Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
La présente invention concerne Ull dispositif de
décantation des liquides, notamment des eaux, du type
dit à lit de boue fluidisé.
Dans ce type de decantation, on elimine phy-
siquenlent les ~lements gênants du liquide en provoquant laformation d'un precipite au moyen de reactifs chimiques
appropries. Ce precipite, qui a l'apparence d'une boue,
est suffisamment lourd pour assurer une decantation
acceleree des elements légers initialement présents.
Pour permettre un traitement en continu, on
alimente par le bas le décanteur en liquide a traiter et
on capte a la partie supérieure du dispositif le liquide
decante. Le courant de liquide ascendant assure l'expan-
sion du lit de boue fluidise, c'est-3-dire son maintien
a un certain niveau dans le décanteur.
Cependant, un lit Iluidisé par un courant de
vitesse ascensionnelle constante est instable ; tout
déséquilibre de l'état d'expansion ou de tassement tend
a s'amplifier et non 3 s'amortir.
Un moyen connu de stabilisation consiste à
produire des variations brusques du débit d'alimentation
en liquide a traiter dans le décanteur. La variation
consécutive de la vitesse du courant ascendant de liquide
maintient le lit de boue en expansion et evite son
tassement. De cette maniere, l'effet de decantation est
amelioré, et il est possible de disposer d'un debit plus
grand qu'avec une décantation simple.
Ces variations brusques du débit ont ete
obtenues par divers moyens, tels qu'une vanne automatique
montee sur la conduite d'alimentation, une pompe fonc-
tionnant par intermittence, un reservoir auxiliaire
associe a un siphon, ou des moyens analogues.
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Tous ces dispositifs présentent l'inconvénient
que la variation brusque de l'alimentation du décanteur
aura des répercussions notables sur le débit total du
dispositif, ou sur la pre~sion dans la canalisation
d'amenée de liquide. Un traitement continu est impossible
sans utilisation d'un réservoir intermédiaire de stockage.
Au contraire, le dispositif selon l'invention
permet de produire un courant de liquide a vitesse
variable assurant le maintien en expansion du lit de boue,
tout en conservant un débit amont constant, sans
variation notable de pression et sans accumulation.
A cette fin, le dispositif comporte une
pluralité de compartiments de décantation alimentes
chacun a leur partie inférieure par une canalisation de
liquide brut ; un ensemble de collecte du liquide décanté,
situé 3 la partie supérieure des compartiments de
decantation ; un distributeur alimentant cycliquement en
liquide brut chacune des canalisations d'arrivee, de
maniere a produire une variation periodique du débit dans
chacun des compartiments, tout en conservant un debit
total de liquide brut sensiblement constant.
Avantageusement, il comporte egalement des
moyens pour obtenir, de maniere reglable, sur l'ensemble
des compartiments, UIl debit auxiliaire preleve sur le
débit principal, de maniere a n'alimenter cycliquement
les compartiments qu'avec une fraction du débit total
de liquide brut. ~insi, le debit de liquide decante dans
chaque compartiment est la somme d'un debit derive,
permanent, de valeur ajustable (eventuellement nulle~ et
d'un debit variable resultant de l'action du distributeur.
De preference, le distributeur est un distri-
buteur tournant dont la rotation produit l'alimentation
cyclique des compartiments. Cette rotation peut etre
s
régulière ou saccadée, selon l'e~fet que l'on désire
obtenir~
Il en résulte dans chaque compartiment un débit
dont la variation a l'allure d'une impulsion.
L'intensité maximale de cette impulsion de
débit (ou de vitesse du fluide) est fonction de la
proportion du débit dérivé, ainsi que du nombre de
compartiments. Par exemple, abstraction faite du débit
dérivé, un distributeur qui alimenterait tour à tour, à
débit sensiblement constant, chacun des quatre compar-
timents d'un décanteur, produirait une vitesse maximale
du liquide dans le compartiment alimenté égale à quatre
fois la vitesse nominale qui aurait été obtenue en
l'absence de compartimentage. On voit ainsi que, sans
modification notable du débit d'ensemble, on peut
obtenir la survitesse périoaique dans le lit de boue qui
permet la décantation activée.
La périodicité de cette activation est réglable
aisément par le choix de la vitesse de rotation du dis-
tributeur.
L'allure de la survitesse (forme de l'impulsion)dépend du régime de rotation, regulier ou saccade, du
distributeur, ainsi que de la géométrie de la section de
sortie de liquide du distributeur et de la section
d'entrée des canalisations d'arrivée de liquide brut de
chaque compartiment.
Ainsi, si le distributeur présente une
section de sortie circulaire, et les canalisations
d'arrivée des compartiments, une section circulaire,
lorsque le distributeur occulte en tournant une fraction
d'une section d'une canalisation, il découvre une
fraction de la section de la canalisation suivante. Le
débit dans la première canalisation diminue, et en meme
temps celui dans la canalisation suivante augmente. On
peut calculer que la somme des deux sections circulaires
alimentées simultanément (l'une croissante, l'autre
décroissante) ne varie pas de plus de 8 ~, de telle sorte
qu'il n'y a pas, en am~nt, de variation importante de
débit et de pression.
Dans chaque compartiment du décanteur, si par
exemple celui-ci comporte quatre compartiments, le debit
sera croissant pendant un quart de la periode de rotation
du distributeur, decroissant p,endant un quart de cette
meme periode, et constant (nul ou egal au debit derivé)
pendant le reste du temps.
Dans une variante, on peut prévoir un
distributeur présentant une section de sortie rectangu-
laire, et des canalisations d'arrivee presentant unesection triangulaire. L'impulsion de debit dans chaque
compartiment sera ainsi plus marquee.
- ~'autres caracteristiques apparaitront a la
lecture de la description detaillee a ~ un mode de reali-
sation de l'invention qui va suivre, faite en referenceaux dessins annexes o~ :
. la figure 1 est un plan de la partie inferieure
du decanteur, vue selon la ligne I-I de la figure 2,
. la figure 2 est une elevation du decanteur,
vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1,
. la figure 3 est un plan, vueselon la ligne
III-III de la fiyure 2, montrant le reseau de canali-
sations de collecte d'eau,
. la figure 4 est une coupe verticale du distri~
buteur rotatif, vue selon la ligne IV-IV de la figure 5,
. la figure 5 est une coupe horizontale de ce
meme distributeur, vue selon la ligne V-V de la figure 4.
Les figures 1 et 2 présentent un décanteur 100,
constitué de quatre compartiments identiques 110, 120,
130, 140. Ce nombre n'est bien entendu aucunement limitatif,
non plus que la forme de ces compartiments, qul peut être
S quelconque. Chacun de ces compartiments est alimenté
par une canalisation d'arrivée de liquide, par exemple
d'eau brute, respectivement 111, 121, 131, 1~1. Pour obtenlr
une diffusion aussi régulière que possible de l'arrivée
d'eau, chacune de ces canalisations est elle même ramifiée
en canalisations secondaires, telles que 112, comportant
des orifices 113. De préférence, les orifices de deux
canalisations secondaires adjacentes sont disposés face à
face, de manière a éviter les tourbillons et à obtenir des
filets d'eau parallèles. On peut noter que, en variante,
on peut employer d'autres dispositifs de tranquillisation
qui procureront le même résultat.
Le distributeur rotatif 200 alimente tour à tour
chacun des quatre compartiments. Il est relié ~figure 2)
à la conduite d'arrivée principale d'eau brute 210, et il
est entrainé en rotation par un arbre 220 relié a un
ensemble moteur-transmission 230 placé au sommet du décan-
teur. Une telle disposition, avec le distributeur a la
base et la motorisation au sommet, permet d'eviter les
problèmes d'étanchéité et d'accessibilité de l'ensemble
moteur.
Les boues en excès sont évacuées par des
robinets 114 et 115 reliés à des canalisations puisant dans
une zone de concentration (telle que 116, visible sur les
figures 1 et 2) delimitée par des parois, par exemple à
l'intérieur des compartiments. Le nombre de ces concentra--
teurs, disposés a l'interieur ou a l'extérieur des compar-
timents, ainsi que leur dimensionnement, sont fonction de
la nature d~ liquide ~ traiter et du traitement effectu~.
Chaque concentrateur peut, comme représenté, etre propre
à chacun des compartiments, mais, en variante, un concen-
trateur peut être commun à deux compartiments contigus.
De préférence, les compartiments 110, 120,
130, 190, sont prolongés vers le haut en un compartiment
commun unigue 300, à la partie supérieure duquel s'effec-
tue la collecte de l'eau décantée, au moyen d'un reseau
de canalisations 310 (visible en plan sur la figure 3)
percé d'orifices de captation tels que 311, et débouchant
dans un collecteur commun 320 qui amène l'eau traitée
vers la canalisation de sortie 330.
Le fait que la partie supérieure du décanteur
ne soit pas compartimentée permet d'améliorer la
collecte de l'eau traitée, en annulant l'effet des
variations de débit dans chaque compartiment. La hauteur
- de cette zone commune peut etre très réduite, ou meme
nulle dans certains cas.
En figures 4 et 5, on peut voir en détail le
distributeur rotatif 200. Il est essentiellement consti~ué
d'un coude à 90 tournant autour de sa géneratrice
verticale, et dont le profil hydraulique est améliore par
l'installation d'aubes directrices 201. Le coude est
entoure d'un chemisage 202 permettant le guidage au
distributeur ainsi que son etancheite. On peut noter, à
ce propos, que des jeux importants, de l'ordre du milli-
mètre, ne sont pas gênants dans un tel ensemble, du fait
de la faible difference de pression entre la conduite
centrale d'alimentation 210 et les canalisations d'arrivée
d'eau brute de chaque compartiment 111, 12i, 131, 191. La
pression règnant à la partie inférieure de l'ensemble est
de l'ordre de la hauteur d'eau contenue dans le décanteur.
Bier, entendu, le mode de realisation qui vient
d'être decrit ne presente auc~m caractère limitatif, et
de nombreuses variantes peuvent etre envisagees sans
pour autant sortir du domaine de l'invention. En parti-
culier, il existe de nombreuses façons d'obtenir ladistribution du débit, par exemple au moyen de vanne~
commandées cycliquement, de pompes temporisées, ou de
moyens analogues.
