BE484386A - - Google Patents

Description

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 procédé et appareil de traitement 'des eaux-.Vannes notamment de celles qui se prêtent à une épuration pax   -voie,   ' biologique. 



  Priorité : 
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 Demande de Breved déposée en Afrique 'du Sud le 15 f .' Aotit 1947. 



  " -¯- - :- - :- {- ... ¯- - ÎL Î- ' , pt Cette invention Oi2deXnO le traitement des deux-,v8,i2nGS et liquides   analogues et-,notamment   de ceux qui se prêtent à 
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 une ëpuiation par voie 'biologique. Les liquides de ce génie qui perviennent aux usines destinées à les tzèitex sont cons- titués   par   de l'eau impure   contenant une certaine   proportion ' 
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 d'une matièxe solide généialement appelée, "boue" . Pendant le traitements cette boue est toujours associée   à   de l'eau en quantité suffisante pour constituer san agent de support et per- mettre à   l'ensemble     d'être   traité, comme   un   liquide. 



   Le mode de   traitement usuel   des liquides de ce genre consiste à séparer tout d'abord la majeure partie   de 'l'eau   de la boue. Cette séparation des   constituante   du liquide est généralement effectuée dans une cuve de 'décantation   dans 'le'quel-   le les parties solides les plus lourdes c'est-à-dire, la boue épaisse se précipitent pour se rassembler au fond de la   cuva   

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 en Due de leur évacuation. Le liquide   séparé   surnage et s'écoule pax trop-plein pax la partie supérieure de la   en-ce.   



   Bas matières organiques'de la boue épaisse sont   dissociées     biologiquement   et liquéfiées ou gazéifiées par des organismes anaérobies dans des appareils ,de digestion des boues dans lesquels on envoie cette,boue épaisse. La pratique industrielle      courante consiste, dans les appareils de ce genre, à faire arriver ,la matière par la partie supérieure de la cuve et à lui permettre de se décanter sous son propre poids vers le fond de la cuve à partir   duquel la   boue digérée ou' arrivée à maturité est évacuée.

   Cependant la boue qui subit ce phénomène de   diges-   
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 ,i. tion a tendance à devenir inerte au point de vue biologique      du fait, entre autres raisons que les organismes anaérobies sont empoisonnés   parleurs   propres produits qui   demeurent   au sein de la masse de la boue. La capacité utile de'la cuve de digestion de la boue s'en'trouve diminuée. Poux obvier à cet inconvénient, on agite la boue qui stagne, mais ceci ne donne pas de.résultats bien satisfaisants. 



   La boue parvenue à maturité est évacuée de la partie inférieure des cuves de digestion et envoyée vers des nappes de séchage de ces boues ou  vers ,d'autres  postes d'élimination. 



   Le liquide qui pénètre dans les cuves de digestion en même temps que la boue et le liquide supplémentaire, qui pro- vient du processus de digestion bactérienne se rassemble dans la partie supérieure de ces- cuves. où   il   surnage.   Lélimination   de ce liquide   pose 'un   problème difficile à résoudre. Le gaz qui se 'dégage au cours du processus de digestion est généralement   recueilli   à la partie supérieure de la cuve de digestion.

   Une certaine proportion des matières solides se mélange avec ce gaz et forme une écume qui flotte sur le liquide qui   surnage.Son   .élimination constitue un pzeoblème particulier dont la solution est- également' ardue'? 

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 Les autres modes op éatoixes.communément employés consis- tent à'filtrer initialement le,-liquide avant le début de l'un quelconque des pxocessus décrits ci-avant. Cette filtration initiale-est destinée à arrétex les matibies-solides qui ne doivent pas être envoyées dans les pompes et dont' l'épuration ne doit pas avoir lien dans l'installation.

   Une certaine,   proportion   des matières résultant de cette filtration est 
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 souvent broyée et ramenée aux liquides xësiduaiies'a. tiaitei 1'" dont elle constitue une partiel Le but de la pxésenté'..nvention est d'amëlioieT''tout à la fois le processus de décantation 'et le processus,dedigétion bactérienne, Dans la mesure où. elle est commune à ces deux processus, 1-gin-vontion conoexne un procède pour traitèr ,1eµ,, liquides   résiduaires   ou eaux-pannes contenant une boue et un' constituant aqueux représentant une   quantité'nettement   supé- ; rieure à celle de/ cette bous:

   Ce procédé consiste à faire 
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 aixi-voi le liquide au fond dune ouve cbargée' et à pio-roquel ainsi   l'écoulement   ascendant de la charge de la cuve résultant      de cette arrivée de liquide, et à   régler   de telle sorte le débit de cet écoulement ascendant-que la partie solide se ' décante pax rapport au liquide et forme dans la cuve une masse      
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 de boue re1Ptivement dëoantée qui est déplacée progressivement'   d'en'bas   par la boue contenue dans le liquide qui arrive et à' travers la totalité de laquelle masse le constituant aqueux 
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 s'écoule vexs le'haut et est évacué progressivement à paitil de la région supérieure de la charge.

   ' 
Dans un procédé de traitement d'eaux-vannes renfermant un constituant solide et un   constituant   aqueux nettement supérieur comme volume à celui de ce constituant solide et dans lequel, au surplus, les matières solides sont digérées par une action bactérienne, l'invention consiste en outre à faire 

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 arriver le liquide au fond d'une cuve chargée et à engendrer à travers celle-ci un écoulement ascendant, de telle aorte   qu'au   cours de cet écoulement ascendant le constituant aqueux traverse la boue et   entraine   avec lui les produits résultant de l'action bactérienne en lavant ainsi la boue et en maintenant les bactéries en -état d'activité. 



   Comme le constituant aqueux représente un volume excédant notablement celui du constituant solide formant la boue, le premier traverse la boue qui se trouve dans la cuve à une vites- se considérablement supérieure à celle du déplacement de la boùe par la boue qui arrive, ce 'qui assure un nettoyage efficace de la masse de boue. En outre, la boue qui se rassemble   exerce   un filtrage sur le liquide qui s'écoule à travers, elle et ,intercepte au sein de la masse de boue des matières qui devraient yêtre retenues. 



   Si la   récupération   de la boue constitue le but du traite- ment, la vitesse à laquelle on fait arriver le liquide dans la cuve doit être réglée par rapport à la capacité de celle-ci pour que la boue traverse la cuve de bas en haut sans avoir le temps d'y subir de digestion. La boue est évacuée progressivement      . de la partie supérieure de   la,messe   de boue. Cette évacuation s'effectue de façon distincte de l'élimination du constituant aqueux qui est séparé de la boue. Grâce à cette évacuation de la boue depuis la région supérieure de sa masse, on est sur que la boue évacuée ainsi est bien celle qui a séjourné dans la cuve pendant la période de temps la plus longue.

   La boue est rationnellement évacuée hors de la cuve pendant les périodes d'écoulement lent ou après une courte période de repos du liquide. par contre, si le but de l'invention est la digestion de la boue, on laisse séjourner 'cette dernière dans la cuve pendant un temps aussi long que cela est nécessaire pour assurer la 

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 digestion dans la mesure requise. Par suite du déplacement progressif depuis la partie inférieure, la boue qui se trouve dans la partie supérieure de la masse de boue est toute prête à passer à la phase de séchage et d'évacuation. Il n'est   donc '   plus nécessaire de prévoir une évacuation séparée de la boue et du liquide, et la totalité de la matière qui arrive au sommet de la charge peut en être évacuée ou peut s'écouler par trop- plein sans séparation. 



   L'efficacité du processus de   digesti'on   des boues que prévoit la présente invention est telle qu'on peut opérer un traitement préliminaire moindre des eaux-vannes avant leur digestion que selon la pratique actuelle. Il est de la sorte possible de faire arriver la totalité des   eauvannes   directe- ment dans la cuve de digestion des boues   sans,aucun   traitement préliminaire et en particulier-sans le traitement usuel de dé- cantation des boues.

   La filtration préliminaire peut également être supprimée puisqu'on a pas besoin d'équiper la partie infé- rieure de la cuve en vue de l'évacuation de la boue ou du liquide, de sorte qu'on peut laisser les détritus y pénétrer et se rassembler au fond de la cuve où ils sont nettoyés et débarrassés des matières organiques par les eaux-vannes qui arrivent, l'évacuation s'opérant ensuite par un tuyau et une vanne prévus à cet effet. 



   Dans les cas où l'accélération de la vitesse d'écoulement du constituant liquide de la charge de la cuve de digestion est désirable, on peut ajouter un effluent déjà purifié aux eaux-vannes qui pénètrent dans la cuve de digestion. 



   Comme indiqué ci-avant, l'effluent liquide résultant de l'application du procédé, objet de l'invention, est traité de préférence par les microbes aérobies en vue d'une purification ultérieure. L'invention prévoit à cet effet, en combinaison 

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 avec une cuve de digestion fonctionnant comme décrit précédem- ment, un filtre biologique clos à ventilation forcée qui peut être alimenté soit directement par l'effluent provenant de la cuve, soit par le liquide suintant hors d'une nappe de boue en cours de séchage interposée entre la cuve et le filtre. 



   Diverses réalisations de l'appareil   contenant   à la mise en pratique du procédé, objet de l'invention, sont représentées schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels' : - 
La fig. l est une vue en coupe verticale   d'une   cuve de traitement munie d'un seul dispositif d'évacuation. 



   La fig. 2 est une vue en coupe verticale de cet appa- reil comportant 'des dispositifs d'évacuation séparés de la boue et du liquide. 



   La fig. 3 est une vue fragmentaire d'une variante de réalisation de l'appareil. 



   La fig. 4 est une vue montrant la   combinaison,de   l'ap- pareil représenté dans la fig. 1 avec un filtre biologique en vue du traitement par les microbes aérobies de l'effluent de la cuve. 



   Dans toutes les figures, la cuve de traitement est désignée par le chiffre 2, et les eaux-vannes arrivent dans cette cuve par un tuyau 3 dont la section de passage est ré- glée par une vanne 4 . Dans les figs. 1, 3 et 4, le tuyau 3 est supposé pénétrer dans lacuve 2 à travers sa paroi latérale. 



  Au contraire, dans la construction que montre la fig. 2, letu-   yau 3   plonge verticalement à travers l'embouchure supérieure béante 5 de la cuve. Dans tous les cas, le tuyau 3 se termine vers le bas dans la partie conique ± du réservoir 2, de sorte que l'écoulement des eaux-vannes-qui arrivent s'opère de bas en haut. 

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   Les constructions que'représentent les figs. 2 et 3 conviennent aux applications destinées à la séparation de la boue et à la récupération de la boue qui s'est décantée. Il est nécessaire de prévoir des endroits d'évacuation distincts pour la boue et le liquide,   Pendrait   d'évacuation de la boue se trouvant à. un niveau inférieur à l'endroit   d'évacuatio.n   du liquide. La boue qui se dépose dans la cuve 2 s'écoule par   trop-pleindans   un chenal   annulaire 2.   duquel elle gagne un tuyau 8 muni d'une vanne 9 de réglage du débit d'écoulement. 



   Dans la construction que montre la fig. 2, le   chenal 2.   se trouve à la partie inférieure de la cuve, tandis que, dans la construction que montre la fig. 3, ce chenal est placé près de sa partie supérieure. 



   Le liquide est évacué hors de la cuve 2 pax un tuyau   10 .   



  Dans la fig. 2, ce tuyau communique avec un chenal annulaire 11 dans lequel le liquide se répand en débordant par-dessus le bord   12   de la cuve. Dans la fig. 3, la partie supérieure 13 de la cuve est conique, et le tuyau 10 communique avec la cuve près de son extrémité supérieure. 



   Quand le but de l'appareil est d'assurer la digestion de la boue, il n'est pas nécessaire de prévoir une évacuation séparée de la boue et du liquide. C'est pourquoi, dans la disposition que montre la fig. 1, la charge qui se trouve dans la cuve s'écoule par-dessus le bord supérieur   14   de celle-ci dans un chenal annulaire 15 à partir duquel elle est évacuée par un tuyau 16 pourvu d'une vanne de réglage 17. 



   Dans les constructions représentées dans les .figs. 2 et 3, le niveau du point d'évacuation de la boue peut diminuer la hauteur de la masse de boue qui se dépose dans la cuve. 



   Dans la fig. 4 est représentée une cuve de digestion 2 semblable à celle que montre la fig. 1 mais qui. est associée 

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 avec un filtre biologique fermé à ventilation forcée représenté schématiquement en 18 . L'effluent provenant de la cuve 2 passe par le tuyau   16   vers des nappes de séchage de la boue qui sont représentés schématiquement en 188, Le liquide qui suinte à travers ces nappes de boue et qui s'en écoule est pompé dans le filtre. Le tuyau d'écoulement 19 du filtre 18 (dont la sec- tion de passage est réglée par une vanne 20) est pourvu d'un tuyau de branchement 21 qui communique avec lui. Ce tuyau de branchement est relié au tuyau 3 d'arrivée des eaux-vannes dans la cuve.

   Le débit d'écoulement de l'effluent provenant du filtre et destiné à se mélanger à la veine des eaux-vannes qui parcourt le tuyau 3 est réglé par une vanne 22. 



   Les détritus peuvent être évacués de l'extrémité infé- rieure de la cuve 2 au moyen   d'un   tuyau 23 raccordé à l'ouïe d'aspiration d'une pompe (non représentée) et muni d'une vanne de réglage   24.   Normalement cette évacuation est opérée pério- diquement après qu'une certaine masse de détritus s'est ras-. 



  , semblée au fond de la cuve. 



   Les résultats améliorés que permet d'obtenir l'invention proviennent principalement du lavage actif sus-décrit de la boue relativement décantée'du fait que le constituant aqueux des eaux-vannes qui arrivent traverse la boue en suspension dans la cuve et qu'il se produit une filtration correspondante du liquide par la boue. La vitesse à laquelle le constituant aqueux traverse la boue est approximativement proportionnelle au  apport volumétrique entre le constituant aqueux et la boue contenue dans le liquide. 



   Le lavage nettoie la boue et laisse cette dernière dans les meilleures conditions en vue de son traitement ultérieur en transférant au liquide les substances qui conviennent en vue 

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 du traitement ultérieur par les microbes aérobies comme les   produits   solubles du   processus   de digestion. 



   Dans l'hypothèse d'une digestion de la boue, le lavage élimine de celle-ci les produits de la vie bactérienne qui lui sont nuisibles et 'maintient ainsi les bactéries à l'état actif. 



   La capacité de l'appareil de digestion est par là même utilisée .efficacement, et le processus de digestion s'en trouve accéléré. 



   Les conditions favorables à la digestion s'améliorent continuel- lement à mesure que la boue s'élève vers la partie supérieure au lieu de se dégrader continuellement lorsqu'elle atteint lentement le fond de l'appareil de digestion. 



   La réaction de la boue rassemblée vis-à-vis du liquide constitue par ailleurs un phénomène de filtration qui retient d'autres constituants de la boue au sein de la masse de celle- ci. C'est ainsi en particulier que la matière qui donne nais- sance à l'écume est retenue dans la masse de la boue pour y être digérée, ce qui évite les remontées d'écume à la surface et maintient ains'i la surface de la charge de la cuve exempte de l'écume qui autrement retarderait le processus de digestion en entravant le libre dégagement du gaz à partir de la surface libre du contenu de l'appareil de digestion. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1.- Procédé de traitement des eaux-vannes comportant un constituant solide et un constituant aqueux représentant un volume notable'ment supérieur à celui de ce constituant solide et consistant à faire arriver le liquide à la partie inférieure d'une cuve chargée d'eaux--vannes et à provoquer par là même un écoulement ascendant de la charge de la cuve par suite de son alimentation et à régler de telle sorte la vitesse de cet écoule- ment ascendant que les matières solides se déposent par rapport au liquide et forment dans la cuve une masse de boue relativement décantée qui est déplcée progressivement d'en dessous par la boue contenue dans le liquide qui arrive et à travers la totalité <Desc/Clms Page number 10> de laquelle le constituant aqueux s'écoule de bas en haut poux être évacué progressivement depuis la

   partie supérieure de cette charge.

   2.- Procédé de traitement des eaux-vannes suivant la revendication 1, comprenant une phase de digestion de la boue au cours de laquelle celle-ci demeure dans la cuve pendant un laps de temps suffisant pour assurer la digestion par action bactérienne et dans des conditions telles qu'au cours de l'écou- lement ascendant le constituant aqueux trave.rse la boue en entraînant avec lui les produits résultant de l'action bactérien- ne et en lavant ainsi la boue tout en maintenant les bactéries à l'état actif, la boue et le liquide étant, au bout de ce laps de temps, évacués ensemble de la partie supérieure de la charge de la cuve.

   3.- Procédé de traitement d'eaux--vannes suivant la revendication 1, comprenant une phase de récupération de la boue au cours de laquelle la vitesse d'arrivée du liquide dans la cuve est réglée de telle sorte par rapport à la capacité de la cuve que la boue traverse celle-ci sans avoir le temps de s'y digérer, la boue étant évacuée progressivement de la partie supérieure de la masse de boue qui se trouve dans la cuve et au-dessous du point d'évacuation du constituant aqueux.

   4. - Procédé de traitement d'eaux-vannes suivant la revendication 2, dans lequel l'effluent épuré circule à nouveau à travers la boue qui s'est déposée dans la cuve.

   5. - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comprenant une cuve verticale, un dispositif pour faire arriver le liquide à la partie inférieure de la cuve afin de provoquer un écoulement ascendant à travers la charge de la cuve, et un dispositif pour évacuer la matière de cette charge depuis la partie supérieure de la cuve. <Desc/Clms Page number 11>

   6.- Appareil suivant la revendication 5, comportant un orifice d'écoulement de la boue et du liquide prévu à la partie supérieure de la cuve.

   7.- Appareil suivant la revendication 5, dans lequel le dispositif d'évacuation comprend des orifices d'écoulement séparés pour la boue et le liquide, l'orifice d'écoulement de la boue étant placé au-dessous du ni-veau de l'orifice d'écoulement du liquide.

   8. - Appareil suivant la revendication 5, comportant à la partie inférieure d.e la cuve un dispositif,d'évacuation des détritus.

   Nous vous signalons que le texte de la descrip- tion déposée à l'appui de la demande de brevet en rubrique pré- sente les erreurs suivantes,! Page 3. lines 11 et 12: remplacer".....le processus de décanta- tion et le processus de digestion bacté- rienne. " par ".....le processus de sépa- ration et le processus de digestion bac- térienne et de remplacer la phase de dé- cantation existante". lignes 20.21: remplacer:"se décante" par "ralentit". ligne 22 : remplacer :"relativement décantée" par "rete- nue".

   Page 7. lignes 2 et 3: remplacer ...... destinées à la séparation de la boue et à la récupération de la boue qui s'est décantée". par ".....destinées à la séparation et à la récupération de la boue". ligne 7: barrer "qui se dépose". ligne 3 par le bas: remplacer: ...... de boue qui se dépo- se dans la cuve" par "....de boue re- tenue dans la cuve". <Desc/Clms Page number 13>

   Page 8. ligne 21: remplacer:" boue relativement décantée .... par "boue retenue".

   Page 9. revendication l,ligne 8:remplacer., "se déposentt' par "ra- lentissent". lignes 9 et 10:remplacer:"relativement décan- tée" par "retenue".

   Page 10. revendication 4.ligne 3: remplacer :"à travers la boue qui s'est déposée dans la cuve" par "à travers la boue retenue dans la cuve".

   Nous vous prions de bien vouloir verser la présente et lettre rectificative au dossier de la demande/d'en délivrer une copie aux personnes désirant obtenir une copie complète du bre- vet.

   Ci-inclus, nous vous remettons la somme de Frs 15,-- en timbres fiscaux, en paiement de la taxe prévue pour les régu- larisations de l'espèce.

   Nous vous présentons, Messieurs, nos salutations dis- tinguées.