WO2010143102A1 - Procédé et dispositif de décantation a lit de boues pulsé - Google Patents

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WO2010143102A1
WO2010143102A1 PCT/IB2010/052473 IB2010052473W WO2010143102A1 WO 2010143102 A1 WO2010143102 A1 WO 2010143102A1 IB 2010052473 W IB2010052473 W IB 2010052473W WO 2010143102 A1 WO2010143102 A1 WO 2010143102A1
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sludge
liquid
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sludge bed
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PCT/IB2010/052473
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Chrystelle Langlais
Jean Louis Vital
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Degremont
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    • C02F2001/007—Processes including a sedimentation step

Definitions

  • the invention relates to a pulsed sludge bed settling process, for the treatment of any type of liquid, in particular water, using at least one reagent powder or grains, a process of the type of those according to which :
  • the liquid being treated and the reagent or reagents are contained in a basin comprising at its base means for uniform introduction of liquid to be treated;
  • Feeding the pond liquid is performed by pulsations causing alternative vertical movements of the sludge bed;
  • the treated liquid is discharged to the upper level of the liquid in the basin;
  • sludge bed is meant a more or less concentrated suspension where pollutants and reagents are collected under the action of said reagents.
  • a method of this kind is known in particular from patent FR 1 115 038, of the applicant company, describing an upflow sludge bed decanter, and having a bell provided with a vacuum cleaner or a vacuum pump. varying the level of liquid in the bell and thus allowing to vary the instantaneous rate of climb in the basin between a speed VO and a speed V1.
  • rate of climb used in the description, refers to the rate of rise of the liquid in the area of the basin (the flow divided by the surface), the speed of the water phase.
  • FR 2 196 832 which describes an improvement to the decanter by the addition of tubes, plates inclined with respect to the horizontal within the bed of sludge, allowing an increase in the maximum rate of rise and / or an improvement in the quality of the treated water;
  • EP 0 423 964 which describes the joint implementation of plates within the bed of sludge and lamellar modules above the sludge bed.
  • the liquid to be treated in particular water, containing appropriate reagents (coagulants, pH correctors, polymer, activated carbon or other adsorbents, ion exchange resin, etc.) circulates. from bottom to top through the layer of sludge acting by contact with water. This promotes the agglomeration of precipitates formed and / or added materials that are retained within the sludge layer, along with the fine particles of suspended matter contained in the liquid to be treated.
  • appropriate reagents coagulants, pH correctors, polymer, activated carbon or other adsorbents, ion exchange resin, etc.
  • the liquid to be treated is introduced into the basin at the base, with a uniform flow rate or with variable flow rates, as disclosed in the patents of the applicant company mentioned above.
  • Figs. 1 and 2 of the accompanying drawings illustrate these variations: in Fig.1 the height of liquid in the bell is plotted on the ordinate, while the time is plotted on the abscissa; on Fig.2 instantaneous climbing speed is plotted on the y-axis while time is plotted on the abscissa.
  • the values TO, T1, and ⁇ H are determined to obtain intermittently an upward velocity V1 greater than the decantation rate of the sludge bed, but which remains lower than the driving speed of the sludge bed.
  • T1 from 5 to 20 s
  • ⁇ H from 0.6 to 1 m to generate velocities V1 making it possible to obtain an expansion volume of the sludge bed of 20 to 40% while avoiding preferential passages harmful to the efficiency of the reactor.
  • the sludge bed is thus animated with vertical reciprocating movements, also called “breathing" of the sludge bed.
  • a certain zone of the device or reactor is reserved to form at least one pit, in particular with an inclined bottom, called a concentrator, in which a fraction of the sludge flows semi-continuously when, under the impulse of the speed V1, the The level of the sludge bed rises above the spill level of the concentrator. The sludge is concentrated and extracted later. At each pulse, the level of the sludge bed exceeds the spill level and a portion of the sludge passes into the concentrator.
  • the residence time of the reagent in the settling device is related to the speed V1 and TO, T1 and ⁇ H parameters, which does not allow to choose an optimal value for the residence time, depending on the type of reagent.
  • the implementation of a sludge bed in a decanting device as described above requires an ascending energy set for the expansion to ensure homogenization sludge bed and discharge of a portion of the sludge bed into the concentrator.
  • the residence time of the particles, in particular the reagent, in the reaction zone is then determined; this residence time may differ from the optimal time for reagent operation.
  • the reagent is powdered activated carbon having given characteristics, it will not be possible to widely vary the residence time of the reagent in the decantation device to use its maximum adsorption capacity and to increase its concentration in the reactor. This limits the possibilities of reducing reagent consumptions and operating costs.
  • the lack of optimization is even greater. Indeed, a single group of parameters TO, T1 and ⁇ H can not be suitable for all reagents.
  • the extraction of the less expansive reagents induces a massive extraction of the most expandable reagents, or even a drive of these reagents in the treated effluent.
  • the object of the invention is, above all, to make improvements to the slurry bed settling process defined above, and to optimize the use of the reagent (s).
  • Another objective of the invention is to enable the advantageous, reliable and secure implementation of several reagents.
  • the present invention also aims at:
  • a pulsed sludge bed settling method is characterized in that the amplitude of the vertical reciprocating movements of the sludge bed is varied between at least two values, one of these values, relatively low, causes a high level of the sludge bed below the level of discharge, which ensures a homogenization of the sludge bed and the liquid to be treated, the other of these values, relatively strong, results in a high level of the sludge bed greater than the discharge level, which ensures extraction of a portion of the sludge and the reagent.
  • the invention thus proposes to dissociate the homogenization function of the sludge bed, which mainly corresponds to the energy consumed, and the extraction function of the sludge bed, which mainly corresponds to the residence time of the reagents.
  • the invention implements, in a given device, several groups of parameters producing specifically and alternately:
  • the invention also relates to a sludge bed decanting device, implementing the method defined above, and characterized in that the control means is provided to vary at least the height drop in the bell and he give at least two values, the lowest of which ensures the lifting of the sludge bed to a level (Nh2) below the level of discharge (Ld) and without evacuation of sludge and reagent, while the highest value ensures raising the sludge bed to a level (Nh1) equal to or greater than the dumping level (Ld) and sludge and reagent disposal.
  • the control means is provided to vary at least the height drop in the bell and he give at least two values, the lowest of which ensures the lifting of the sludge bed to a level (Nh2) below the level of discharge (Ld) and without evacuation of sludge and reagent, while the highest value ensures raising the sludge bed to a level (Nh1) equal to or greater than the dumping level (Ld) and sludge
  • control means is provided to enable control of:
  • n filling time of the bell (T01 ... TOn), n hunting time (T11 ... T1 n),
  • the settling device may comprise several concentrators with different discharge levels for selectively recovering sludge from different reactive zones.
  • the control means can be programmed to define four types of pulsations:
  • a so-called “moderately intense pulsation" pulse makes it possible to homogenize a reactive zone consisting of a mixture of reagents (R1, R2) and to vary the upper level of the sludge bed (Nh2.1) without reaching the level (Ld1) of the associated weir, and without the upper level (Nh2.2) of the other reactive zone (Z2) reaches the level (Ld2) of the associated weir;
  • a so-called "low-intensity pulsation" pulse makes it possible to homogenize the other reactive zone (Z2) and varies the higher level (Nh2.2) of this reactive zone (Z2), without reaching the level (Ld2) of the weir partner,
  • a so-called “intense pulsation” pulse makes it possible to raise the upper level (Nh2.2) of the reactive zone (Z2) above the level (Ld2) of the associated overflow, so that the reagent (R2) selectively flows in the associated concentrator,
  • a pulsation called "very intense pulsation” makes it possible to raise the higher level (Nh2.1) of the reactive zone (Z1) above the level (Ld1) of the associated weir so that a mixture of reagents (R1, R2) flows into the associated concentrator.
  • the control means may be programmed to apply a pulsation generating an upward rate of velocity higher than the rate of entrainment of the reagent so that this reagent is entrained in the treated effluent, the reagent then being retained by means of filtration. on membrane, so that the reagent is selectively extracted and concentrated.
  • the settling device may comprise means of recycling in the basin, or upstream thereof, sludge from the concentrator or concentrators.
  • Fig.1 is a diagram illustrating the variation of liquid height in the bell, plotted on the ordinate, as a function of the time on the abscissa, according to the state of the art in a pulsed reactor.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the variation of the instantaneous ascending velocity on the y-axis, as a function of the time taken on the abscissa, according to the state of the art.
  • FIG. 3 is a schematic vertical section of a settling device according to the invention, during a homogenization phase without spill.
  • FIG. 4 shows, also in vertical section, the decanting device of FIG. 3 in a spill phase, with a drop in level of the bell ⁇ H1 greater than that of FIG. 3
  • FIG. 5 is a diagram, similar to FIG. that of Fig.1, illustrating the variation of the height in the bell of the device according to Fig.3, as a function of time on the abscissa.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the variation of the instantaneous ascending speed, according to the device of FIG. 3, as a function of the time taken on the abscissa, and
  • Fig.7 is a schematic vertical section of a settling device according to the invention, with two concentrators.
  • a settling device D which comprises a basin 1, preferably flat bottom, provided at its base means 2 uniform introduction of liquid to be treated EB.
  • the liquid EB is raw water.
  • the means 2 are not represented in detail; they generally comprise a perforated floor illustrated by dashes at the bottom in Fig.3, 4 and 7, or by a network of perforated pipes, surmounted by tranquilizers to introduce the raw water uniformly over the entire surface.
  • a perforated floor illustrated by dashes at the bottom in Fig.3, 4 and 7, or by a network of perforated pipes, surmounted by tranquilizers to introduce the raw water uniformly over the entire surface.
  • These evacuation means 3 may be constituted by chutes 4, or perforated pipes, forming a network ensuring a uniform recovery of the decanted water.
  • Such a distribution system maintains a water flow identical in all respects to a sludge bed M and avoids any risk of dead zone.
  • the upper level of the sludge bed on Fig.3 is designated Nh2 and the upward vertical arrows on this figure illustrate the rate of rise.
  • the device D comprises a bell 5 closed at the top which rises above the upper level S of liquid in the basin 1 and communicates with the base of the basin, under the perforated floor, by an opening 6 schematically shown.
  • a pipe 7 for the arrival of the liquid to be treated EB opens into the bell, with its end facing the upper part of the bell.
  • a suction means 8, in particular a fan or a vacuum pump, is connected to the upper end of the bell 5 to create a depression, when necessary.
  • a valve 9 for breaking the vacuum is connected to the upper end of the bell 5 and opens to the atmosphere when it is open.
  • a level detector 10 of the liquid in the bell is further provided. All these elements are connected to a control means, advantageously constituted by a programmable controller 11.
  • the device D comprises, in the basin 1, at least one concentrator 12 separated from the rest of the basin by a substantially vertical wall 13 forming a weir.
  • the upper edge of the weir 13 determines the sludge discharge level Ld in the sludge concentrator 12.
  • a trap 14 is provided for evacuating the sludge from the concentrator 12 when it reaches a level Lb less than Ld.
  • the amplitude of the vertical reciprocating movements of the sludge bed is varied between at least two values: one of these relatively low values causes a high level Nh2 of the sludge bed lower than the pour level Ld, while the other relatively high value results in a high Nh1 level of the sludge bed equal to or greater than the discharge level Ld, which ensures extraction of a portion of sludge and reagents.
  • the controller 11 controls at least two types of pulses: a pulsation of type 1 (T01, T11 and ⁇ H1), called “intense pulsation",
  • a low intensity pulse of type 2 corresponds to a fall ⁇ H2 of the upper level of liquid in the bell 5 and varies the high level of the sludge bed to reach the level Nh2, without however reaching the height Ld of the weir 13.
  • These type 2 pulsations allow the sludge bed to breathe and its optimal operation without extraction of sludge.
  • these pulsations are represented by the saw teeth 15 of smaller amplitude corresponding, in the bell 5, to a rise of the upper level of the height Hb2 to the height Hh2 during a time T02, and to the fall ⁇ H2 between Hh2 and Hb2 for a time T12.
  • the reagents are concentrated in the part of the pool located next to the weir 13. This allows:
  • a pulsation of intense type, controlled by the controller 11 is represented by a saw tooth 16 of greater height than the saw teeth 15 in Fig.5.
  • the rising portion of the sawtooth 16 corresponds to the passage from the upper level in the bell 5 of the height Hb1 (equal to Hb2) to the maximum height Hh1, during a time T01, while the descending part corresponds to the lowering of the level. higher liquid in the bell 5 level Hh1 Hb1 level, for a time T11.
  • Fig.4 illustrates the effect of an intense pulsation with rising of the upper level of the sludge bed at a height Nh1 equal to or higher than the level Ld so that a sludge spill occurs in the concentrator 12.
  • the controller 11 is programmed to advantageously adjust the frequency of the intense pulses, type 1, depending on the reagent dosage and the residence time required to exhaust the reactivity of said reagents.
  • two intense pulsations corresponding to the saw teeth 16 are separated by two weaker pulsations corresponding to the saw teeth 15.
  • the number of weak pulsations 15 between two intense pulsations 16 is adjusted according to the necessities.
  • the diagram of FIG. 6 illustrates the instantaneous climbing speeds in correspondence with the diagram of FIG.
  • Fig. 7 we can see an alternative embodiment of the settling device or reactor Da provided for the implementation of several reagents, namely two reagents R1, R2 in the example in question, in the sludge bed reactor.
  • the reagent R1 expands less easily than the R2 reagent given its density and size.
  • the suction means 8, the valve 9, the detector 10 and the control means 11 have not been shown in FIG. 7, but the device Da is equipped with these elements as in FIGS.
  • the basin 1.1 has two weirs 13.1, 13.2, transversely spaced, defining two discharge levels of different heights Ld1, Ld2 with Ld1 less than Ld2.
  • a controller constituting the control means is programmed to define four types of pulsations: a pulsation of type 1a (T01a, T11a and ⁇ H1a), called “moderately intense pulsation", makes it possible to homogenize of the reactive zone Z1 constituted by a mixture of the reagents R1 and R2, and varies the upper level of the sludge bed Nh2.1 without reaching the level Ld1 of the weir 13.1, and without the level Nh2.2 reaching the Ld2 level of weir 13.2; a pulsation of type 2a (T02a, T12a and ⁇ H2a) called “low intensity pulsation” allows homogenization of the reactive zone Z2 comprising reagent R2, and varies the higher level Nh2.2 of this reactive zone Z2, without reaching the level Ld2 of the weir 13.2 of the sludge concentrator 12.2.
  • a pulsation of type 1a T01a, T11a and ⁇ H1a
  • a pulsation of type 3 (T03, T13 and ⁇ H3) called “intense pulsation” makes it possible to raise the upper level Nh2.2 of the reactive zone Z2 above the level Ld2 of the weir 13.2 of the concentrator 12.2, so that the reagent R2 flows selectively into concentrator 12.2.
  • a pulsation of type 4 (T04, T14 and ⁇ H4) called "very intense pulsation" makes it possible to raise the upper level Nh2.1 of the reactive zone Z1 above the Ld1 level of the spillway 13.1 of the concentrator 12.1 so that a mixture of reagents R1 and R2 flows into the concentrator 12.1.
  • the frequency of pulsations of type 3 "intense pulsation” and type 4 "very intense pulsation” will be defined according to the desired residence times respectively for the reactants R1 and R2 in the reactor, and the depletion of their reactivity potential. .
  • the sludge contained in the concentrators 12.1, 12.2, comprise reagents R 1, and R 2, and suspended solids optionally contained in the effluent.
  • This sludge can be reinjected partially or totally into the reactor by means of a recycling device comprising recycling lines 17.1, 17.2.
  • the reagent R2 can then be retained, for example by means of membrane filtration, so that the reagent R2 is selectively extracted and concentrated without the implementation of a concentrator such as 12.2 which simplifies the design and the cost of the reactor.
  • a particular advantage of this induced stratification is to be able to eliminate pollutions more selectively and to minimize competition and / or inhibition reactions between the different pollutants or treatment targets and the different reagents.
  • an inexpensive active carbon type R1 reagent that will eliminate organic matter in the broad sense and a thinner and more expensive active carbon type reagent R2 for adsorbing pesticides.
  • the reactivity is decreased in the presence of organic matter by competition effect and / or steric hindrance. In this, the quality of the treated effluent will be improved.
  • Another advantage of the invention is to reduce overall the environmental impact of the implementation of reagents by, in particular, the reduction of reagent consumptions and optimized recycling / regeneration of some of these.
  • Another example of use is the operation of a reactor according to the invention with an adsorbent product and a coagulant. With the use of coagulant, the adsorbent particles intimately mix with the flock formed by the coagulant. Changing the pulsations densifies the floc adsorbent product and thus reduces the dose of coagulant required for the cohesion of the sludge bed.
  • Example 1 Case of an Activated Carbon Only
  • This case corresponds to a low rate of climb operation, up to 1-2 m / h compared to the surface of the sludge bed, and without the use of metal salt.
  • Type 2 pulsations described as low intensity allow breathing of the sludge bed. From time to time more intense type 1 pulsations are carried out to allow the extraction of the excess adsorbent.
  • This mode of operation is used for example in a membrane die and, if there is continuous departure of some particles of CAP (activated carbon powder), they are retained by the membrane located downstream.
  • Example 2 Case of a reactor with an active carbon 150 microns in average diameter and an active carbon 10-20 microns in average diameter
  • the activated carbon 150 ⁇ m mesopore is intended for the removal of MO (organic matter) and the activated carbon 10-20 ⁇ m is intended for the elimination of pesticides.
  • This complex material can be considered as a 150 ⁇ m active powdered charcoal or as a 0.15 mm T-50 active charcoal.
  • the rate of climb is of the order of 3 times the nominal speed, that is to say 12 m / h, and during this period the material has an expansion greater than 2. This very important expansion of the grains allows their evacuation in a sludge concentrator at a suitable level.

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Abstract

Procédé de décantation à lit de boues puisé, pour le traitement de tout type de liquide, en particulier d'eau, mettant en œuvre au moins un réactif en poudre ou en grains, selon lequel le liquide et le ou les réactifs, pour le traitement, sont contenus dans un bassin (1 ) comportant à sa base des moyens (2) d'introduction uniforme en liquide à traiter sur toute sa surface; le liquide traité est évacué en partie haute du bassin, au niveau supérieur (S) du liquide; l'alimentation du bassin en liquide à traiter est réalisée par pulsations, provoquant des mouvements verticaux alternatifs du lit de boues (M); une partie des boues se déverse dans un concentrateur (12) lorsque le niveau supérieur du lit de boues dépasse un niveau de déversement (Ld). On fait varier l'amplitude des mouvements verticaux alternatifs du lit de boues (M) entre au moins deux valeurs : l'une de ces valeurs correspond à un niveau haut (Nh2) du lit de boues inférieur au niveau de déversement (Ld), et l'autre de ces valeurs correspond à un niveau haut du lit de boues supérieur au niveau de déversement (Ld), avec évacuation de boues et de réactif.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE DÉCANTATION A LIT DE BOUES PULSÉ.
L'invention est relative à un procédé de décantation à lit de boues puisé, pour le traitement de tout type de liquide, en particulier d'eau, mettant en œuvre au moins un réactif en poudre ou en grains, procédé du genre de ceux selon lesquels :
- le liquide en cours de traitement et le ou les réactifs sont contenus dans un bassin comportant à sa base des moyens d'introduction uniforme en liquide à traiter ;
- l'alimentation du bassin en liquide est réalisée par pulsations provoquant des mouvements verticaux alternatifs du lit de boues ;
- le liquide traité est évacué au niveau supérieur du liquide dans le bassin ;
- et lorsque le niveau haut du lit de boues soulevé dépasse un niveau de déversement, une partie des boues est évacuée dans un concentrateur. L'invention concerne un perfectionnement à un tel procédé de décantation. Par lit de boues, on désigne une suspension plus ou moins concentrée où sont rassemblés des éléments polluants et des réactifs, sous l'action desdits réactifs.
Un procédé de ce genre est connu notamment par le brevet FR 1 115 038, de la société demanderesse, décrivant un décanteur à lit de boues puisé, à flux ascendant, et comportant une cloche munie d'un aspirateur ou d'une pompe à vide faisant varier le niveau de liquide dans la cloche et permettant ainsi de faire varier la vitesse ascensionnelle instantanée dans le bassin entre une vitesse VO et une vitesse V1. L'expression « vitesse ascensionnelle », utilisée dans la description, désigne la vitesse ascensionnelle du liquide dans la zone considérée du bassin (le débit divisé par la surface), soit la vitesse de la phase eau.
La société demanderesse est également détentrice des brevets suivants : - FR 2 196 832 qui décrit une amélioration au décanteur par addition de tubes, plaques inclinées par rapport à l'horizontale au sein du lit de boues, permettant une augmentation de la vitesse maximale ascensionnelle et/ou une amélioration de la qualité de l'eau traitée ;
- FR 2 132 954 qui décrit une autre amélioration du décanteur par addition de modules lamellaires au-dessus du lit de boues pour un résultat semblable ; - EP 0 423 964 qui décrit la mise en œuvre conjointe de plaques au sein du lit de boues et de modules lamellaires au-dessus du lit de boues.
Cette famille de décanteurs et réacteurs est décrite également dans la 9ème édition du Mémento Technique de l'Eau de Degrémont pages 661 à 666.
Dans le procédé de décantation à lit de boues, le liquide à traiter, notamment l'eau, additionné de réactifs appropriés (coagulants, correcteurs de pH, polymère, charbon actif ou autres adsorbants, résine échangeuse d'ions, etc ..) circule de bas en haut à travers la couche de boues agissant par contact avec l'eau. Ceci favorise l'agglomération des précipités formés et/ou des matériaux additionnés qui sont retenus au sein de la couche de boues, en même temps que les fines particules de matières en suspension contenues dans le liquide à traiter.
Le liquide à traiter est introduit dans le bassin, à la base, avec un débit uniforme ou avec des débits variables, comme exposé dans les brevets de la société demanderesse mentionnés précédemment.
Tous les dispositifs mettant en œuvre le procédé de décantation défini ci-dessus, présentent :
- un temps de remplissage TO de la cloche, - un temps de chasse T1
- une hauteur de chute ΔH entre un niveau haut Hh et un niveau bas Hb au sein de la cloche, permettant de faire varier la vitesse ascensionnelle instantanée entre VO et V1 , dans le bassin, autour d'une vitesse ascensionnelle moyenne apparente, au cours du temps. Les Fig. 1 et 2 des dessins annexés illustrent ces variations : sur Fig.1 la hauteur de liquide dans la cloche est portée en ordonnée, tandis que le temps est porté en abscisse ; sur Fig.2 la vitesse ascensionnelle instantanée est portée en ordonnée tandis que le temps est porté en abscisse.
Les valeurs TO, T1 , et ΔH sont déterminées pour obtenir de façon intermittente une vitesse ascensionnelle V1 supérieure à la vitesse de décantation du lit de boues, mais qui reste inférieure à la vitesse d'entraînement du lit de boues.
Dans le cas d'une clarification par coagulation/décantation, ces valeurs sont généralement comprises dans les plages suivantes : TO : de 20 à 40 s
T1 : de 5 à 20 s
ΔH : de 0,6 à 1 m pour générer des vitesses V1 permettant d'obtenir un volume d'expansion du lit de boues de 20 à 40 % tout en évitant des passages préférentiels dommageables à l'efficacité du réacteur.
Le lit de boues est ainsi animé de mouvements alternatifs verticaux, également appelés "respiration" du lit de boues.
Une certaine zone du dispositif ou réacteur est réservée pour former au moins une fosse, en particulier à fond incliné, dénommée concentrateur, dans laquelle une fraction des boues se déverse de façon semi-continue lorsque, sous l'impulsion de la vitesse V1 , le niveau du lit de boues s'élève au- dessus du niveau de déversement du concentrateur. Les boues s'y concentrent et en sont extraites par la suite. A chaque pulsation, le niveau du lit de boues dépasse le niveau de déversement et une partie des boues passe dans le concentrateur.
Le fonctionnement décrit ci-dessus implique une relation directe :
- entre la vitesse V1 , c'est-à-dire l'énergie dissipée, et le niveau supérieur du lit de boues, - et les déversements du lit de boues dans le concentrateur, c'est-à- dire les extractions de boues.
Le temps de séjour du réactif dans le dispositif de décantation se trouve lié à la vitesse V1 et aux paramètres TO, T1 et ΔH, ce qui ne permet pas de choisir une valeur optimale pour le temps de séjour, selon le type de réactif. Dans le cas de l'utilisation d'un seul réactif de traitement, la mise en œuvre d'un lit de boues dans un dispositif de décantation tel que décrit ci- dessus nécessite une énergie ascendante fixée pour la mise en expansion assurant l'homogénéisation du lit de boues et le déversement d'une partie du lit de boues dans le concentrateur. Le temps de séjour des particules, notamment du réactif, dans la zone de réaction est alors déterminé ; ce temps de séjour peut différer du temps optimal pour l'exploitation du réactif.
En particulier, si le réactif est constitué de charbon actif en poudre, ayant des caractéristiques données, il ne sera pas possible de faire varier largement le temps de séjour du réactif dans le dispositif de décantation pour utiliser sa capacité d'adsorption maximale et pour augmenter sa concentration dans le réacteur. Ceci limite les possibilités de réduction des consommations de réactifs et des coûts liés à l'exploitation.
Dans le cas de l'utilisation de plusieurs réactifs, notamment de tailles et de densités différentes, le défaut d'optimisation est encore plus grand. En effet, un groupe unique de paramètres TO, T1 et ΔH ne peut convenir à tous les réactifs. En outre l'extraction des réactifs les moins expansibles induit une extraction massive des réactifs les plus expansibles, voire un entraînement de ces réactifs dans l'effluent traité. L'invention a pour but, surtout, d'apporter des améliorations au procédé de décantation à lit de boues puisé défini précédemment, et d'optimiser l'utilisation du ou des réactifs.
Un autre objectif de l'invention est de permettre la mise en œuvre avantageuse, fiabilisée et sécurisée, de plusieurs réactifs.
La présente invention se fixe aussi pour objectifs :
- d'améliorer la qualité de l'eau traitée,
- de réduire les dosages de réactifs et ainsi réduire les coûts d'exploitation,
- de maîtriser le temps de séjour du ou des réactifs au sein du lit de boues, - de fiabiliser le dispositif de décantation en augmentant son pouvoir tampon,
- d'offrir plus de flexibilité dans son exploitation,
- de permettre, au moins partiellement, une extraction sélective des réactifs usagés autorisant une gestion sélective et donc potentiellement optimiser techniquement des réactifs usagés (recyclage/régénération, destruction) - de réduire les coûts de gestion des réactifs usagés,
- et ainsi, plus globalement, de réduire l'impact environnemental lié à la mise en œuvre des réactifs et du traitement.
Pour cela, selon l'invention, un procédé de décantation à lit de boues puisé, du genre défini précédemment, est caractérisé en ce que l'on fait varier l'amplitude des mouvements verticaux alternatifs du lit de boues entre au moins deux valeurs, l'une de ces valeurs, relativement faible, entraîne un niveau haut du lit de boues inférieur au niveau de déversement, ce qui assure une homogénéisation du lit de boues et du liquide à traiter, l'autre de ces valeurs, relativement forte, entraîne un niveau haut du lit de boues supérieur au niveau de déversement, ce qui assure une extraction d'une partie des boues et du réactif.
L'invention propose ainsi de dissocier la fonction d'homogénéisation du lit de boues, qui correspond principalement à l'énergie consommée, et la fonction d'extraction du lit de boues, qui correspond principalement au temps de séjour des réactifs.
L'invention met en œuvre, dans un dispositif donné, plusieurs groupes de paramètres produisant spécifiquement et alternativement :
- des pulsations pour l'homogénéisation du lit de boues, ou des zones successives constituant le lit de boues,
- des pulsations pour entraîner les boues et leur déversement dans un ou plusieurs concentrateurs.
On peut mettre en oeuvre plusieurs concentrateurs avec niveaux de déversement différents pour créer différentes zones réactives, et l'on récupère sélectivement les boues des différentes zones réactives.
L'invention est également relative à un dispositif de décantation à lit de boues puisé, mettant en œuvre le procédé défini précédemment, et caractérisé en ce que le moyen de commande est prévu pour faire varier au moins la baisse de hauteur dans la cloche et lui donner au moins deux valeurs , dont la plus faible assure le soulèvement du lit de boues jusqu'à un niveau (Nh2) inférieur au niveau de déversement (Ld) et sans évacuation de boues et de réactif, tandis que la valeur la plus forte assure le soulèvement du lit de boues jusqu'à un niveau (Nh1 ) égal ou supérieur au niveau de déversement (Ld) et une évacuation de boues et de réactif.
Avantageusement, le moyen de commande est prévu pour permettre de commander :
- n temps de remplissage de la cloche (T01...TOn), - n temps de chasse (T11...T1 n),
- n hauteurs de chute (ΔH1...ΔHn) au sein de la cloche (5),
- n fréquences de mise en œuvre des pulsations.
Le dispositif de décantation peut comporter plusieurs concentrateurs avec niveaux de déversement différents permettant de récupérer sélectivement les boues de différentes zones réactives.
Le moyen de commande peut être programmé pour définir quatre types de pulsations :
- une pulsation dite « pulsation moyennement intense » permet l'homogénéisation d'une zone réactive constituée d'un mélange des réactifs (R1 , R2), et fait varier le niveau supérieur du lit de boues (Nh2.1 ) sans atteindre le niveau (Ld1 ) du déversoir associé, et sans que le niveau supérieur (Nh2.2) de l'autre zone réactive (Z2) n'atteigne le niveau (Ld2) du déversoir associé;
- une pulsation dite « pulsation peu intense » permet l'homogénéisation de l'autre zone réactive (Z2) et fait varier le niveau supérieur (Nh2.2) de cette zone réactive (Z2), sans atteindre le niveau (Ld2) du déversoir associé,
- une pulsation dite « pulsation intense » permet d'élever le niveau supérieur (Nh2.2) de la zone réactive (Z2) au-dessus du niveau (Ld2) du déversoir associé, de sorte que le réactif (R2) se déverse sélectivement dans le concentrateur associé,
- une pulsation dite « pulsation très intense » permet d'élever le niveau supérieur (Nh2.1 ) de la zone réactive (Z1 ) au-dessus du niveau (Ld1 ) du déversoir associé, de sorte qu'un mélange de réactifs (R1 , R2) se déverse dans le concentrateur associé.
Le moyen de commande peut être programmé pour appliquer une pulsation générant une vitesse ascensionnelle supérieure à la vitesse d'entraînement du réactif de sorte que ce réactif est entraîné dans l'effluent traité, le réactif étant ensuite retenu à l'aide d'une filtration sur membrane, de sorte que le réactif est sélectivement extrait et concentré.
Le dispositif de décantation peut comporter des moyens de recyclage dans le bassin, ou en amont de celui-ci, des boues provenant du ou des concentrateurs.
L'invention peut ainsi se caractériser par la définition de :
- n temps de remplissage de la cloche (T01...TOn),
- n temps de chasse (T11...T1 n),
- n hauteurs de chute ΔH1...ΔHn au sein de la cloche, - n fréquences de mise en œuvre des pulsations ainsi qualifiées. On peut ainsi :
- faire varier à volonté la fréquence des pulsations et l'intensité ou survitesse au sein du réacteur lors des pulsations,
- appliquer des pulsations exclusivement dédiées à l'homogénéisation du lit de boues sans déversement de boues dans le concentrateur,
- faire varier au cours du temps le niveau supérieur du lit de boues ou des zones réactives par rapport au niveau de déversoir de concentrateur et autoriser ponctuellement un déversement de boues qui n'est plus continu ou semi-continu, mais qui est discontinu. On peut prévoir une vitesse d'aspiration variable dans la cloche.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins :
Fig.1 est un diagramme illustrant la variation de hauteur de liquide dans la cloche, portée en ordonnée, en fonction du temps porté en abscisse, selon l'état de la technique dans un réacteur à pulsations.
Fig.2 est un diagramme illustrant la variation de la vitesse ascensionnelle instantanée portée en ordonnée, en fonction du temps porté en abscisse, selon l'état de la technique.
Fig.3 est une coupe schématique verticale d'un dispositif de décantation selon l'invention, au cours d'une phase d'homogénéisation sans déversement.
Fig.4 montre, également en coupe verticale, le dispositif de décantation de Fig.3 dans une phase de déversement, avec une baisse de niveau de la cloche ΔH1 supérieure à celle de Fig.3, Fig.5 est un diagramme, semblable à celui de Fig.1 , illustrant la variation de la hauteur dans la cloche du dispositif selon Fig.3, en fonction du temps porté en abscisse.
Fig.6 est un diagramme illustrant la variation de la vitesse ascensionnelle instantanée, selon le dispositif de Fig.3, en fonction du temps porté en abscisse, et
Fig.7 est une coupe schématique verticale d'un dispositif de décantation selon l'invention, avec deux concentrateurs.
En se reportant à Fig.3 des dessins, on peut voir un dispositif de décantation D conforme à l'invention qui comporte un bassin 1 , de préférence à fond plat, muni à sa base de moyens 2 d'introduction uniforme en liquide à traiter EB. Dans l'exemple considéré le liquide EB est de l'eau brute. Les moyens 2 ne sont pas représentés en détail ; ils comportent généralement un plancher perforé illustré par des tirets en partie basse sur Fig.3, 4 et 7, ou par réseau de tuyaux perforés, surmontés de tranquilisateurs permettant d'introduire l'eau brute uniformément sur toute la surface. Pour plus de détails, on peut se reporter au Mémento Technique de l'Eau de Degrémont, 9ème édition, pages 661 et suivantes.
Des moyens 3 d'évacuation du liquide traité ET, en partie haute du bassin, déterminent le niveau supérieur S de liquide dans le bassin. Ces moyens d'évacuation 3 peuvent être constitués par des goulottes 4, ou des tuyaux perforés, formant un réseau assurant une reprise uniforme de l'eau décantée.
Un tel système de répartition maintient un flux d'eau identique en tous points d'un lit de boues M et évite tout risque de zone morte. Le niveau supérieur du lit de boues sur Fig.3 est désigné par Nh2 et les flèches verticales ascendantes sur cette figure illustrent la vitesse ascensionnelle.
Le dispositif D comporte une cloche 5 fermée en partie haute qui s'élève au-dessus du niveau supérieur S de liquide dans le bassin 1 et qui communique avec la base du bassin, sous le plancher perforé, par une ouverture 6 schématiquement représentée. Une conduite 7 d'arrivée du liquide à traiter EB débouche dans la cloche, avec son extrémité tournée vers la partie haute de la cloche. Un moyen d'aspiration 8, notamment un ventilateur ou une pompe à vide, est relié à l'extrémité supérieure de la cloche 5 pour créer une dépression, lorsque cela est nécessaire. Une vanne 9 pour casser le vide est branchée à l'extrémité supérieure de la cloche 5 et débouche à l'atmosphère lorsqu'elle est ouverte. Un détecteur de niveau 10 du liquide dans la cloche est en outre prévu. Tous ces éléments sont reliés à un moyen de commande, avantageusement constitué par un contrôleur programmable 11.
Le dispositif D comporte, dans le bassin 1 , au moins un concentrateur 12 séparé du reste du bassin par une paroi essentiellement verticale 13 formant déversoir. Le bord supérieur du déversoir 13 détermine le niveau Ld de déversement des boues dans le concentrateur de boues 12. Un siphon 14 est prévu pour l'évacuation des boues du concentrateur 12 lorsqu'elles atteignent un niveau Lb inférieur à Ld.
Selon l'invention, on fait varier l'amplitude des mouvements verticaux alternatifs du lit de boues entre au moins deux valeurs : l'une de ces valeurs relativement faible entraîne un niveau haut Nh2 du lit de boues inférieur au niveau de déversement Ld, tandis que l'autre valeur, relativement forte, entraîne un niveau haut Nh1 du lit de boues égal ou supérieur au niveau de déversement Ld, ce qui assure une extraction d'une partie de boues et de réactifs.
Pour cela, le contrôleur 11 commande au moins deux types de pulsations : une pulsation de type 1 (T01 , T11 et ΔH1 ), dite « pulsation intense »,
- une pulsation de type 2 (T02, T12 et ΔH2), dite « pulsation peu intense ».
Comme illustré sur Fig.3, une pulsation peu intense de type 2 correspond à une chute ΔH2 du niveau supérieur de liquide dans la cloche 5 et fait varier le niveau haut du lit de boues jusqu'à atteindre le niveau Nh2, sans toutefois atteindre la hauteur Ld du déversoir 13. Ces pulsations de type 2 permettent la respiration du lit de boues et son fonctionnement optimal sans extraction de boues. Sur Fig.5, ces pulsations sont représentées par les dents de scie 15 d'amplitude plus faible correspondant, dans la cloche 5, à une montée du niveau supérieur de la hauteur Hb2 à la hauteur Hh2 pendant un temps T02, et à la chute ΔH2 entre Hh2 et Hb2 pendant un temps T12. Au cours de la période plus ou moins longue de pulsations 15, sans extraction de boues, les réactifs se concentrent dans la partie du bassin située à côté du déversoir 13. Ceci permet :
- de conserver au sein du réacteur une grande masse de réactifs, d'épuiser le potentiel de réactivité des réactifs, donc utilisation optimale, - de réduire ainsi le dosage des réactifs en amont du réacteur pour une efficacité de traitement et une qualité de l'effluent supérieure ou égale,
- d'augmenter la concentration de réactifs au sein du lit de boues, et donc d'augmenter le pouvoir tampon du lit de boues, fiabilisant ainsi le traitement par rapport à des variations de la qualité de l'effluent à traiter et/ou des défauts ponctuels de dosage ou des conditions de traitement.
Une pulsation de type intense, commandée par le contrôleur 11 est représentée par une dent de scie 16 de hauteur supérieure aux dents de scie 15 sur Fig.5. La partie montante de la dent de scie 16 correspond au passage du niveau supérieur dans la cloche 5 de la hauteur Hb1 (égale à Hb2) à la hauteur maximale Hh1 , pendant un temps T01 , tandis que la partie descendante correspond à la baisse du niveau supérieur de liquide dans la cloche 5 du niveau Hh1 au niveau Hb1 , pendant un temps T11.
Fig.4 illustre l'effet d'une pulsation intense avec montée du niveau supérieur du lit de boues à une hauteur Nh1 égale ou supérieure au niveau Ld de telle sorte qu'un déversement de boues se produit dans le concentrateur 12.
Une fraction de boues, comportant des réactifs usagés dont les potentiels de réactivité sont épuisés, se déverse dans le concentrateur 12.
Le contrôleur 11 est programmé pour ajuster avantageusement la fréquence des pulsations intenses, de type 1 , en fonction du dosage des réactifs et du temps de séjour nécessaire à l'épuisement de la réactivité des dits réactifs. Selon l'exemple de Fig.5, deux pulsations intenses correspondant aux dents de scie 16 sont séparées par deux pulsations moins fortes correspondant aux dents de scie 15. Le nombre de pulsations peu intenses 15 entre deux pulsations intenses 16 est réglé selon les nécessités.
Le diagramme de Fig.6 illustre les vitesses ascensionnelles instantanées en correspondance avec le diagramme de Fig.5.
Ces vitesses varient de la valeur VO à la valeur V1 maximale pour les pulsations intenses (dents de scie 16) et V2 plus faible pour les pulsations peu intenses (dents de scie 15).
La mise en œuvre de deux groupes de paramètres TO, T1 et ΔH permet de dissocier avantageusement les fonctions d'homogénéisation du lit de boues (Fig.3) et d'extraction des boues (Fig.4) avec les avantages et les bénéfices rapportés ci-dessus. L'invention permet ainsi plus de flexibilité pour l'exploitation des réacteurs, une gestion optimale des besoins en réactifs, et donc un impact environnemental du traitement réduit. En se reportant à Fig. 7 on peut voir une variante de réalisation du dispositif de décantation ou réacteur Da prévu pour la mise en œuvre de plusieurs réactifs, à savoir deux réactifs R1 , R2 dans l'exemple considéré, dans le réacteur à lit de boues. Le réactif R1 s'expanse moins facilement que le réactif R2 compte tenu de sa densité et de sa taille. Le moyen d'aspiration 8, la vanne 9, le détecteur 10 et le moyen de commande 11 n'ont pas été représentés sur Fig.7, mais le dispositif Da est équipé de ces éléments comme sur Fig.3 et 4.
Le bassin 1.1 comporte deux déversoirs 13.1 , 13.2, espacés transversalement, définissant deux niveaux de déversement de hauteurs différentes Ld1 , Ld2 avec Ld1 inférieure à Ld2. Deux concentrateurs 12.1 et
12.2 sont ainsi formés respectivement pour le réactif R1 et le réactif R2. Un siphon 14.1 , 14.2 est associé à chaque concentrateur.
Deux zones réactives Z1 et Z2, se succédant en hauteur, constituées respectivement d'un mélange des réactifs R1 + R2 et du réactif R2 sont ainsi formées, dont la cohésion est différente et dont les limites supérieures sont respectivement Nh2.1 et Nh2.2.
Un contrôleur constituant le moyen de commande, non représenté sur Fig.7, est programmé pour définir quatre types de pulsations : - une pulsation de type 1a (T01 a, T11 a et ΔH1 a) dite « pulsation moyennement intense » permet l'homogénéisation de la zone réactive Z1 constituée d'un mélange des réactifs R1 et R2, et fait varier le niveau supérieur du lit de boues Nh2.1 sans atteindre le niveau Ld1 du déversoir 13.1 , et sans que le niveau Nh2.2 n'atteigne le niveau Ld2 du déversoir 13.2; - une pulsation de type 2a (T02a, T12a et ΔH2a) dite « pulsation peu intense » permet l'homogénéisation de la zone réactive Z2 comportant du réactif R2, et fait varier le niveau supérieur Nh2.2 de cette zone réactive Z2, sans atteindre le niveau Ld2 du déversoir 13.2 du concentrateur de boues 12.2.
Il est à noter que ces deux types de pulsations, qui peuvent être identiques, concourent à l'homogénéisation des zones réactives Z1 et Z2, sans extraction de réactifs.
Une pulsation de type 3 (T03, T13 et ΔH3) dite « pulsation intense » permet d'élever le niveau supérieur Nh2.2 de la zone réactive Z2 au-dessus du niveau Ld2 du déversoir 13.2 du concentrateur 12.2, de sorte que le réactif R2 se déverse sélectivement dans le concentrateur 12.2.
Une pulsation de type 4 (T04, T14 et ΔH4) dite « pulsation très intense » permet d'élever le niveau supérieur Nh2.1 de la zone réactive Z1 au-dessus du niveau Ld1 du déversoir 13.1 du concentrateur 12.1 de sorte qu'un mélange de réactifs R1 et R2 se déverse dans le concentrateur 12.1.
La fréquence des pulsations de type 3 « pulsation intense» et de type 4 « pulsation très intense » sera définie en fonction des temps de séjour souhaités respectivement pour les réactifs R1 et R2 dans le réacteur, et de l'épuisement de leur potentiel de réactivité.
Au cours de ces pulsations, les boues contenues dans les concentrateurs 12.1 , 12.2, comportent des réactifs R1 , et R2, et des matières en suspension éventuellement contenues dans l'effluent. Ces boues peuvent être réinjectées partiellement ou totalement dans le réacteur à l'aide d'un dispositif de recyclage comportant des conduites de recyclage 17.1 , 17.2.
En variante, il est possible d'appliquer une vitesse ascensionnelle supérieure à la vitesse d'entraînement du réactif R2 de sorte que ce réactif sera entraîné dans l'effluent traité, qui passe dans les rigoles 4. Selon ce mode de fonctionnement, le réactif R2 peut être ensuite retenu, par exemple à l'aide d'une filtration sur membrane, de sorte que le réactif R2 est sélectivement extrait et concentré sans la mise en œuvre d'un concentrateur tel que 12.2 ce qui simplifie la conception et le coût du réacteur.
Un avantage particulier de cette stratification induite est de pouvoir éliminer plus sélectivement des pollutions et minimiser les réactions de compétition et/ou d'inhibition entre les différents polluants ou cibles du traitement et les différents réactifs.
Par exemple, il peut être pertinent de disposer d'un réactif R1 de type charbon actif bon marché qui éliminera la matière organique au sens large et un réactif de type charbon actif plus fin et plus cher R2 destiné à l'adsorption des pesticides mais dont la réactivité est diminuée en présence de matière organique par effet de compétition et/ou d'encombrement stérique. En cela, la qualité de l'effluent traité sera améliorée.
L'exemple ci-dessus est donné avec l'utilisation de deux réactifs R1 , R2 ; il est entendu que cet exemple n'est nullement limitatif en particulier sur le nombre de réactifs mis en œuvre.
D'autres avantages de la présente invention sont :
- de permettre la mise en œuvre d'énergie variable mieux adaptée à l'homogénéisation de chacune des zones réactives, - de dissocier les fonctions homogénéisation et extraction des boues, c'est-à-dire de maîtriser le temps de séjour des réactifs,
- de dissocier et maîtriser indépendamment les temps de séjours de chaque réactif, - d'optimiser ainsi l'usage des réactifs en s'assurant de l'épuisement du potentiel de réactivité de chaque réactif,
- de réduire ainsi les consommations de réactifs et donc le coût du traitement, - d'augmenter la masse de réactifs immobilisés dans le réacteur et donc l'efficacité du pouvoir tampon des zones réactives, soit in fine la robustesse et la fiabilité du traitement,
- d'extraire sélectivement certains réactifs permettant techniquement leur recyclage/régénération sélective et donc de réaliser des économies,
Un autre avantage de l'invention est de réduire globalement l'impact environnement de la mise en œuvre des réactifs de par, notamment, la réduction des consommations de réactifs et le recyclage/régénération optimisée de certains de ces derniers. Un autre exemple d'utilisation est le fonctionnement d'un réacteur selon l'invention avec un produit adsorbant et un coagulant. Avec l'utilisation de coagulant, les particules d'adsorbant se mélangent intimement avec le floc formé par le coagulant. Changer les pulsations permet de densifier le floc en produit adsorbant et permet ainsi de réduire la dose de coagulant nécessaire à la cohésion du lit de boues.
Deux exemples de fonctionnement sont donnés ci-après.
Exemple 1 : Cas d'un Charbon Actif seul
Ce cas correspond à un fonctionnement à faible vitesse ascensionnelle, jusqu'à 1 -2 m/h rapporté à la surface du lit de boues, et sans utilisation de sel métallique. Les pulsations de type 2 qualifiées de peu intenses permettent la respiration du lit de boues. De temps en temps on réalise des pulsations de type 1 plus intenses pour permettre l'extraction de l'adsorbant en excès. Ce mode de fonctionnement est utilisé par exemple dans une filière membranaire et, s'il y a départ en continu de quelques particules de CAP (charbon actif en poudre), celles-ci sont retenues par la membrane située en aval.
Dans ce cas on retient par exemple les valeurs suivantes : temps de remplissage de la cloche T02 de 20 s (secondes) et T01 de 40 s ; temps de chasse T12 de 20 s et T11 de 10 s ; hauteur de chute ΔH1 de 60 cm et ΔH2 de 40 cm. Exemple 2 : Cas d'un réacteur avec un Charbon Actif 150 μm de diamètre moyen et un Charbon Actif 10-20 μm de diamètre moyen
Dans ce cas, le Charbon Actif 150 μm mésopore est destiné à l'élimination des MO (matières organiques) et le Charbon Actif 10-20 μm est destiné à l'élimination des pesticides.
Ce matériau complexe peut être considéré comme un Charbon Actif en poudre de 150 μm ou comme un Charbon Actif en grains de T-50 de 0,15 mm.
Des essais de fluidisation réalisés avec ce matériau donnent les résultats ci-dessous :
Figure imgf000015_0001
On constate qu'à une vitesse ascensionnelle de 4 m/h, vitesse ascensionnelle nominale couramment réalisée sur un décanteur à pulsations, ce matériau présente une expansion de 50 %.
Pendant la chasse la vitesse ascensionnelle est de l'ordre de 3 fois la vitesse nominale, c'est à dire 12 m/h, et pendant cette période le matériau présente une expansion supérieure à 2. Cette expansion très importante des grains permet leur évacuation dans un concentrateur de boues à un niveau adapté.
Dans ce cas on retient par exemple les valeurs suivantes :
Figure imgf000015_0002

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de décantation à lit de boues puisé, pour le traitement de tout type de liquide, en particulier d'eau, mettant en œuvre au moins un réactif en poudre ou en grains, selon lequel :
- le liquide et le ou les réactifs, pour le traitement, sont contenus dans un bassin comportant à sa base des moyens d'introduction uniforme en liquide à traiter sur toute sa surface ;
- le liquide traité est évacué en partie haute du bassin, au niveau supérieur du liquide dans le bassin ;
- l'alimentation du bassin en liquide à traiter est réalisée par pulsations, provoquant des mouvements verticaux alternatifs du lit de boues,
- une partie des boues se déverse dans un concentrateur lorsque le niveau supérieur du lit de boues soulevé dépasse un niveau de déversement (Ld), caractérisé en ce que l'on fait varier l'amplitude des mouvements verticaux alternatifs du lit de boues entre au moins deux valeurs, l'une de ces valeurs correspond à un niveau haut (Nh2) du lit de boues inférieur au niveau de déversement, sans évacuation de boues ni de réactif, et l'autre de ces valeurs correspond à un niveau haut (Nh1 ) du lit de boues supérieur au niveau de déversement (Ld), avec évacuation de boues et de réactif.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on met en oeuvre plusieurs concentrateurs (12.1 , 12.2) avec niveaux de déversement différents (Ld1 , Ld2) pour créer différentes zones réactives (Z1 , Z2), et que l'on récupère sélectivement les boues des différentes zones réactives.
3. Dispositif de décantation à lit de boues puisé, pour le traitement de tout type de liquide, en particulier d'eau, mettant en œuvre au moins un réactif en poudre ou en grains, comprenant :
- un bassin (1 , 1.1 ) dans lequel se trouve le liquide en cours de traitement et le ou les réactifs ; - à la base du bassin des moyens (2) d'introduction uniforme en liquide à traiter sur toute sa surface ;
- un moyen d'évacuation (3) du liquide traité en partie haute du décanteur, déterminant le niveau supérieur de liquide (S) dans le bassin, - une cloche (5) s'élevant au-dessus du niveau du liquide et communiquant avec la base du bassin,
- une conduite (7) d'arrivée du liquide à traiter qui débouche dans la cloche,
- un moyen d'aspiration (8) prévu en partie haute de la cloche, - un moyen de commande pour remplir la cloche de liquide en un temps de remplissage (TO) et faire monter le liquide dans la cloche à un niveau (Hh), et pour faire baisser rapidement en un temps de chasse (T1 ) d'une hauteur (ΔH) le niveau dans la cloche, avec un effet de chasse à travers le lit de boues qui est soulevé, - au moins un concentrateur (12) dans lequel une partie des boues se déverse lorsque le lit de boues est soulevé à un niveau égal ou supérieur au niveau de déversement, caractérisé en ce que le moyen de commande (11 ) est prévu pour faire varier la baisse de hauteur dans la cloche (5) et lui donner au moins deux valeurs (ΔH1 ; ΔH2), dont la plus faible (ΔH2) assure le soulèvement du lit de boues jusqu'à un niveau (Nh2) inférieur au niveau de déversement (Ld) et sans évacuation de boues et de réactif, tandis que la valeur la plus forte (ΔH1 ) assure le soulèvement du lit de boues jusqu'à un niveau (Nh1 ) égal ou supérieur au niveau de déversement (Ld) et une évacuation de boues et de réactif.
4. Dispositif de décantation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de commande (11 ) est prévu pour permettre de commander :
- n temps de remplissage de la cloche (T01...TOn), - n temps de chasse (T11...T1 n),
- n hauteurs de chute (ΔH1...ΔHn) au sein de la cloche (5),
- n fréquences de mise en œuvre des pulsations.
5. Dispositif de décantation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs concentrateurs (12.1 , 12.2) avec niveaux de déversement différents (Ld1 , Ld2) permettant de récupérer sélectivement les boues de différentes zones réactives (Z1 , Z2).
6. Dispositif de décantation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de commande est programmé pour définir quatre types de pulsations :
- une pulsation dite « pulsation moyennement intense » permet l'homogénéisation d'une zone réactive (Z1 ) constituée d'un mélange des réactifs (R1 , R2), et fait varier le niveau supérieur du lit de boues (Nh2.1 ) sans atteindre le niveau (Ld1 ) du déversoir associé (13.1 ), et sans que le niveau supérieur (Nh2.2) de l'autre zone réactive (Z2) n'atteigne le niveau (Ld2) du déversoir associé (13.2), - une pulsation dite « pulsation peu intense » permet l'homogénéisation de la zone réactive (Z2) et fait varier le niveau supérieur (Nh2.2) de cette zone réactive (Z2), sans atteindre le niveau (Ld2) du déversoir associé (13.2),
- une pulsation dite « pulsation intense » permet d'élever le niveau supérieur (Nh2.2) de la zone réactive (Z2) au-dessus du niveau (Ld2) du déversoir associé (13.2), de sorte que le réactif (R2) se déverse sélectivement dans le concentrateur associé (12.2),
- une pulsation dite « pulsation très intense » permet d'élever le niveau supérieur (Nh2.1 ) de la zone réactive (Z1 ) au-dessus du niveau (Ld1 ) du déversoir associé (13.1 ) de sorte qu'un mélange de réactifs (R1 , R2) se déverse dans le concentrateur associé (12.1 ).
7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le moyen de commande est programmé pour appliquer une pulsation générant une vitesse ascensionnelle supérieure à la vitesse d'entraînement du réactif (R2) de sorte que ce réactif est entraîné dans l'effluent traité, le réactif (R2) étant ensuite retenu à l'aide d'une filtration sur membrane, de sorte que le réactif (R2) est sélectivement extrait et concentré.
8. Dispositif de décantation selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de recyclage (17.1 , 17 .2) dans le bassin, ou en amont de celui-ci, des boues provenant du ou des concentrateurs.
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