OA20054A - Dispositif ajustable d'épuration des eaux usées. - Google Patents

Abstract

le dispositif ajustable d'épuration des eaux usées est composé de deux cuves d'admission (25, 76) (I/II), de deux lignes de filtration (7,32) (I/II) avec un nombre variable de cuves, de deux cuves de stockage (36, 38) (I/II) de cinq lignes d'évacuation (10, 14, 39, 35, 22) (I/II) et de 2 regards (77, 88) (I/II) qui permettent d'alterner la maintenance d'un côté à l'autre du dispositif pendant que l'autre assure en continu la filtration et une lecture en continu des performances de filtration tout en évitant toute intrusion extérieure par ses filtres de protection (82, 83, 83, 84, 85) (I/II).

Description

II- DESCRIPTION DE L’INVENTION

La présente invention porte sur un dispositif d’épuration des eaux usées dénommé : « Dispositif Ajustable d’Epuration des Eaux Usées » utilisable pour la filtration en continu des eaux usées en garantissant leur qualité de réutilisation et'de rejet.

Les dispositifs et filtres existants sont inadaptés aux villes et communautés en développement pour leur taille, installation, fabrication, achat et maintenance.

Leurs eaux usées sont continuellement déversées à l’état dans la nature et drains collectifs polluant l’atmosphère, les sols, lacs, cours d’eau, étangs, nappes phréatiques et exposant les populations aux maladies hydriques.

Le dispositif ajustable d’épuration des eaux usées objet de notre invention permet de résoudre ces problèmes parce qu’il dispose de 2 cuves d’admission et de deux lignes de filtration avec un nombre variable de cuves qui s’adaptent à différents niveaux d’épuration en permettant par étapes leur maintenance sans interrompre la filtration.

L’invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple non 15 limitatif par référence aux dessins en annexe :

La planche (I/II) est une représentation d’ensemble d’un modèle de l’invention.

- La planche (II/II) représente les accessoires du dispositif à savoir de haut en bas, une grille de tamis à gros maillage 57(11/11), une grille de tamis à maillage moyen 56(11/11), une grille de tamis à maillage fin 58(11/11), un râteau 59(11/11), une pelle 60(11/11), un seau 61(11/11), une table multifonction 62 (II/II) et un sac 63(11/11).

L’une des pièces maîtresses du dispositif est la cuve principale d’admission des eaux brutes

25(1/11) ; recouverte d’un couvercle hermétique 3(1/11), est constituée de 4 chambres :

la chambre de dégrillage primaire 64(1/11) limitée au-dessus par le couvercle de la cuve 3(1/11) a les côtés faits d’une partie concave de la cuve 25(1/11) avec à son bord supérieur un tuyau d’admission d’eaux brutes 26(1/11) recueillies à partir du Point Supérieur d’Ecoulement (PSE) 26(1/11) muni d’une vanne 1(1/11) d’où part un tuyau déférent 69(1/11) relié à la cuve d’admission de relais 76(1/11) muni d’une vanne 70(1/11) qui assure le prétraitement lors de la maintenance de la cuve principale 25(1/11) est recouverte à l’intérieur d’un panier filtrant 27(1/11) logé dans une grille fixe 2(1/11) puis cloisonnée par une grille de dégrillage 48(1/11) à maillage moyen 56(11/11) munie de paniers de collecte d’objets et débris 67(1/11) à travers laquelle filtrent les eaux brutes de pré-dégrillage est limitée en dessous par la chambre de décantation 28(1/11).

- La chambre de dégrillage secondaire 65(1/11) est limitée en-dessus par le couvercle de la cuve 3(1/11), avec 4 côtés 2 à 2 parallèles dont 2 faits de 2 parties droites et légèrement concaves de la cuve 25(1/11) jointes à leurs bords internes par 2 grilles de dégrillage dont une primaire 48(1/11) et l’autre secondaire 49(1/11) à maillage fin 58(11/11) munie de paniers de collecte d’objets et débris 68(1/11) est limitée en dessous par la chambre de décantation 28(1/11).

- La chambre de préfiltration 66(1/11), plafonnée par le couvercle de la cuve 3(1/11) est limitée d’entrée par une 15 grille de dégrillage secondaire 49(1/11) à maillage fin 58(11/11) fermée à ses 2 bords par une portion concave de la cuve 25(1/11) munie de deux voies de sortie d’eaux brutes prétraitées et préfiltrée dont une principale en dessous recouverte d’un panier de préfiltration 30(1/11) logé dans une grille fixe 29(1/11) qui se prolonge à l’extérieur par un tuyau d’évacuation 32(1/11) muni d’une vanne 31(1/11) vers la cuve principale de filtration 19(1/11) d’où part avant, un tuyau déférent 72(1/11) muni d’une vanne 71(1/11) lié à la cuve de relais 76(1/11).

Une voie secondaire en dessus recouverte d’un panier de préfiltration 5(1/11) logé dans une grille fixe 4(1/11) qui se prolonge à l’extérieur par un tuyau d’évacuation 7(1/11) muni d’une vanne 6(1/11) vers la cuve secondaire de filtration 11(1/11) d’où part avant, un tuyau déférent 74(1/11) muni d’une vanne 73(1/11) lié à la cuve de relais 76(1/11). Est limitée en dessous par la chambre de décantation 28(1/11).

La chambre de décantation 28(1/11) en forme de cône inversé est limitée en dessus par la chambre de dégrillage primaire 64(1/11), la chambre de dégrillage secondaire 65(1/11) et la chambre de préfiltration 66(1/11) elle concentre et digère la pollution. Les boues digérées sont évacuées en dessous par un tuyau d’évacuation 22(1/11) muni d’une vanne 24(1/11).

En cas de fermeture de la vanne d’admission d’eaux brutes 1(1/11) dans la cuve principale 25(1/11) la cuve de relais 76(1/11) est activée par l’ouverture de la vanne de relais 70(1/11) ce qui permet d’abord de vider la cuve principale 25(1/11) jusqu’au niveau de la chambre de décantation 28(1/11) puis de là vidanger en dessous 24(1/11) pour ensuite nettoyer tous ses accessoires.

Une fois la vanne de vidange 24(1/11) ouverte, son contenu est récupéré dans un seau 61(11/11) et déversé sur la table multifonction 62(11/11) revêtue d’une grille à maillage fin 58(11/11) le contenu est égoutté et séché, l’eau trouble récupérée est réadmise dans le dispositif pour épuration.

De même, les paniers de préfiltration (5, 30) (I/II), de pré-dégrillage 27(1/11) et les grilles de dégrillages (67, 68...) (I/II) sont vidés de leur contenu sur la table multifonction 62(11/11) qui est égoutté, séché et trié, les paniers et les grilles de dégrillage sont ensuite nettoyés et repositionnés dans la cuve principale 25(1/11) aussitôt sa vanne d’admission 70(1/11) est rouverte inversement celle de la cuve de relais 76(1/11) est fermée.

Il existe 2 voies complémentaires de filtration : la voie principale de filtration 32(1/11) et la voie secondaire de filtration 7(1/11).

La fermeture de la voie secondaire de filtration 7(1/11) en 6(1/11) et 73(1/11) renvoie un flux excédentaire d’eau dans la cuve principale de filtration 19(1/11) qui ressort sur son conduit de trop-plein 34(1/11) permettant d’adjoindre une cuve supplétive de filtration 16(1/11) à laquelle succèdent d’autres cuves supplétives de filtration jusqu’à la taille limite de filtration principale (TLFP) formant ainsi une ligne complète de filtration comme suite :

19(1/11), 16(1/11), CSPF₂(I/1I), CSPF₃(I/II),CSPF_(Li,,,)(1/11). (1)

Avec CSPF₂ —► Cuve Supplétive Principale de Filtration de Deuxième degré.

La dernière cuve de filtration de cette ligne CSF(_Li_m)(I/II) est munie d’un conduit de trop-plein 14(1/11) qui se prolonge jusqu’au plus bas point mitoyen d’écoulement 46(1/11) appelé point inférieur d’écoulement ⁵ (PIE), il est doté d’un filtre de protection 85(1/11) qui filtre l’air de respiration et empêche toute intrusion extérieure, il est également doté d’un Lecteur de Trop Plein (LTP) 96(1/11) qui indique à tout moment grâce à son Cadrant Bipolaire (CB) 98(1/11) le niveau d’évacuation de trop plein sur la ligne principale de filtration 89(1/11).

La fermeture de la voie principale de filtration 32(1/11) en 31(1/11) et 71(1/11) transforme la voie 10 principale de trop-plein 7(1/11) en une voie secondaire de filtration qui aboutit à la cuve secondaire de filtration 11(1/11) à laquelle succèdent d’autres cuves supplétives de filtration jusqu’à la taille limite de filtration secondaire (TLFS) formant ainsi une deuxième ligne complète de filtration comme suite :

11(1/11), CSSF1(I/II), CSSF₂(I/II), ···, CSSF_(Li_m)(I/II). (2)

Avec CSSFi —► Cuve Supplétive Secondaire de Filtration de Premier Degré

La dernière cuve de filtration de cette ligne CSSF_(Lim)(I/H) est munie d’un conduit de trop-plein 10(1/11) qui se prolonge jusqu’au plus bas point mitoyen d’écoulement 47(1/11) appelé point inférieur d’écoulement (PIE), il est doté d’un filtre de protection 82(1/11) qui filtre l’air de respiration et empêche toute intrusion extérieure. Il est également doté d’un Lecteur de Trop Plein (LTP) 96(1/11) qui indique à tout moment grâce à son Cadrant Bipolaire (CB) 98(1/11) le niveau d’évacuation de trop plein sur la ligne secondaire de 20 filtration 86(1/11).

La fermeture de la ligne secondaire de filtration 11(1/11) oriente les eaux brutes prétraitées sur la ligne principale de filtration (19, 16) (I/II) pour leur filtration.

La cuve 11(1/11) de la ligne secondaire fermée ne recevant plus d’eau à filtrer est ouverte au-dessus par le déplacement de son couvercle 8(1/11) ses sables de filtration sont extraits et déversés sur la table multifonction 62(11/11) dotée de grilles interchangeables à maillages variables (56, 57, 58) (II/II) pour être lavés, calibrés puis réintroduits dans la cuve.

La fermeture de la ligne principale de filtration (19, 16) (I/II)] oriente les eaux brutes prétraitées sur la ligne secondaire de filtration 11(1/11) pour leur filtration.

Les cuves (19, 16) (I/II) de la ligne principale fermée ne recevant plus d’eau à filtrer sont ouvertes au-dessus par le déplacement de leurs couvercles (33, 15) (I/II) leurs sables de filtration sont extraits et déversés sur La table multifonction 62(11/11) dotée de grilles interchangeables à maillages variables (56, 57, 58) (II/Π) pour être lavés, calibrés puis réintroduits dans leur cuve respective.

Les eaux filtrées des cuves de filtration (19, 16, 11) (I/II) convergent en dessous à leur base vers un collecteur unique (17, 18, 40) (I/II) qui devient à la sortie le collecteur d’admission d’eau filtrée vers les cuves de stockage (36, 38) (I/II).

La cuve 36(1/11) de stockage d’eau filtrée (CSEF) comporte en dessus une voie d’admission faite d’un tuyau 40(1/11) muni d’une vanne 20(1/11) et de 2 voies de sortie d’eau filtrée dont une en dessous faite d’un robinet de service (78, 79) (I/II) et une en dessus faite d’un tuyau d’évacuation de trop-plein 35(1/11) muni d’une vanne 23(1/11) qui se prolonge jusqu’au plus bas point mitoyen d’écoulement 44(1/11) appelé point inférieur d’écoulement (PIE), il est doté d’un filtre de protection 84(1/11) qui filtre l’air de respiration et empêche toute intrusion extérieure. Il est également doté d’un Lecteur de Trop Plein (LTP) 96(1/11) qui indique à tout moment grâce à son Cadrant Bipolaire (CB) 98(1/11) le niveau d’évacuation de trop plein de la cuve de stockage d’eau filtrée 90(1/11).

La cuve 38(1/11) de stockage d’eau filtrée désinfectée (CSEFD) comporte en dessus une voie d’admission 37(1/11) munie d’une vanne 41(1/11) déférente au tuyau principal d’admission 40(1/11) et 2 voies de sorties dont une à sa base faite d’un robinet de service (80, 81) (I/II) une autre en dessus faite d’un tuyau d’évacuation de trop-plein 39(1/11) muni d’une vanne 43(1/11) qui se prolonge jusqu’au plus bas point mitoyen d’écoulement 45(1/11) appelé point inférieur d’écoulement (PIE), il est doté d’un filtre de protection 83(1/11) qui fdtre l’air de respiration et empêche toute intrusion extérieure. Il est également doté d’un Lecteur de Trop Plein (LTP) 96(VII) qui indique à tout moment grâce à son Cadrant Bipolaire (CB) 98(1/11) le niveau d’évacuation de trop plein de la cuve de stockage d’eau filtrée désinfectée 87(1/11).

L’invention est constituée d’une construction mitoyenne au site de production des eaux usées partant du point supérieur d’admission des eaux usées brutes 26(1/11) au point inférieur d’écoulement (PIE) (44, 45, 46, 47) (I/Π) elle est orientée en direction du (PIE) suivant 3 niveaux descendants représentatifs des 3 principales parties de la construction dont :

Deux cuves d’admission, une principale 25(1/11) et une de relais 76(1/11),

Les cuves de filtration (11, 19, 16) (I/II) et de stockage (36, 38) (I/II), Les circuits d’évacuation [(10, 47), (12, 46), (35, 44), (39, 45)] (I/II).

A partir du point supérieur d’écoulement (PSE) est positionné un collecteur principal 26(1/111) qui canalise les eaux usées venant de toutes les sources internes du site vers la cuve principale d’admission 25(1/11) ou de relais 76(1/11), chargée de leur prétraitement physique et chimique avant leur admission vers les lignes de filtration (7, 32) (I/II)

Quinze vannes [(1, 70), (73, 6, 71, 31), (20, 41), (9, 13, 43, 23, 24), (78, 80)] (I/II) contrôlent la circulation des eaux du dispositif :

- Les vannes d’admission (1, 70) (I/II),

- Les vannes de filtration (73, 6, 71, 31) (I/II),

- Les vannes de stockage (20, 41) (I/II)

- Les vannes d’évacuation (9, 13, 43, 23, 24) (I/II) et

Les vannes de service (78, 80) (I/II).

Les vannes d’admission (1, 70) (I/II) agissent en 2 temps l’ouverture et la fermeture. Pendant que le coté ouvert assure l’épuration des eaux, le côté fermé permet la maintenance de la cuve soit de relais 76(1/11) soit principale 25(1/11).

Les vannes de filtration [(73, 6), (71,31)] (I/II) agissent en couples de signe positif ou négatif. Pendant que le côté positif (73, 6) (I/II) est ouvert assurant la filtration avec la cuve 11(1/11), le côté négatif (71,31) (I/II) est fermé permettant la maintenance des cuves (16, 19) (I/II).

Chaque ligne de filtration dispose d’un nombre de cuves proportionnel à la dénivellation entre le (PSE) et le (PIE) plus elle est faible moins il y a de cuves plus elle est grande plus grand est la capacité de filtration et le nombre possible de cuves.

Pour un Δ(ΡΕ) nul ou suffisamment faible, le (PIE) est éloigné de la concession le dispositif est profondément enfoui dans le sol. Une adaptation éventuelle consiste à élever le (PSE) par une élévation par rapport au niveau du sol des douches et de la buanderie.

Pour un Δ(ΡΕ) assez grand, le dispositif est au niveau du sol ou partiellement enfoui. Il compte un nombre croissant de cuves avec un (PIE) souvent rapproché.

Les eaux filtrées sont réceptionnées dans 2 cuves :

La cuve d’eau filtrée 36(1/11) et

La cuve d’eau filtrée désinfectée 38(1/11)

Ces cuves sont faites pour conserver une grande quantité d’eau qu’elles mettent à disposition grâce à leur robinet de service (78, 80) (I/II) elles disposent d’une voie d’évacuation de trop-plein (35, 39) (I/II) qui se prolonge jusqu’au (PIE) (44, 45) (I/II).

La dernière cuve de chaque ligne de filtration (11, 16) (I/II) dispose d’une voie d’évacuation de tropplein (10, 12) (I/II) qui se prolonge jusqu’au (PIE) (46, 47) (I/II).

Les eaux de trop-plein des lignes de filtration (7, 31) (I/II) proviennent directement de la chambre 3 de la cuve d’admission 66(1/11) elles sont entièrement prétraitées mais non filtrées leur écoulement au niveau du (PIE) constitue un indicateur de l’état de fonctionnement des filtres, de leur niveau de performance et/ou de l’état de variabilité des flux initiaux.

Les quatre lignes de trop-plein encore appelées circuits d’évacuation [(10, 47), (12, 46), (35, 44), (39, 45)] (I/II) sont dotés chacun à la sortie d’un filtre de protection (82, 83, 84, 85) (I/II) qui empêche aux impuretés de l’air ambiant et aux animaux rampant ou volant de s’introduire dans le dispositif. Ils sont également dotés chacun d’un lecteur de trop plein (86, 87, 89, 90) (I/II) qui indique à tout moment grâce au cadrant bipolaire 98(1/11) le niveau interne de fonctionnement du dispositif et les dispositions conséquentes à prendre pour sa régulation.

Les conduits d’évacuation souvent enfouis dans le sol sont observables, protégés et analysables à travers 2 regards dont un Regard de Contrôle de Fonctionnement Interne (RCFI) 88(1/11) et un Regard d'évaluation des Produits d'évacuation (REPE) 77(1/11) qui marque la limite inférieure de la construction.

Le (RCFI) 88(1/11) laisse transparaître au fond 4 tuyaux d’évacuation [(10, 47), (12, 46), (35, 44), (39, 45)] (I/II) surmontés chacun d’un appareil démontable positionné à l’intérieur du tuyau et servant à la lecture instantanée du niveau d’écoulement de trop-plein grâce à son flotteur 94(1/11) et à son cadran bipolaire 98(1/11).

Le (PIE) est situé en dessus du point naturel d’écoulement voisin fait d’une rigole, un drain collectif, un étang, un lac ou un cours d’eau il est caractérisé de point zéro d'écoulement (PZE).

Le positionnement du (PIE) par rapport au (PZE) est essentiel il assure un écoulement continu de tropplein permettant ainsi de mesurer à tout moment l’état de fonctionnement du système.

Les mouvement alternés d’air et d’eau dans les cuves et les conduits du dispositif forment ce que nous appelons respiration alvéolaire (RA). En cas d’absence de trop-plein dans une cuve elle assure un écoulement naturel d’air dans le circuit appelé respiration alvéolaire intégrale (RAI) cette respiration existe aussi pendant l’écoulement de trop-plein mais de manière partielle elle est ainsi appelée respiration 5 alvéolaire partielle (RAP).

La (RAP) et la (RAI) constituent 2 paramètres essentiels de fonctionnalité du dispositif :

-La (RAP) sur les lignes de fdtration signale soit un disfonctionnement des cuves de filtration soit un flux excédentaire d’admission d’eau brute qui débouche sur une (RAI) sur les lignes de stockage.

-La (RAI) sur les lignes de filtration signale un fonctionnement optimum des cuves de filtration qui 10 débouche sur une (RAP) sur les lignes de stockage.

La table multifonctionnelle 62(11/11) à fonds multiples et à grilles interchangeables permet d’effectuer de manière écologique l’ensemble des opérations de nettoyage des cuves et de leur contenu.

Les objets, matériaux et boues de vidange récupérés y sont égouttés, séchés, triés et recyclés les sables sont lavés, calibrés puis réintroduits dans les cuves à l’aide d’un seau 61(11/11), d’une pelle 60(11/11) et d’une 15 raclette 59(11/11).

III- REVENDICATIONS

Claims (6)

1. III- REVENDICATIONS

   1- Dispositif d’épuration des eaux usées caractérisé en ce qu’il se compose de deux cuves d’admission (25, 76) (I/II) de deux lignes de filtration (7,32) (I/II) avec un nombre variable de cuves, de 2 cuves de stockage (36, 38) (I/II), de 5 lignes d’évacuation (10, 14, 39, 35, 22) (I/II) avec des filtres de protection (82, 83, 84, 85) (I/II), de vannes [(1, 70), (73, 6, 71, 31), (20, 41), (9, 13, 43, 23), (78, 80)] (I/II), de 2 regards (77, 88) (I/II), de grilles à maillages variables (57, 56, 58) (II/II) et d’une table multifonction 62(11/11).
2. 2- Dispositif d’épuration des eaux usées caractérisé selon la revendication n° 1 en ce qu’il permet, grâce aux vannes couplées d’admission et de filtration d’assurer au même moment la maintenance et la filtration.
3. 3- Dispositif d’épuration des eaux usées caractérisé selon les revendications n° 1 et n° 2 en ce qu’il permet grâce à la table multifonction 62(11/11) et à l’eau des cuves de stockage (36, 38) (I/II) d’assurer de manière écologique les opérations de maintenance.
4. 4- Dispositif d’épuration des eaux usées caractérisé selon les revendications n° 1 et n° 3 en ce qu’il permet grâce à ses cuves de stockage (36, 38) (I/II) d’améliorer par désinfection la qualité des eaux de rejet et/ou de réutilisation.
5. 5- Dispositif d’épuration des eaux usées caractérisé selon la revendication n° 1 en ce qu’il permet grâce à ses regards (77, 88) (I/II) d’évaluer et de réajuster en permanence son état de fonctionnalité.
6. 6- Dispositif d’épuration des eaux usées caractérisé selon les revendications n° 1 et n° 5 en ce qu’il permet grâce à l’effet dynamique ΔΡΕ = [(PSE) - (PIE)] de rechercher une dénivellation optimale susceptible d’augmenter les capacités de filtration.