légèrement supérieure à l'arc couvert par un compartiment CE entre deux cloisons 410 du rotor de façon que les effluents arrivent dans un compartiment sans refouler immédiatement le volume de liquide de ce compartiment directement vers la sortie 105. Cet arc est, de préférence, de 1 10° pour un rotor à quatre cloisons 410 équiangulai- res (90°).
La figure 2 montre le rotor 100 constitué des quatre cloi- sons 410 en croix, délimitant entre elles et la paroi fixe 101 de la cuve 100, chaque fois un compartiment d'effluents CE. La rotation du rotor, par exemple dans le sens de la flèche A, entraîne le volume d'eau de chaque compartiment CE selon un mouvement de roulement MR le long de la surface intérieure de la paroi fixe 101 de la cuve ; ce mouvement est assimilable à un mouvement de type cycloïdal se traduisant par une rotation globale MR du volume de liquide autour d'un axe vertical dans le compartiment CE. Les joints 440 bordant les cloisons 410 sur les côtés évitent la formation d'un film de liquide qui réduirait le mouvement de roulement cycloïdal et le perturberait éventuellement. Grâce à ces joints 440, tout le liquide contenu dans chaque compartiment d'effluents CE est nécessairement mis en mouvement.
L'entraînement en rotation des cloisons mobiles 410 par le groupe d'entraînement 420 est un mouvement de rotation lente, les cloi- sons n'ayant pas pour fonction d'agiter les volumes d'effluents CE mais seulement de les faire tourner autour d'eux-mêmes par roulement le long de la paroi. La légère inclinaison des cloisons 410 combinée à leur sens de rotation A engendre une composante de vitesse dirigée vers le bas, favori- sant le dépôt des flocons au fond de la cuve, dans le cas de matières de densité supérieure à celle moyenne des effluents.
Le mouvement de rotation favorise l'expulsion des particules et le regroupement des flocons en gros flocons F descendant dans la cuve 100 sous l'effet de la gravité. Les flocons déposés FD sont repris par les segments racleurs 450 qui les font passer dans la chambre de collecte 200 à travers le passage de la plaque de fond 102.
Les trous oblongs horizontaux 430 réalisés au voisinage de la partie supérieure des cloisons 410 permettent de former la zone transitoire Z3 entre la zone de floculation Z2 qui s'étend en dessous, du niveau de l'entrée 550 des effluents dans la cuve 100 et le volume de sortie Z4, 104. Cette zone transitoire Z3 affaiblit le mouvement de rotation du volume d'eau dans chaque compartiment CE sans toutefois que ce mouvement de roulement du volume d'eau ne soit complètement supprimé.
Les cloisons 410 circulant suivant un mouvement lent lais- sent pratiquement immobile des anneaux d'eau dans la partie supérieure au-dessus de la zone occupée par les cloisons 410 du rotor dans la cuve 100. Ces couronnes immobiles favorisent l'amortissement du mouvement de rotation de chaque volume d'eau dans son compartiment CE pour que finalement, lorsque les effluents nettoyés quittent le dessus de chaque compartiment, affaiblir le mouvement de circulation. Il subsiste néanmoins un certain mouvement de roulement du volume d'eau dans la partie supérieure de chaque compartiment, mouvement qui favorise l'évacuation des particules résiduelles vers les côtés du compartiment CE, c'est-à-dire les cloisons 410 et la paroi 101 de la cuve pour que celles-ci descendent le long des parois suivant un mouvement plus ou moins hélicoïdal.
La figure 2 montre également la disposition angulaire de l'entrée 550 des effluents et de la sortie 105. Comme cette distance angulaire est de 1 10°, l'entrée 550 ne débouche pas dans un compartiment CE pendant que celui-ci est au niveau de la sortie 105.
La figure 3 montre en vue de dessus la forme du passage 103 réalisé dans le fond 102 de la cuve et débouchant dans la chambre de collecte de boues. Ce passage est un trou oblong dirigé radialement par rapport au rotor ou à la cuve 100, c'est-à-dire de façon générale, il est dirigé parallèlement à une cloison (dans ce cas ces cloisons sont également radiales).
Pour des raisons de présentation, les mélangeurs 520, 540 sont représentés dans des positions diamétralement opposées à la figure 1 alors qu'en réalité ils sont de préférence juxtaposés comme cela apparaît aux figures 2 et 3.
Suivant un mode de réalisation non représenté, l'installation peut également avoir une structure différente de celle d'une cuve (cylindre circulaire) équipée d'un rotor. Il suffit, pour la mise en oeuvre de l'invention, que les cloisons délimitent avec la paroi de la cuve des compartiments et que les cloisons se déplacent à vitesse lente pour engendrer le mouvement de roulement ou mouvement cycloïdal du volume d'effluents dans chaque compartiment délimité par deux cloisons. Dans le mode de réalisation de l'installation de la figure 1 , le nettoyage des effluents consiste à séparer des produits de densité supérieure à celle des effluents nettoyés, par exemple de l'eau. Le nettoyage se fait en recueillant les éléments séparés (boues) à la base de l'installation.
Toutefois, l'invention s'applique également au nettoyage d'effluents contenant des matières de densité moindre que celle des effluents, par exemple des graisses ou des huiles.
La figure 4 montre une installation selon l'invention pour la séparation de produits légers ou flottants tels que des huiles ou des graisses chargeant les effluents. La structure de l'installation est pratiquement identique à celle décrite ci-dessus sauf que les produits séparés de l'effluent sont éliminés par remontée de flocons dans le liquide pour se collecter en partie supérieure de la cuve, au-dessus des cloisons du rotor alors que l'effluent nettoyé de ces huiles ou graisses, descend pour être évacué par la cham- bre de collecte, utilisée précédemment pour recueillir les matières lourdes telles que les boues.
Les éléments de cette installation identiques à ceux de la figure 1 , portent les mêmes références bien que le fonctionnement puisse être inversé. Les modifications de ce second mode de réalisation par rapport au premier mode de réalisation consistent à favoriser la remontée des matières flottantes telles que les huiles et les graisses en accentuant leur mouvement naturel de remontée par gravité et leur regroupement en flo- cons par le mouvement de roulement des volumes d'effluents dans les compartiments CE et en impliquant à ce mouvement une composante dirigée vers le haut et non vers le bas. Pour cela et sans modifier l'inclinaison des cloisons 410, il suffit de faire tourner le rotor dans le sens R opposé au sens de rotation A précédent.
En outre, l'introduction des effluents à nettoyer se fait de préférence par une entrée 550A en partie basse de la cuve 100 et non vers le milieu ou en partie haute comme dans le mode de réalisation précédent, de façon que les effluents disposent d'une hauteur de parcours suffisante pour favoriser le regroupement des petits flocons en gros flocons F, sous l'effet combiné de la poussée ascensionnelle, du mouvement de roulement des volumes de liquide dans les compartiments CE avec effet centrifuge dirigeant les flocons vers l'extérieur des volumes d'effluents en rotation et enfin de la composante ascensionnelle communiquée au liquide par le mouvement R et l'orientation des cloisons 410.
Dans le volume supérieur 104, dans lequel le liquide se tranquillise, les flocons à éliminer se collectent pour passer par la sortie 105 qui devient alors une sortie de boues SB. L'entrée d'effluents EF se fait à la base de la cuve 100 et la sortie SN des effluents nettoyés se fait sous la cuve 100 par la chambre de collecte 200, la pompe 560 fonctionnant alors comme pompe d'évacuation d'effluents nettoyés et non plus comme pompe à boues ; l'arrivée AE des effluents est en amont de la pompe 500. Après la pompe 500, les effluents passent dans les mélangeurs 520, 540 avec chaque fois un point d'injection de réactif 510, 530 pour injecter du coagulant et du floculant. Le branchement entre les mélangeurs est le même que précédemment sauf, comme indiqué, la sortie du mélangeur 540.
La circulation verticale montante ou descendante dans les mélangeurs est choisie en fonction de la nature des liquides à mélanger. Comme cela a été indiqué ci-dessus, les mélangeurs 520, 540 sont, de préférence, juxtaposés bien que présentés dans deux positions diamétralement opposées à la figure 4.
Les installations décrites tant à la figure 1 qu'à la figure 4 permettent ainsi un nettoyage sélectif des effluents et aussi un nettoyage étape par étape plus précis qu'un nettoyage global. Cela permet d'adapter un agent coagulent et un agent floculant particulier à chaque type de produit à séparer des effluents. La figure 5 montre un schéma d'une installation faite de la combinaison de trois installations II , 12, 13 telle que celle de la figure 1 et de la figure 4. Pour ne pas compliquer le dessin, les différents composants de chaque installation ne sont pas représentés. Seules sont indiquées les entrées et les sorties ainsi que le sens de rotation du rotor.
Il est à remarquer que pour des raisons évidentes il est préférable de séparer d'abord les produits de densité moindre que la densité moyenne des effluents tels que les huiles et les graisses puis de séparer en une fois ou en plusieurs fois les éléments de densité supérieure à la densi- té moyenne des effluents et qui se collectent dans la chambre de collecte sous la cuve
Le branchement en série des trois installations selon la figure 5 montre l'arrivée d'effluents AEl qui traversent un premier et un second mélangeur statique pour être introduits à la base de la cuve par l'entrée d'effluents EFl . Les flocons de produits à séparer remontent, comme cela a déjà été indiqué, pour être évacués par la sortie de boues SBl qui est en partie haute. L'effluent nettoyé de ces premiers types de produits est prélevé à la base de la trémie sous la cuve par la sortie d'effluents nettoyés SM l . Dans cette installation, le sens de rotation est le sens R adopté par convention comme cela a été précisé à propos de l'installation de la figure 4.
Ensuite, les effluents ayant subi ce premier nettoyage arrivent à l'entrée d'effluents AE2 de la seconde installation pour recevoir éga- lement un agent coagulant et un agent floculant et être introduits maintenant par l'entrée d'effluents EF2 en partie haute de la cuve. Les flocons d'éléments à éliminer se développent comme cela a été décrit et les boues se collectent dans la chambre de collecte. Ces boues sont extraites par la pompe et la sortie de boues SB2. Les effluents nettoyés sont extraits en partie supérieure de la cuve par la sortie d'effluents nettoyés SN2.
Ces effluents, après ce second nettoyage, doivent subir un troisième nettoyage et arrivent à la troisième entrée d'effluents AE3 pour traverser le cas échéant deux mélangeurs statiques pour recevoir un agent coagulant et un agent floculant propres aux types d'éléments à éliminer au cours de cette troisième étape. Le fonctionnement est analogue à celui décrit ci-dessus à propos de la figure 1 et de la seconde installation 12. Les boues sont extraites de la chambre de collecte de boues par la sortie SB3 et les effluents nettoyés sont prélevés en partie haute de la cuve par la sortie d'effluents nettoyés SN3.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1°) Installation d'épuration par phases successives d'effluents, comprenant une cuve recevant les effluents pour leur permettre de se séparer des matières en suspension sous forme de boues déposées au fond de la cuve et passant dans une chambre de collecte de boues munie d'une sortie de boues, les effluents nettoyés sortant du dessus de la cuve, caractérisée en ce que la cuve cylindrique ( 100) munie d'un fond (102) formant de bas en haut, une zone de dépôt de boues (Zl) surmontée d'une zone de flocu- lation (Z2) elle-même surmontée d'une zone de sortie des effluents (Z3, ZA),
* le fond (102) ayant un passage (103) pour les boues, séparant la cuve (100) de la chambre de collecte de boues (200),
* une entrée d'effluents (550) pour alimenter la cuve (100) à travers sa paroi (101) dans la zone de floculation (Z2), un dispositif d'entraînement des effluents (400) dans la cuve (100) comprenant des cloisons mobiles (410), montantes, délimitant avec la paroi (101) et le fond (102) de la cuve (100), des compartiments à effluents (CE) ouverts en haut et en bas, * les cloisons (410) laissant libre la partie supérieure (Z4) de la cuve (100) pour former la zone de sortie (104) des effluents nettoyés (SN),
- un groupe d'entraînement (420) déplaçant les cloisons (410) à vitesse lente par rapport à la paroi (101) et au fond (102) de la cuve (100).
2°) Installation selon la revendication 1 , caractérisée par une alimentation en effluents (AE) avec au moins un mélangeur (520, 540) pour ajouter des réactifs aux effluents.
3°) Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la cuve (100) est cylindrique de section circulaire et les cloisons mobiles (410) sont des panneaux radiaux portés par un axe (41 1) concentrique à la cuve formant un rotor entraîné en rotation par le groupe d'entraînement (420). 4°) Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les cloisons (410) sont munies de trous oblongs (430) situés au-dessus de la zone de floculation (Z3) ou au-dessus de l'entrée des effluents (550).
5°) Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les cloisons mobiles (410) sont légèrement inclinées par rapport à la direction verticale (ZZ), suivant un angle de l'ordre de quelques degrés.
6°) Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le passage (103) du fond (102) communiquant avec la chambre de collecte de boues (200) est une ouverture allongée, sensiblement parallèle à l'orientation de l'organe racleur (450) de la cloison (410) balayant le fond (102) de la cuve, lorsque la cloison (410) est au niveau du passage (103).
IJO °\) Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le passage (103) du fond (102) est situé à un endroit éloigné de l'entrée (550) des effluents.
8°) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'entraînement (420) du rotor est un moteur, notamment un motoréduc- teur installé au-dessus de la cuve.
9°) Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la chambre de collecte des boues (200) est un volume en forme de trémie dont l'extrémité inférieure est reliée à une pompe à boues (560).
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