CH345309A - Disperseur d'un gaz dans un liquide - Google Patents

Description

      Disperseur    d'un gaz dans un liquide    La présente invention a pour objet un     disperseur     d'un gaz dans un liquide, destiné en particulier<B>à</B>       J'aération    d'un liquide contenant des solides en sus  pension, par exemple<B>à</B> l'aération des eaux d'égout  avant leur sortie des usines d'épuration des eaux  usées.  



  Dans les traitements modernes d'épuration des  eaux usées, il est courant d'aérer les eaux traitées,  contenant une proportion considérable de solides en  suspension, afin de diminuer la proportion d'oxygène  nécessaire<B>à</B> leur oxydation complète après leur éva  cuation des usines de traitement, par exemple dans  une rivière ou dans la mer.<B>Il</B> s'agit<B>là</B> d'une opération  essentielle, car la demande en oxygène biologique,  c'est-à-dire la quantité d'oxygène nécessaire<B>à</B> l'oxy  dation d'une quantité donnée des résidus évacués  doit, conformément aux lois, être strictement limitée.  



  Pour réaliser une aération convenable des très  grands volumes de suspension en phase liquide mis  en     #uvre    dans les grandes usines modernes de trai  tement des eaux usées, il est d'usage de laisser ce  liquide s'écouler dans des canaux qui ont, par exem  ple, de<B>60 à 90</B> m, de longueur, de<B>5 à 6</B> m de lar  geur et peuvent contenir du liquide sur une profon  deur de<B>3 à 3,7</B> m. Pendant que le liquide s'écoule  le long de ces canaux, on introduit de l'air finement  divisé en un certain nombre de points du fond de  ces canaux, et on le fait monter<B>à</B> travers le courant  de suspension, pour<B>y</B> oxyder la matière organique  en mouvement.  



  La présente invention a pour but de créer un       disperseur    dans lequel il n'y ait pas lieu de craindre  un colmatage des orifices d'entrée d'air par les par  ticules solides, et qui soit<B>à</B> même d'opérer<B>à</B> des  pressions de gaz relativement basses.

      Ce     disperseur,    objet de l'invention, est caractérisé  en ce qu'il comprend une chambre creuse allongée  de matière élastique comportant un passage d'admis  sion vers l'intérieur de la chambre et des perfora  tions en forme de fentes dans la paroi, et contenant  dans la chambre une pièce de soutien allongée et  rigide de section transversale ayant des dimensions  perpendiculaires l'une<B>à</B> l'autre différentes, l'une     des-          dites    dimensions étant suffisamment- grande pour que  ladite pièce exerce contre la paroi interne<B>de</B> la cham  bre une pression qui étend la chambre     élastiquemént     le long de cette dimension, mais étant inférieure<B>à</B>  la moitié de la longueur de la périphérie interne de  la chambre,

   la circonférence de la pièce étant infé  rieure<B>à</B> la périphérie interne de la chambre.  



  La longueur de la chambre peut être adaptée<B>à</B>  l'usage prévu, mais on a constaté que s'il est néces  saire de couvrir de très longues distances, par exem  ple de l'ordre de<B>60 à 90</B> m, il est plus facile de  couvrir cette distance avec un certain nombre d'unités  plus petites, par exemple de longueur de chambre de  l'ordre d'environ<B>3 à 6</B> m.  



  Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple,  deux formes d'exécution du     disperseur    faisant l'objet  de l'invention, destinées<B>à</B> l'aération des eaux usées.  



  La     fig.   <B>1</B> est une vue en plan schématique de la  première forme d'exécution.  



  La     fig.    2 est une coupe transversale selon la ligne       11-Il    de la     fig.   <B>1.</B>  



  La     fig.   <B>3</B> est une vue en plan schématique<B>de</B> la  deuxième forme d'exécution, et  La     fig.    4 est une coupe transversale prise selon  la ligne     IV-IV    de la     fig.   <B>3.</B>      Le     disperseur    représenté aux     fig.   <B>1</B> et 2 comprend  une chambre creuse allongée<B>1,</B> formée<B>à</B> partir d'un  tube de section circulaire, en caoutchouc naturel ou  synthétique, ou en caoutchouc renforcé, et présentant  de nombreuses fentes orientées sensiblement<B>à</B>     45()     par rapport<B>à</B> l'axe longitudinal de la chambre.  



  La chambre<B>1</B> est fermée<B>à</B> ses extrémités par  des plaques terminales rigides 2 et<B>3, de</B> forme ovale,  la plaque<B>3</B> étant traversée par un conduit 4 d'admis  sion d'air. Une pièce de soutien pleine rigide<B>5,</B> en  forme de plaque, disposée<B>à</B> l'intérieur de la chambre  <B>1,</B> est fixée aux deux plaques     ternünales    au moyen  de tiges filetées<B>6</B> et<B>7</B> et     d#écrous   <B>8</B> et<B>9.</B> Cette pièce  de soutien<B>5</B> présente deux trous<B>10</B> et<B>11,</B> percés  dans l'épaisseur de la plaque.  



  Grâce<B>à</B> l'élasticité de la matière<B>de</B> la chambre  <B>1,</B> les lèvres des fentes peuvent se soulever vers l'ex  térieur lorsque la pression interne dépasse la pression  externe, afin que l'air insufflé dans la chambre puisse  s'écouler<B>à</B> travers les fentes, et elles se referment  lorsque la pression interne est égale ou inférieure  <B>à</B> la pression externe.  



  Les fentes sont pratiquées sans perte de matière,  par exemple au moyen d'un petit ciseau actionné  par une machine<B>à</B> coudre, et ne sont pas placées  bout<B>à</B> bout, ce qui affaiblirait la chambre. Au lieu       d7être    rectilignes, les fentes pourraient être en forme  de X, de Y ou de V.  



  Lorsque des particules se trouvent prises dans  ces fentes, elles se colmatent. Lorsqu'un grand nom  bre de perforations sont colmatées<B>'</B> la pression aug  mente et les lèvres de ces dernières se distendent de  plus en plus     jusqu%    ce que les particules soient libé  rées. D'autre part, lorsque le gaz ne passe plus dans  les perforations, les lèvres se ferment et, par consé  quent, les particules ne peuvent pas facilement péné  trer dans la chambre en passant par les perforations.  



  La pièce de soutien<B>5</B> est de section transversale  rectangulaire et de longueur au moins égale<B>à</B> celle  de la partie perforée de la chambre. Elle peut être  faite de métal ou     d!un    autre matériau doué d'une  résistance mécanique suffisante pour soutenir la  chambre et qui résiste aux substances présentes dans  la chambre au cours du fonctionnement. Les trous  ménagés dans la pièce<B>5</B> facilitent le passage de l'air  d'un côté de la pièce<B>à</B>     Pautre.     



  La largeur de la pièce<B>5</B> est supérieure au diamè  tre interne normal de la chambre le long de cette  dimension, mais inférieure<B>à</B> la moitié de la péri  phérie interne de la chambre, la circonférence de la  pièce étant inférieure<B>à</B> la périphérie interne de la  chambre. Grâce<B>à</B> l'utilisation d'une pièce de soutien  ayant les dimensions indiquées, par rapport<B>à</B> celles  de la chambre, la paroi de cette dernière est disten  due dans un plan, mais pas dans le plan perpendi  culaire<B>à</B> celui-ci, lorsque la pièce de soutien est insé  rée, et on est assuré que les perforations ne sont pas  distendues au point de rester ouvertes en permanence.  



  On a constaté que l'utilisation d'une pièce de  soutien de la forme décrite apporte des avantages    considérables. Par exemple, l'insertion d'une telle  pièce de soutien, tout en ne distendant pas la forme  des fentes et n'entravant pas leur fonction     d'auto-          obturation,    a pour conséquence une chute de pres  sion réduite dans le     disperseur,    comparée<B>à</B> celle d'un       disperseur    semblable mais dépourvu d'une telle pièce  <B>de</B> soutien. Ceci apparaît clairement dans l'exemple  et le tableau figurant<B>à</B> la fin du présent exposé.  



  Avec le     disperseur    décrit, il est possible d'utiliser  des pompes d'alimentation d'air ou gaz analogue  fonctionnant<B>à</B> plus basse pression que celles néces  saires avec les     disperseurs    non pourvus d'une pièce  <B>de</B> soutien interne. Il est par exemple possible d'uti  liser des pompes rotatives plutôt que des pompes<B>à</B>  piston, plus économiques d'installation et de service.  



  En outre, la surface efficace du     disperseur    est  accrue par l'insertion d'une telle pièce de soutien.  Lorsqu'on emploie dans un liquide un     disperseur     tubulaire dépourvu de pièce interne de soutien et  d'extension, les bulles s'élevant de la partie de la  surface du     disperseur    formant un angle aigu avec la  surface du liquide tendent<B>à</B> fusionner et<B>à</B> s'élever  dans le liquide sous forme d'un nombre réduit de  plus grosses bulles, ce qui réduit l'efficacité du con  tact. Dans le     disperseur    décrit, une beaucoup plus  petite partie de la surface perforée forme un angle  aigu avec la surface du liquide et par conséquent la  mise en contact du gaz avec le liquide est d'une  efficacité accrue.  



  La pièce de soutien est insérée dans la chambre  élastique dans une position telle que, le     disperseur     étant en service, la majorité des bulles passent<B>à</B>  travers les perforations de la paroi de la chambre  sensiblement perpendiculairement au plan de la plus  grande dimension de la pièce de soutien. La surface  perforée de la paroi de la chambre est placée au  sommet dans le liquide<B>à</B> mettre en contact avec  le gaz.  



  On a constaté que, lorsque des bulles de gaz sor  tent par des perforations situées dans la moitié infé  rieure de la chambre, ces bulles tendent<B>à</B> s'élever  le     lonc,    de la surface inférieure de la chambre et<B>à</B>  fusionner au cours de leur déplacement. En consé  quence, la chambre<B>1</B> ne comporte de perforations  que dans sa partie supérieure, en dehors d'un petit  nombre de perforations situées dans la partie infé  rieure et assurant l'évacuation de liquide pouvant  pénétrer dans la chambre.  



  La forme d'exécution représentée aux fi-.<B>3</B> et  4 est semblable<B>à</B> la forme d'exécution décrite     ci-          dessus.    Toutefois, la pièce de soutien<B>13</B> est creuse  et de section transversale ovale, et les deux plaques  terminales fermant la chambre creuse<B>15</B> sont entiè  rement fermées.

   L'air est admis par un tube 12,       servant        ég        galement   <B>à</B>     la        fixation        de        l'une        des        plaques     terminales, lequel tube communique avec l'intérieur  de la pièce de soutien<B>13.</B> Cette dernière est percée  de trous 14 par lesquels l'air passe de l'intérieur de  la pièce de soutien<B>13 à</B> l'espace compris entre cette  dernière et la chambre creuse<B>15.</B> De<B>là,</B> l'air      s'échappe<B>à</B> travers de nombreuses fentes percées  dans la partie supérieure<B>de</B> la chambre creuse<B>15,</B>  comme dans la première forme d'exécution.  



  On montre dans l'exemple ci-dessous la réduction  de la chute de pression<B>à</B> travers la paroi d'un     dis-          perseur    tel que décrit, comparée<B>à</B> celle d'un     disper-          seur    identique mais dépourvu de pièce de soutien  interne.  



  <I>Exemple</I>  On a pris<B>3</B> tubes de caoutchouc de<B>6,35</B> cm de  diamètre interne normal, de paroi<B>de 1,59</B> mm  d'épaisseur et de 45,7 cm de longueur et on a per  foré comme décrit ci-dessous une zone centrale de  25,4 cm de longueur au moyen     d#une    aiguille de  2,41 mm de diamètre et pourvue d'une extrémité  en oiseau.  



  <I>Tube<B>A</B></I>  On a fait des perforations distantes de 4 mm les  unes des autres le long     eune    ligne parallèle<B>à</B> l'axe  du tube. On a alors exécuté une deuxième ligne de  perforations<B>à</B> une distance de<B>5</B> mm de la première.  On a répété l'opération jusqu'à obtention de<B>17</B> li  gnes de perforations.  



  <I>Tube B</I>  La perforation du tube a été réalisée de manière  semblable<B>à</B> celle du tube<B>A,</B> mais on a formé les  perforations selon un angle de 20,, par rapport<B>à</B> l'axe  du tube.  



  <I>Tube<B>C</B></I>  On a préparé ce tube comme les tubes<B>A</B> et B,  mais on a formé les perforations selon un angle de  45,, par rapport<B>à</B> l'axe du tube.  



  On a fermé une extrémité du tube<B>à</B> l'aide d'une  pièce terminale ovale et on a placé dans l'autre ex  trémité une pièce terminale semblable, mais com  portant une entrée que l'on a connectée<B>à</B> un poste  d'air. On a immergé le tube dans de l'eau<B>à</B> une  profondeur de<B>19</B> cm et on a envoyé de l'air<B>à</B> une  série de débits déterminés, tout en mesurant la chute  de pression dans le     disperseur.     



  On a ensuite retiré les tubes de l'eau et on a  inséré une pièce de soutien de<B>35,5</B> cm de longueur  et de<B>8,25</B> cm de largeur, en la maintenant en place  au moyen d'extrémités filetées passant<B>à</B> travers les  pièces terminales, sur lesquelles on a serré des  écrous. On a placé la pièce de soutien de manière  que les perforations soient toutes situées au-dessus  de la pièce, puis on a immergé les tubes dans l'eau  <B>à</B> la même profondeur que précédemment et on a  procédé aux mêmes mesures.  



  Les résultats figurent dans le tableau ci-dessous.  Les mesures de pression ont été effectuées aux  débits d'air suivants<B>:</B>  <B>23 ;</B> 46<B>; 92 ;</B> 184<B>; 276 ; 368 1</B> par min et par       ni    de longueur perforée du     disperseur.     
EMI0003.0010     
  
    <B>TABLEAU</B>
<tb>  Chute <SEP> de <SEP> pression
<tb>  (atm.

   <SEP> de <SEP> pression <SEP> manométrique)
<tb>  Avec <SEP> pièce <SEP> Sans <SEP> pièce
<tb>  de <SEP> soutien <SEP> interne <SEP> de <SEP> soutien <SEP> interne
<tb>  Tube <SEP> <B>A <SEP> 9,8</B> <SEP> 12
<tb>  <B>10 <SEP> 13</B>
<tb>  <B>il <SEP> 13</B>
<tb>  <B>13 <SEP> 18</B>
<tb>  14 <SEP> 22
<tb>  <B><I>15</I> <SEP> 23</B>
<tb>  Tube <SEP> B <SEP> <B>il <SEP> 17</B>
<tb>  <B>il <SEP> 19</B>
<tb>  12 <SEP> 22
<tb>  14 <SEP> <B>26</B>
<tb>  <B><I>15</I> <SEP> 29</B>
<tb>  <B>16 <SEP> 31</B>
<tb>  Tube <SEP> <B>C</B> <SEP> 12 <SEP> 22
<tb>  <B>13</B> <SEP> 24
<tb>  <B>13 <SEP> 25</B>
<tb>  <B><I>15</I> <SEP> 32</B>
<tb>  <B>16 <SEP> 35</B>
<tb>  <B>17 <SEP> 36</B>

Claims (1)

1. REVENDICATION: Disperseur d'un gaz dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre creuse allongée en matière élastique comportant un passage d'admis sion vers l'intérieur de la chambre et des perforations en forme de fentes dans la paroi, et contenant dans la chambre une pièce de soutien allongée et rigide de section transversale ayant des dimensions per pendiculaires l'une<B>à</B> l'autre différentes, l!une des- dites dimensions étant suffisamment grande pour que ladite pièce exerce contre la paroi interne de la cham bre une pression qui étend la chambre élastique- ment le long de cette dimension,

   mais étant inférieure <B>à</B> la moitié de la longueur de la périphérie interne de la chambre, la circonférence de la pièce étant inférieure<B>à</B> la périphérie interne de la chambre. SOUS-REVENDICATIONS. <B>1.</B> Disperseur selon la revendication, caractéris6 en ce que la chambre creuse allongée est un tube de caoutchouc pourvu de parois terminales rigides. 2. Disperseur selon la revendication, caractérisé en ce que la pièce de soutien allongée rigide est de section transversale ovale.

   <B>3.</B> Disperseur selon la revendication, caractérisé en ce que la pièce de soutien allong ée rigide est<B>de</B> section transversale rectangulaire. 4. Disperseur selon la revendication, caractérisé en ce que les perforations en forme de fentes sont orientées selon un angle<B>de</B> moins de<B>900</B> par rapport <B>à</B> l'axe longitudinal du disperseur. <B>5.</B> Disperseur selon la sous-revendication 4,

   ca ractérisé en ce que les perforations en forme de fen tes sont orientées selon un angle de 450 par rapport <B>à</B> l'axe longitudinal du disperseur. <B>6.</B> Disperseur selon la revendication, caractérisé en ce que la pièce de soutien est fixée<B>à</B> une paroi terminale de la chambre, de manière<B>à</B> empêcher la rotation de la pièce de soutien dans la chambre. <B>7.</B> Disperseur selon la revendication, caractérisé en ce que la pièce de soutien est perforée suivant la plus courte dimension de sa section transversale.