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~a présente invention est relative ~ un procédé et
à un appareil per~ectionn~ de décantation ~ lit de boue "pulsé",
. applicables au traitement de liquides de tou~e na~ure, en parti-
culier d' eaux.
.
- Dans les procédés de déca~tation ~ lit de ~oue, le
liquide à traiter, notamment l'eau, additionné de réactifs ap-
propriés tcoagulants, floculants, correcteurs de pH, charbon
:~- actif, etc... ), c~rcule de ba~ en haut ~ travers la oouche ~e
boue formée antérieurement, cette couche de boue agissant par
¢ontact avec l'eau et favorisant l'agglomération des précipit~s
~: formés qui sont retenus au sein de la couche de boue elle-meme; en m8me temps que les fines particules de matieres en suspension
`~ contenues dans le liquide à traiter. Le liquide ~ traiter est
. introduit dans l'appareil avec un débit uniforme ou, suivant le
. procédé objet du brevet US 3.068.172 du 12/10/60, le liquide est
. introduit dans l'appareil de manière discontinue et réparti
., uniformément sur toute la partie in~érieure du bassin de d~canta-
tion; le lit de boue, régulièrement "puls~" de bas en haut, est ~-
~;: maintenu en présence dans toute sa masse~ un ¢ontact intime du
: ~ 20 liquide et des boues étant ainsi assuré. Le liquide circule avec
`. une certaine vitesse ascensionnelle moyenne qu'il est avantageux
de maintenir ~ une vale.ur la plus ~levée poæ~ible, sans pour cela
~; détruire la cohésion des boues~ pour une qualité d~termlne0 de
;i l'eau d~cantée.
.. Dan~ ce~ procédes ~ décantation A lit de boue pulsé,deux points sont déterminants pour ~avoriser la floculation et
~ la coagulation :
- la concentration du lit de boue en matibres en suspension,
fonction de la ritesse de décantati.on et des paramètres de
30pulsation;
- la vitesse ascensionnelle moyenne du liquide à traiter à
travers le lit de boue, vltesse ascensionnel~e qu'il est avan-
-.~
; ~ ' :v .
~0~4082
-~ tageux de maintenir a une valeur la plus élevee po~sible, sans
` qu'il y ait rupture de la cohesion des boues.
La vitesse ascensionnelle moyenne du liquide à trai-
ter conditionne les dimensions des appareils de decantation et
donc les investissements. Cette vitesse est limit~e par les
risques d'entraînement vers le haut et d'~chappement des boues.
La présente invention represente un perfectionnement
` au procédé de décantation décrit dans le brevet am~ricain
-; no 3.068.172 du 12 octobre 1960, par le fait qu'elle permet,
.!
- 10 suivant les cas, soit de favoriser la tendance au tassement des
boues et donc la concentration du lit de boue en matières en
,
suspension, ce qui, ~ vitesse ascensionnelle moyenne egale du
liquide a traiter, conduit à l'amelioration de la floculation
et à l'obtention d'une qualité d'eau traitee superieure; soit
..
- d'augmenter sensiblement la vitesse ascensionnelle moyenne du
liquide à traiter avec obtention d'une qualité d'eau traitée
équivalente, ce qui permet de réaliser des ~conomies importantes
.j
par réduction des dimensions des appareils utilisés; la combinai-
~-~ son des deux possibilités étant également réalisable.
Suivant le liquide à traiter et les probl8mes posés,
il est alors possible de prolonger la durée de marche des filtres
disposés à la sortie du décanteur, et d'utiliser des appareils
de décantation présentant une surface au sol réduite, pour un
débit équivalent de liquide à traiter et des doses équivalentes
~`~ , de réactifs floculants et coagulants. On réalise donc une ~conomie
importante avec des résultats meilleurs que par le procéd~ clas-
sique a lit de boue.
La présente invention est relative a un procéd~ pour
le traitement de liquide contenant des matieres en suspension,
notamment d'eau, par décantation à lit de boue pulsé, dans lequel
on introduit le liquide à la partie inférieure diun lit de boue
qui est ainsi réguli8rement pulsé, on fait circuler le liquide
-- 2 --
:
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avec une certaine vitesse ascensionnelle a travers ledit lit
de boue, puis on retire du liquide une partie des mati~res
agglomerées, ledit liquide traversant ensuite une zone de
sédimentation, situee au-dessus du lit de bou~, ou il est
clarifie, procede caracterise en ce que l'on fait circuler de bas
. .
en haut ledit liquide a travers le lit de boue selon une direc-
`. tion inclinée par rapport a l'horizontale et à la verticale en
-~ forçant ledit liquide a monter a travers un ensemble de deflecteurs
situes dans le lit de boue sur environ toute sa hauteur, provo-
quant ainsi le depot de la boue; et en ce que le liquide monte et
les boues se déposent selon des courants preferentiels inclines
paralleles mais de sens oppose, ce qui augmente la vitesse de
deposition des boues.
` L'invention est basée sur cette observation, faite
par la Demanderesse, que la decantation d'une eau chargee de
matieres en suspension est beaucoup plus rapide - trois a quatre
fois - dans un tube incliné d'un certain angle sur l'horizontale
que dans un tube vertical. Dans un tube incline, on obtient
beaucoup plus rapidement une boue concentrée car l'inclinaison du
1 20 tube facilite la decantation; la boue glisse le long des parois
;~ et chasse du fond du tube l'e~au qui remonte, creant des courants
preferentiels, avec dépôt continu et tassement des boues. Ces
,
courants prennent naissance dès que les premieres particules de
boue glissent sur la paroi inclinee du tube et s'accélerent a
mesure du depôt qu'ils favorisent: les boues décantent rapide-
ment et se tassent non seulement sous l'action de leur propre
poids mais aussi sous l'action de ces courants.
Dans ces conditions si, conformement à l'invention,
l'on dispose dans un lit de boue un ensemble de tubes inclines,
on obtient une modification g~nerale des caracteristiques du lit
de boue qui se concentre fortement, ce qui favorise la coagula-
tion et la floculation.
A
!
~':
408Z
~: La Demanderes5e ,a, par ailleurs constaté que si
,~ l'on soumet des boues contenues dans un tube incliné ~ un
~, courant d'eau animé d'une vitesse ascensionnelle identique à cel-
le à laquelle sont soumises des boues contenues dans un tube
vertical, les boues plu5 concentrees du tube incliné n'occupent
qu'un faible volume du tube; si l'on veut obtenir la même
` . expansion des boues dans le tube incline et dans le tube
vertical, on peut donc
'' -`
. .
~ ,.~.
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:
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1024082
: appliquer au courant dleau une ~ites~e a~cenæionnelle plus
importante - deux ~ trois ~ois selon'l~an~le d~inclinaison du
tube dans le tube incliné que da~ le tube vertical.
Ai~s~, si co~orm~ment à l~invention, l~on dispose
dans toute la hauteur du lit de boue un ensemble de tubes
:. .
incli~és - par exemple de 45 ~ 70 sur l'hori~ontale - non seule- : :
ment on peut obtenir une concentration du lit de boue plu~
. ~ .
importante ~ vitesse ascensionnelle égale du liquide, mais encore,
. par le fait m8me de la tendance des boues au tassement, on
~'` 10 peut augmenter la vitesse a~censionnelle du liquide à traiter~
'' avec maintien de la conoentration initi~le des boueæ.
es courantæ pré~érentiels ainsi coniérés aux boues
èt ~ l~eau en traitement, ont une direction générale approxima-
tivement rectiligne et ~ont orientéeg du haut veræ le bas des
plaques ou l~équivalent pour leæ ~oues et du ba3 vers le haut
des plaques pour l~eau traitéeO
Suivant une caractéristique avantageuse de l~invention,
~' ces courants sont modifiés de iaçon à leur con~érer un caractère
~. tourbillonnaire pro~oquant une décantation et une reoirculation"' 20 aes boues au voisinage de ces co~rants tourbillonnaires et par
voie de conséquen¢e~ une amélioration de la ~loculationO
Le proc~d~ de l~in~ention peut avantageusement atre
mis en oeuvre ~ l~aide de moyens tels que ceux repr~sent~s
;- ~ titre d~e~emp~e~ non limitatifs~ aux dessin~ ann~x~ sur
: le~quels :
a ~ig. 1 est une vue en perspective aveo arrao~ements partiels
d'un appareil pour ~a mise en oeuvre du procéd~O
es Figs. 2 et 3~ des vues en coupe respectivement suivant
II -II et III -III de la ~ig. 1.
' 30 - ~a Fig. 4, une vue partielle en coupe prise entre deux plaques consécutives suivant une premiere ~orme de réalisatio~.
a ~g. 5, une vue analogue à la Fig. 4 suivant ~ne autre
. . . . .
:.
. . ~
.`':~'
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~orme de réalisation~
La Figo 1 montre un appareil consista~t en un bassin
A la base duquel e~t introduit en a le liquide à traiter~ en
l'espèce l'eau, au moyen d'organes 2 et 2a d~ distribution et
de répartition décrite dans le brevet US N ~.068.172 du 12/10/60
de la Demanderesse. ~'alimentation en liquide ~ traiter est ainsi
i homog~ne sur toute la surface du bassin; les boues sont mise~
- en suspension uniformeO
Dansle lit de boue 3 et sur toute sa hauteur, sont
di~posés des ~oyens 4 suivant l'invention : tubes, plaques,
inclinés de 45 à 70 sur l'horizontale. ~'eau décantée est
~vacuée en 6 suivant une disposition connue, au moyen de goulottes
5.
~ a Figo 4 montre schématiquement la disposition de deux
plaques 4, 4a~ successives, placées dans le lit de boue de
l'appareil. ~e~ flèches a) et b) indiquent la direction appro-
ximativement rectiligne des courants pré~érentiels que confè-
-~ rent les plaques~ d'une part à la boue de traitement qui gli~se
suivant la direction a) sur la plague inféxieure 4a du c~mparti-
20 ment considéré et d'autre part, au liquide proverant des boues
décantées dan~ la partie inférieure de l'appareil, qui monte
suivant la direction b).
~ a Fig. 5 représente schématiquement les de~x pla~ues
dont il vient d'8tre question~ munies également~ suivant l'in~en-
tion~ de dé~lecteur~ 7~ 7a destinés ~ conférer aux courants
pxé~érentiels un caractère tourbillonnaire.
Ces dé~lecteurs ont une longueur l qui peut atteindre
~usqu'à 2 ~ ~ ~ étant l'espacement mesuré entre les plaques.
Ils forment avec l'horizontale, un angle a , cet angle étant de
préférence compris entre 20 et 70, et dépendant de la qualité
de boue obtenue.
~es déflecteurs 7, 7a peuvent évidememnt ~tre cons-ti-
'
-- 5
. .. .
. .
` ` 1C~4 0~
tués en tout matériau (métal~ plastique) et particulièrement avec
le même matériau que les plaques 4.
` Sur u~e même plague, on peut mettre en place un nombre
quelconque convenable de déflecteurs~ comme représenté sur la
Fig. 5. ~a distance H entre deux dispositifs successif# est~ de
pr~férence~ compri8e entre 1 ~ois et 5 ~ois la distance L, soit
. - ( ~ CH '~5 ~ ).
Penda~t le fonctionnement de l'appareil, les boues
~lissent suivant la direction a) sur la plaque in~érieure 4a du
compartiment con~idéré. he liquide provenant des boues décantées
dan~ la partie ~n~érieure de l'appareil monte (selon le mouvement
- indiqué en b). Le liquide ainsi traité, dont l'écoulement eæt
modifié par les déflecteurs~ vient en contact avec les boues
glissant sur la plaque et il se produit ainsi un mouvement tour-
,. j
billonnaire provoquant une décantation des boues au niveau des
déilecteurs. L'eau reprend ensuite son mouvement ascen~ionnel ver~
le haut et une partie des boues-se depose sur la ~ace supérieure
du dé~lecteur. Ces boues gli~sent à leur tour sur ce dé~lecteur
et viennent en contact avec l'eau arrivant de la partie inférieure
de l'appareil. Sur la Pig. 5, on a matériali#é schématiquement
par de petites flèches le8 courants tourbillonnaires provoqués
par les dérlecteur~.
Il se produit donc à plusieurs ~tages~ en fait au
niveau de chaque déflecteur une double reoiroulation des boues~
ce qui ~avorise la ~looul~tion et permet d'obtenir une boue de
., .
~ meilleure qualit~, ~'ef~icacité du procédé permet suivant 1'inven-
..
tion se trouve dono aoorue~ oe procéd~ permetta~t~ on le rappelle,
suivant les ca3~ soit d'opérer ~ans modi~ier la vitesse ascen-
1 sio~nelle moyenne du liquide à tr3iter, avec un lit de boues de
; ~orte concentration en matières en suspension et donc d'obtenir
- une qualité d'eau trait~e #up~rieure~ soit d'augmenter sensible-
ment la Yitesse ascensionnelle du liquide à traiter, avec
. .
~ - 6
-A
.~ .
; -\
lOZ40~Z
obtention dlune qualité d~eau ~ui~-.ente, soit de combinex ces
deux possibilit~s~
' :
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