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itpeffectionnements aux appareils de clarification et d'épuration des eaux en général et en particulier des eaux vannes et des eaux d'égoûts."
On sait que pour obtenir un résultat intéres- sant dans la clarification des eaux il est avantageux d'effectuer cette épuration en deux phases, à savoir:
1 - épuration mécanique de l'eau déterminant par filtrage une clarification préalable;
220 - épuration biologique ou bactérienne obtenue par oxydation des eaux sur des champs d'épandage.
La présente invention concerne une installation permettant d'effectuer, avec un encombrement restreint, la
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première phase, c'est-à-dire l'épuration mécanique ainsi que le décolmatage constant et continu des matériaux filtrants avec séchage des résidus de régénération de ces matériaux, de plus, d'obtenir un commencement de nitrification qui arrêtera la fermentation putride, en sorte que, dans certains cas de pollution relativement faible, des eaux traitées pourront être directement rejetées en rivière à leur sortie des lits filtrants.
Dans ce but, et conformément à l'invention,leseaux à traiter sont répandues pulvérisées et en nappes sur un lit de filtration animé dtun mouvement continu de translation, puis traversent successivement un deuxième et troisième lit de filtràtion et sont finalement recueillies et canalisées, les matériaux constituant les premier et deuxième lits de filtration étant colmatés et chargés d'impuretés,sont convenablement séchés et régénérés et peuvent ainsi servir pendant une durée indéterminée.
Suivant un mode de réalisation, le premier lit de filtration ou lit supérieur est constitué par une couche de mâchefer ou matériau analogue porté par une série d'élé- ments de couloir à fond perforé, convenablement articulés entre eux de manière à former un transporteur à chaîne pouvant être entraîné à une vitesse très lente. Le chargement de couloir ou transporteur en mâchefer de matière filtrante ayant lieu à une extrémité et le déversement de ladite matière à l'autre extrémité. Ce transporteur présente successivement, en regard de l'arrivée d'eau, des éléments chargés de matériaux neufs ou régénérés qui, après leur utilisation, sont conduits à un dispositif sécheur.
Ce dernier est constitué par un cylindre à paroi perforée animé d'un mouvement de rotation et traversé par les gaz chauds
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provenant d'un foyer dans lequel sont directement déversées les boues ayant passé à travers la paroi perforée; à leur sortie du cylindre sécheur* les matériaux régénérés et les boues desséchées qu'ils ont pu entraîner ,sont déversés dans une fosse d'où ils sont repris par un élévateur et amenés à un cylindre trieur éliminant, avec les boues entravées, les matériaux de calibre non admis et déversant les autres sur un transporteur et les amenant au poste de rechargement du couloir ou transporteur à chaîne.
L'appareillage ou installation comprend donc un groupe clarificateur des eaux formé par le couloir- ou transporteur à chaîne et les bacs filtrants et un groupe sécheur et régénérateur des matières filtrantes.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés et donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle matière l'invention peut être réalisée,
La fig. 1 est une vue d'ensemble de l'installation objet de l'invention, et destinée à l'épuration des eaux.
La fig. 2 est, à échelle agrandie, une coupe transversale par 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de détail à grande échelle d'une tubulure de distribution d'eau à traiter.
La fig. 4 est, à échelle réduite, une vue en plan de la fig. 3.
La fig. 5 montre en coupe longitudinale un dispositif sécheur agencé conformément à la présente invention.
Les deux parties principales de l'installation, objet de l'invention, vont être décrites successivement ci-dessous:
1 GROUPE CLARIFICATEUR:
Ce groupe, ainsi que lemontrent les fig. 1 et 2,est
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constitué par trois étages de bacs d'épaisseurs et de com- position appropriés.
Le premier étage 1 est de préférence formé par un lit de mâchefer; le deuxième étage 2 est également cons- titué par un lit de mâchefer mais a une épaisseur double . de celle du premier lit. Enfin, le troisième lit 3, d'épais- seur sensiblement égale à celle au premier étage, est avan- tageusement constitué par un lit de silex concassés desti- nés principalement à éliminer les matières colloïdales.
L'eau à épurer est amenée par la colonne mon- tante 4 à une série de rampes de di tribution 5, chacune de ces rampes étant munie d'une série de tubulures 6 terminées par une petite turbine ou moulinet 7 dont le détail sera donné plus loin en regard des fig. 3 et 4 et qui est destinée à répandre en nappe l'eau à distribuer.
Les rampes de distribution 5 s'étendent sur toute la largeur du lit filtrant 1 et sont disposées,comme montré fig. l, de façon à répartir l'eau sur environ 1/3 de la longueur du lit filtrant.
La couche filtrante du premier lit est dispo- sée dans une série de supports ou éléments de couloir 8 constitués par un fond 9 perforé ou grillagé s'étendant sur toute la largeur du lit filtrant et complété par deux joues ou flasques 10 en tôle de forme appropriée pour permettre le recouvrement partiel des flasques d'un élément 8 par les flasques de Isolément suivant comme il a été montré fige 1.
Chacun des éléments 8 est muni de galets 11 roulant sur un chemin de roulement 12 et l'ensemble des éléments et du chemin de roulement 12 est agencé de ma-
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nière à former un transporteur à chaîne dans fin pouvant être animé d'un mouvement continu de transiation dans le sens de la flèche F (fig. 1). Suivant une réalisation particulière, ce mouvement est produit par l'intermédiaire d'une série d'arbres de commande 13 entraînés simultanément par exemple par une chaîne agissant sur des roues telles que 14.
Ces arbres 13, qui sont convenablement répartis sur tout le parepurs prévu de la chaîne sans fin constituée par les éléments 8, sont munis de deux galets 15 à périphérie striée ou crantée, constamment appliquée contre un rail 16 fixé au fond de chaque élément 8. L'entraînement de l'ensemble des éléments 8 a lieu par friction, les galets pouvant être en bronze et les parties formant le rail 16 en fibre ou autre matière similaire.
Afin d'assurer une friction constante, chacun des arbres 13 est supporté par un montage coulissant muni de ressorts tendant à appliquer constamment les galets moteurs contre les rails 16.
Les étages filtrants 2 et3, qui sont semblables entre eux, sauf en ce qui concerne la nature de la masse filtrante, sont agencés différemment du lit 1.
Chacun des lits ou étages 2 et 3 est constitué par une série de bacs 17 dont le fond 18 est grillagé. Ces bacs sont munis de galets 19 pouvant rouler sur les rails 20 et permettre ainsi le déplacement transversal des bacs pour les amener sur les plateformes 21-22. Ces déplacements dans le sens de la flèche Flou inversement peuvent être effectués à l'aide de cabestans 23 (fig. 2).
Le dernier étage ou lit filtrant 3 est disposé au-dessus d'une sorte de bassin ou cuvette 24 destinée
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à recueillir l'eau ayant passé successivement au travers des trois lits filtrants 1, 2 et 3 et à amener cette eau à la conduite d'évacuation 25.
Entre chacun des lits filtrants et tout au moins entre le premier lit 1 et le second lit 2, il peut être a- vantageux de disposer à l'endroit où a lieu la distribution de l'eau à clarifier, des bacs 26 à fond plat et perforé (fig. 1 et 2), ceci en vue de répartir convenablement sur plusieurs bacs 17 adjacents, l'eau s'écoulant après son passage au travers du premier lit filtrant 1.
Chacun des bacs 17 peut contenir des comparti- ments ou casiers 27, de longueur égale à.la largeur des lits filtrants et disposés comme montré en pointillés fig.l.
Un pont roulant 28 est prévu au-dessus des plateformes 21,
22 et on emploi sera utile pour la manipulation des casiers
27ainsi qu'on le verra par la suite.
Il a été dit ci-dessus que l'eau à clarifier était distribuée par une série de tubulures 6 munies d'une petite turbine 7 pulvérisant l'eau. Les fig. 3 et 4 montrent une réalisation de ces turbine s.
L'eau à distribuer arrive par la rampe de distri- bution munie d'un certain nombre d'ajutages; chacun de ces ajutages est muni d'une rainure 29 dans laquelle est fixée par un emmanchement à baionnette 30, une buse 31 entourée par une douille 32 percée d'ouvertures 33 et munie, vers la moitié de sa longueur, d'un collet 34 où est creusée une gorge 35 dans laquelle est logée une butée à billes 36 por- tés par le moyeu 37 de l'hélice à trois pales 38 formant turb ines.
A la partie inférieure de la turbine, une seconde butée à billes 39 complète le montage et assure un parfait centrage de la turbine sur son support, sur lequel elle est maintenue par un écrou 40 et son contre-écrou 40a qui
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présente un logement carre 40 b pour son entraînement.
L'hélice est constituée, ainsi qu'on le voit sur les fig. 3 et 4, par trois pales 38 disposées'sur un prolonge:. mznt circulaire 41 du moyeu avec lequel elles forment de pré- férence une seule pièce; ce prolongement a une f&rme conique et est percé de trous 42. Les pales qui présentent, le long de leur bord supérieur, une partie recourbée 43, sont, de plus, complétées par des petits ailerons.44..sur lesquels lteau distribuée par les ouvertures 45 prévues sur la douille 32, vient frapper et produit ainsi la mise en rotation automatique de la turbine; 11 eau est alors convemb lement. pulvérisée, d'une part par son passage par les trous 42 et, d'autre part, par la rotation de la turbine qui projette cette eau en nappe circulaire sur le premier lit filtrant 1.
Les ouvertures 33 permettent l'entrée d'air qui est aspiré par l'écoulement de l'eau dans la buse 31. Cet air se mélange à l'eau et ce mélange intensifie l'oxydation des matières contenues dans lteau. Cette oxydation est encore amplifiée par la pulvérisation de l'eau par la turbine.
Dans le cas de traitement d'eaux brutes n'ayant subi aucun dégrossissage préalable il y aura intérêt à prévoir ltemploi d'une grille mécanique, de modèle connu, qui sera intercalée entre l'arrivée d'eau et la distribution; cette grilleplacée horizontalement débarrassera l'eau de tous les dépôts solides légers ou compacts. Ces dépôts qui serant arrêtés par les barreaux de grille pourront être enlsvés mécaniquement à l'aide de râteaux mobiles.
Cette disposition qui n'est pas représentée sur les dessins est connue en elle-même et constitué un dispositif accessoire dont l'emploi en général n'est pas obligatoire.
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2 GROUPE SECHEUR.
Le sécheur est constitué essentiellement par un cy- lindre creux formé d'une enveloppe 50, en grillage ou métal perforé ou déployé, supporté par des armatures 51.
A ses deux extrémités le cylindre est muni d'envelop- pes en tôle comme montré en 52 et 53. Ce cylindre qui est in- cliné sur l'horizontale et est animé d'un mouvement continu de rotation est complété par des nervures hélicoïdales en- roulées d'une part à l'extérieur de l'enveloppe perforée comme montré en 54 et d'autre part à ltintérieur comme montré en 55, c'est-à-dire que les hélices sont de même sens. Ce cylindre est encastré dans une construction en maçonnerie constituant un foyer en 56 avec cendrier en 57 et une série de carneaux tels-que 58 assurant le passage et le retour des gaz chauds en vue d'augmenter leur action de séchage. Au bout du cylindre est prévu l'assise 59 d'une cham- bre à remous 60 dénommée généralement cyclone. De là les gaz sont expulsés par tirage forcé dans la cheminée 61.
Une mu- rette 62 disposée parallèlement au cylindre 50 conduit les gaz vers l'extrémité du cylindre où ils pénètrent et le parcourent suivant les flèches 63 pour déboucher dans le carneau 58.
Les matériaux à sécher sont amenés.par une goulotte
64 et ils pénètrent dans le cylindre 50. Les nervures 55 par suite de la rotation du cylindre amènent progressivement les matériaux vers l'extrémité 53 d'où ils sont évacués par la goulotte 65. Au cours de leur passage dans le cylindre les matériaux sont convenablement séchés par les gaz chauds traversant ledit cylindre. Au cours de ce séchage il arrive que des matériaux, tels qu'en particulier des boues, traversent l'enveloppe perforée du cylindre et tombent sur la mu-
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rette 62. Ces matériaux sont alors acheminés vers le foyer par l'action de la nervure hélicoïdale extérieure 54. En tombant dans le foyer ils constituent un apport de combustible, de faible valeur, il est vrai, mais néanmoins intéressant (de 1.200 à 1.800 calories).
Les parties extrêmes du cylindre qui ainsi que lton a vu étaient en tôle servent à assurer 11 étanchéité et les gaz sont ainsi convenablement conservée dans la partié utile du sécheur.
L'enveloppe en maçonnerie du sécheur sera avantageusement constituée par des doubles ou triples parois avec circulation de gaz chauds après le deuxième retour de flammes en 58 de manière à assurer le réchauffement des parois internes et éviter ainsi la perte de calories que cause/en général l'absoprtion par rayonnement. A leur sortie du cylin- dre sécheur les matériaux sont déversés dans la fosse 66 d'où. ils sont repris par un élévateur 67 et achéminés vers un tambour trieur 68 muni de deux goulettes 69, 70.
Ce cylindre trieur 68 a son enveloppe constituée par un treillage calibré admis passent à travers ce treillage et sont reçus dans la goulotte 69 assurant leur évacuation.
Au contraire, les matériaux n'ayant pas passé à travers le treillage sont amenés à la goulotte 70 disposée au-dessus du transporteur 71 qui conduit les matériaux au lieu de leur réutilisation.
Le fonctionnement de l'ensemble clarificateur et sécheur a lieu de la façon suivante qui va être décrite principalement en regard de la fige 1.
L'eau à clarifier est amenée par la conduite 4 d'ou elle est distribuée sur le premier lit filtrant se déplaçant d'un mouvement continu très lent suivant la flèche F (à titre d'exemple la vitesse de translation peut varier entre
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0m50 @ 2m00 à l'heure). Pendant la traversée du premier lit l'eau à clarifier dépose au travers de ce lit une certaine quantité de matières qui colmatent le mâchefer constituant ce premier lit.
Ce mâchefer est déversé dans une fosse 72 d'où il est pris et transporté par un élévateur 73 à la goulotte 64, le conduisant au cylindre du sécheur où il est traité ainsi qu'il a été exposé ci-dessus et finalement con- duit au tambour cribleur 68 où s'opère la sélection de ca- libre : les matériaux répondant aux conditions voulues sont déversés par la goulotte 70 sur le transporteur qui les amène au-dessus d'un second transporteur 74 les répartis- sant convenablement sur toute la largeur du premier lit filtrant 1, et cela avant le poste de distribution d'eau, les matériaux de petit calibre tels que les fumiers qui ont été séchés sont évacués par la goulotte 69.
Après son passage au travers ..u premier lit, l'eau traverse le deuxième lit filtrant, dont les matériaux de filtrage sont de ce fait plus ou moins colmatés. Les bacs contenant ces matériaux peuvent être visités en les ser- tant de la batterie à l'aide des cabestans 23.
Les éléments reconnus pollués seront enlevés et remplacés par des éléments neufs. Leur manipulation sera facilitée par l'emploi lu pont roulant 28 qui transportera en particulier les éléments pollués au-dessus de la fosse 72 où ils seront vidés, les matériaux étant alors transportés au sécheur en vue de leur régénération.
Une plateforme 75 fig. 2 est prévue en regard du transporteur 74 et c'est à cet endroit que seront garnis avec des matériaux neufs ou régénérés les éléments consti- tuant les bacs 17 au deuxième lit.
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On voit d'âpres ce qui précède que les mêmes matériaux sont employés indéfiniment après avoir été séchés et régénérés.
Il est bien évident que des modifications de détail peuvent être apportées aux réalisations ci-dessus.. décrites sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS.