FR2899891A1 - Procede et installation de traitement d'un effluent charge de matieres en suspension avec lestant injecte en zone tranquillisee - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de traitement d'effluents chargés de matières en suspension avec une charge hydraulique élevée comprenant : au moins une étape de coagulation effectuée dans au moins une zone de coagulation ; au moins une étape de floculation effectuée dans au moins une zone de floculation ; au moins une étape de décantation effectuée dans au moins une zone de décantation, au cours de laquelle une partie des boues contenant les matières en suspension est séparée de l'effluent clarifié ; dans lequel un adjuvant de décantation est introduit au niveau d'au moins une zone de capture, tranquillisée, située entre la zone de floculation et la zone de décantation, la zone de capture comportant dans sa partie supérieure un dispositif de bullage d'air de manière à créer un matelas d'air (16) permettant d'assurer une répartition homogène de l'adjuvant de décantation dans cette zone. L'invention a également pour objet une installation de traitement d'un effluent chargé de matières en suspension, convenant à la mise en oeuvre dudit procédé.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de traitement

des eaux utilisant les techniques de coagulation, floculation et décantation. Ce procédé de traitement d'effluents est plus particulièrement adapté au traitement des eaux pluviales qui présentent plutôt de faibles concentrations en matières en suspension (MES) avec de forts débits hydrauliques. Le domaine de cette invention est celui des procédés physico-chimiques qui visent à séparer les particules en suspension dans l'effluent à traiter, en les amalgamant sous forme de "flocs", qui sont ensuite séparés par décantation. Les opérations successives, qui comprennent généralement les étapes de coagulation, de floculation et de décantation, sont réalisées dans différents compartiments. On utilise le plus souvent les compartiments d'un même appareil appelé décanteur.

Classiquement, le premier de ces compartiments correspond à une zone dans laquelle on effectue une étape de coagulation. Dans cette étape, les charges électriques portées par les particules en suspension sont neutralisées grâce à l'injection de sels de fer ou d'aluminium. Le deuxième compartiment est le site de la floculation, où les particules préalablement neutralisées se rencontrent et s'agglomèrent de façon à constituer le floc, grâce à l'addition d'un polymère. Le dernier compartiment correspond à l'étape de décantation, où les flocs et l'eau sont séparés. L'ensemble des flocs décantés constitue la boue. La principale amélioration apportée par les dernières techniques, consiste à augmenter la densité des flocs en y insérant un matériau minéral dense, en général, du sable fin. Des procédés de traitement d'effluents chargés de matières en suspension comprenant les étapes successives de coagulationûfloculationûdécantation, dans lesquels le lest ou adjuvant de décantation est injecté alors que le floc est mature, dans un compartiment spécifique qui est une zone non agitée, située après la zone de floculation et avant la zone de décantation, ont fait l'objet du dépôt des demandes de brevet FR 9816532 et FR 0008385 par la Demanderesse.

Ces procédés permettaient d'obtenir une charge hydraulique élevée lors de la décantation (la charge hydraulique correspondant au débit de l'effluent traité par unité de surface de lamelles, la surface de lamelles considérée étant la section horizontale constituée par l'ensemble desdites lamelles), et présentaient les avantages d'extraire des boues concentrées, tout en conservant une eau traitée de qualité. Dans le cadre de tels procédés de traitement d'effluents chargés de matières en suspension dans lesquels l'adjuvant de décantation est injecté dans une zone non agitée appelée zone de capture, la Demanderesse a découvert un perfectionnement consistant à créer un matelas d'air dans la partie supérieure de la zone de capture de manière à améliorer la répartition de l'adjuvant de décantation dans cette zone. Dans ce type de procédé, l'introduction du lest est un enjeu technique important pour assurer l'efficacité du procédé. Le nouveau procédé objet de la présente invention est particulièrement avantageux puisqu'il permet de répartir l'agent lestant le plus uniformément possible sur toute la surface de la zone non agitée afin d'optimiser le taux de capture entre le lest et les flocs formés dans la zone de floculation. Par ailleurs, le procédé selon la présente invention est simple à mettre en oeuvre, peu coûteux, permet de simplifier la mise en oeuvre de l'injection de l'agent lestant, et permet l'amélioration des performances épuratoires vis-à-vis des MES d'environ 10%.

La présente invention a ainsi pour objet un procédé de traitement d'un effluent chargé de matières en suspension avec une charge hydraulique élevée comprenant : - au moins une étape de coagulation effectuée dans au moins une zone de coagulation (2), - au moins une étape de floculation effectuée dans au moins une zone de floculation (3), - au moins une étape de décantation effectuée dans au moins une zone de décantation (5), au cours de laquelle une partie des boues contenant les matières en suspension est séparée de l'effluent clarifié, dans lequel un adjuvant de décantation (15) est introduit au niveau d'au moins une zone de capture (4), tranquillisée, située entre la zone de floculation et la zone de décantation, la zone de capture (4) comportant dans sa partie supérieure un dispositif de bullage d'air de manière à créer un matelas d'air (16) permettant d'assurer une répartition homogène de l'adjuvant de décantation dans cette zone. Par le terme de charge hydraulique , on entend au sens de la présente invention le débit de l'effluent traité par unité de surface de lamelles, la surface de lamelles considérée étant la section horizontale constituée par l'ensemble desdites lamelles. Une charge hydraulique élevée correspond avantageusement à une charge hydraulique supérieure à 100 m/h. Avantageusement selon la présente invention, l'adjuvant de décantation est un matériau granulaire tel que le sable.

Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, la quantité d'air injecté pour former le matelas d'air (16) est comprise entre 10 et 15 Nm3/h par mètre carré de surface de la zone de capture (4). Avantageusement selon la présente invention, la phase contenant les boues et l'adjuvant de décantation est extraite de la zone de décantation (5), l'adjuvant de 15 décantation est séparé des boues, puis l'adjuvant de décantation (15) est réintroduit dans la zone de capture (4). Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, l'adjuvant de décantation est séparé des boues, lavé et séché à l'aide d'un séparateur à sable (9), puis est réinjecté sous forme pulvérulente au-dessus de la zone de capture (4). 20 Dans un autre mode de réalisation particulier de la présente invention, l'adjuvant de décantation est séparé des boues et lavé à l'aide d'un séparateur à sable (9), puis est réinjecté par voie liquide dans la zone de capture (4). Selon une caractéristique particulière de la présente invention, l'étape de décantation est mise en oeuvre dans un décanteur lamellaire comprenant une pluralité 25 de plaques inclinées (6), parallèles entre elles et prévues à la partie supérieure de la zone de décantation (5). L'intérêt majeur de la décantation lamellaire par rapport à la décantation classique repose sur la capacité à traiter une grande quantité d'effluent dans un petit volume. Cette performance s'exprime essentiellement au travers de la charge hydraulique au radier de la surface de décantation. Actuellement, les décanteurs 30 lamellaires à floc lesté atteignent des charges hydrauliques maximales de l'ordre de 130 m/h (FR 2 758 812 Al).

La présente invention a également pour objet une installation de traitement d'un effluent chargé de matières en suspension avec une charge hydraulique élevée comprenant successivement : - une zone de coagulation (2) munie d'un moyen d'agitation, comprenant un moyen d'introduction (1) de l'effluent à traiter, un moyen d'introduction de l'adjuvant de coagulation (12) et un moyen d'évacuation de l'effluent de la zone de coagulation ; - une zone de floculation (3) munie d'un moyen d'agitation, comprenant un moyen d'introduction de l'effluent à traiter, un moyen d'introduction de l'adjuvant de floculation (13) et un moyen d'évacuation de l'effluent de la zone de floculation ; - une zone de capture (4) tranquillisée, située entre la zone de floculation (3) et la zone de décantation (5), ladite zone de capture (4) comprenant un moyen d'introduction de l'effluent à traiter, un moyen d'introduction de l'adjuvant de décantation (15) et un moyen d'évacuation (14) de l'effluent de la zone de capture, ladite zone de capture (4) comportant en outre dans sa partie supérieure un dispositif de bullage d'air assurant le maintien d'un matelas d'air (16) ; et - une zone de décantation (5) comprenant un moyen d'introduction de l'effluent à décanter, un moyen d'évacuation de l'effluent clarifié (7) et un moyen d'évacuation des boues décantées (8).

Cette installation convient à la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. Dans un exemple de réalisation particulier de la présente invention, le dispositif de bullage d'air (16) est immergé dans la zone de capture (4), avantageusement à une profondeur de 40 à 80 cm sous la surface libre, plus avantageusement à une profondeur de 40 à 60 cm sous la surface libre, encore plus avantageusement à une profondeur d'environ 50 cm sous la surface libre. Cette disposition du dispositif de bullage d'air (16) dans la zone de capture (4) permet de ne pas perturber l'hydraulique du flux principal dans la zone de capture (4), d'assurer la tranquillisation de la partie inférieure de la zone de capture (4), et de minimiser le risque d'entraînement de bulles d'air vers la zone de décantation (5). Dans un mode de réalisation particulier selon la présente invention, la communication hydraulique entre la zone de capture (4) et la zone de décantation (5) est réalisée au moyen d'une ouverture de communication (14), avantageusement située sous l'extrémité supérieure des lamelles. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de bullage d'air (16) est avantageusement disposé au-dessus du bord supérieur de l'ouverture de communication (14) aménagée entre la zone de capture (4) et la zone de décantation (5). De manière particulièrement avantageuse, le dispositif de bullage d'air (16) est disposé au moins à 20 cm au-dessus du bord supérieur de ladite ouverture de communication (14). Dans un autre mode de réalisation particulier selon la présente invention, la communication hydraulique entre la zone de capture (4) et la zone de décantation (5) est réalisée par surverse au dessus de la paroi commune à ces deux zones. La zone de capture (4) comporte dans sa partie supérieure un dispositif de bullage d'air (16) immergé, de préférence au-dessus de ladite paroi commune, avantageusement à une profondeur de 40 à 60 cm, de préférence à une profondeur de l'ordre de 50 cm sous la surface de l'effluent.

Avantageusement selon la présente invention, le matelas d'air (16) est réparti sur toute la surface de la zone de capture (4). De manière particulièrement avantageuse selon la présente invention, le matelas d'air (16) est formé à l'aide d'un réseau de conduits (17) d'injection d'air 20 couvrant la totalité de la surface de la zone de capture (4). Selon une caractéristique particulière de la présente invention, l'installation contient, en aval de la zone de décantation (5), un séparateur à sable (9) permettant de séparer l'adjuvant de décantation des boues décantées (8) et de laver l'adjuvant de décantation, l'adjuvant de décantation (15) étant ensuite réintroduit directement ou 25 indirectement dans la zone de capture (4). Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, le séparateur à sable (9) est disposé au-dessus de la zone de capture (4) de manière à ce que l'adjuvant de décantation (15) tombe directement dans ladite zone de capture (4). Dans un autre mode de réalisation particulier de la présente invention, 30 l'installation contient, en aval du séparateur à sable (9), une cuve à suspension (10) de manière à ce que l'adjuvant de décantation issu du séparateur à sable (9) tombe directement dans ladite cuve à suspension (10), l'adjuvant de décantation (15) mis en suspension étant ensuite réintroduit dans la zone de capture (4).

Divers objets et avantages de la présente invention deviendront apparents pour l'homme du métier par le biais de références aux dessins illustratifs suivants. La figure 1 correspond à un mode de réalisation particulier de la présente invention, dans lequel l'adjuvant de décantation est récupéré de la zone de décantation, lavé, séché, puis est réintroduit dans la zone de capture par voie sèche. La figure 1 est une vue schématique d'une installation selon la présente 10 invention comportant en série : - une zone de coagulation (2) munie d'un élément d'agitation, d'une conduite d'introduction de l'effluent à traiter (1) et d'une conduite d'introduction d'un adjuvant de coagulation (12) ; - une zone de floculation (3) munie d'un élément d'agitation et d'une conduite 15 d'introduction d'un adjuvant de floculation (13) ; - une chambre de capture (4), tranquillisée, munie d'une conduite d'introduction de l'effluent à traiter, d'un moyen d'introduction de l'adjuvant de décantation (15), et d'un moyen d'évacuation (14) de l'effluent de la zone de capture. Ladite chambre de capture (4) comprend en outre dans sa partie supérieure un dispositif de bullage d'air 20 immergé assurant le maintien d'un matelas d'air (16) ; - une zone de décantation (5), comprenant dans sa partie supérieure une goulotte de récupération des effluents traités (7) et un élément lamellaire (6), et comprenant également dans sa partie inférieure un moyen de soutirage des boues (8) ; - en aval de la zone de décantation (5), un séparateur à sable (9) à vis inclinée 25 permettant de séparer l'adjuvant de décantation des boues décantées (8), de laver et de sécher l'adjuvant de décantation, ledit séparateur à sable (9) étant disposé au-dessus de la zone de capture (4) de manière à ce que l'adjuvant de décantation (15) tombe directement sous forme pulvérulente dans ladite zone de capture (4). Le séparateur à sable (9) comporte en outre une conduite d'évacuation (11) des boues. 30 La figure 2 correspond à un autre mode de réalisation particulier de la présente invention, dans lequel l'adjuvant de décantation est récupéré de la zone de décantation, lavé, puis est réintroduit dans la zone de capture par voie liquide. La figure 2 est une vue schématique d'une installation selon la présente 5 invention comportant en série : - une zone de coagulation (2) munie d'un élément d'agitation, d'une conduite d'introduction de l'effluent à traiter (1) et d'une conduite d'introduction d'un adjuvant de coagulation (12) ; - une zone de floculation (3) munie d'un élément d'agitation et d'une conduite 10 d'introduction d'un adjuvant de floculation (13) ; - une chambre de capture (4), tranquillisée, munie d'une conduite d'introduction de l'effluent à traiter, d'un moyen d'introduction de l'adjuvant de décantation (15), et d'un moyen d'évacuation (14) de l'effluent de la zone de capture. Ladite chambre de capture (4) comprend en outre dans sa partie supérieure un dispositif de bullage d'air 15 immergé assurant le maintien d'un matelas d'air (16) ; - une zone de décantation (5), comprenant dans sa partie supérieure une goulotte de récupération des effluents traités (7) et un élément lamellaire (6), et comprenant également dans sa partie inférieure un moyen de soutirage des boues (8) ; - en aval de la zone de décantation (5), un séparateur à sable (9) à vis inclinée 20 permettant de séparer l'adjuvant de décantation des boues décantées (8), de laver et de sécher l'adjuvant de décantation, le séparateur à sable (9) comportant en outre une conduite d'évacuation (11) des boues ; et - en aval du séparateur à sable (9), une cuve à suspension (10) de manière à ce que l'adjuvant de décantation issu du séparateur à sable (9) tombe directement dans 25 ladite cuve à suspension (10), l'adjuvant de décantation (15) mis en suspension dans la cuve à suspension (10) étant ensuite réintroduit par voie liquide dans la zone de capture (4).

La figure 3 représente un mode de réalisation particulier de la zone de capture 30 (4) (en vue agrandie), faisant apparaître un exemple de cotations de hauteur (en mm) des différents éléments présents dans cette zone. La communication hydraulique entre la zone de capture (4) et la zone de décantation (5) est réalisée dans ce mode de réalisation particulier au moyen d'une "fente" (14) (ouverture de communication) située sous l'extrémité supérieure des lamelles. La zone de capture (4) comporte en outre dans sa partie supérieure un système de bullage d'air (16) immergé, à une profondeur de 50 cm sous la surface de l'effluent, ledit système de bullage d'air (16) étant agencé bien au-dessus du bord supérieur de l'ouverture de communication (14) aménagée entre la zone de capture (4) et la zone de décantation (5). La figure 4 représente un autre mode de réalisation particulier de la zone de capture (4) (en vue agrandie), dans lequel la communication hydraulique entre la zone de capture et la zone de décantation est réalisée par surverse au dessus de la paroi commune à ces deux zones. La zone de capture (4) comporte toujours dans sa partie supérieure, plus précisément au dessus de ladite paroi, un système de bullage d'air (16) immergé, avantageusement à une profondeur de 50 cm sous la surface de l'effluent. La figure 5 est une vue de dessous schématique du dispositif de mise en oeuvre du matelas d'air (16), ledit matelas étant formé grâce à un réseau de conduits (17) d'injection d'air rnunis d'ajutages (18), le matelas couvrant la totalité de la surface de la zone de capture (4). La figure 6 est une représentation schématique du fonctionnement d'un dispositif global de répartition du lest dans la zone de capture (4) selon un mode de réalisation de la présente invention. Le lest (15) est apporté par voie liquide, grâce à un réseau de conduits ajutés, au dessus de la surface du volume d'eau et tombe sur le matelas d'air (16). Celui-ci est généré par les bulles (16) qui s'échappent des ajutages (18) disposés le long des conduits (17) d'amenée d'air.

Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre de la façon suivante : un effluent à traiter (1) est introduit dans le décanteur au niveau de la zone dite de coagulation (2). Dans cette zone (2), qui est maintenue agitée, on introduit au moins un adjuvant de coagulation (12) qui est par exemple un sel de métal : chlorure ferrique ou sulfate d'aluminium. Lors de l'étape de coagulation, les matières en suspension sont électriquement neutralisées. L'effluent de la zone de coagulation est ensuite introduit au niveau de la zone de floculation (3) du décanteur.

Dans cette zone de floculation (3), qui est maintenue agitée, on introduit au moins un adjuvant de floculation (13) qui est par exemple un polymère cationique, anionique ou neutre, naturel ou synthétique. Lors de l'étape de floculation, les matières en suspension dans l'effluent s'agglomèrent avec de l'adjuvant de floculation ce qui permet la croissance du floc. L'agitation des zones de coagulation (2) et de floculation (3) peut être réalisée par des moyens mécaniques (agitateurs) ou par une injection d'air. En ce qui concerne la zone de floculation (3), un paramètre important à considérer est le gradient de vitesse G, qui est classiquement compris entre 70 si et 300 s1. Dans le cas de flocs lestés, G peut être 10 fois plus élevé, comme le rapporte le brevet FR 2 627 704 B1. Chacune des zones de coagulation (2) et de floculation (3) peut comprendre une ou plusieurs cuve(s). Généralement, chacune de ces zones comprend une à deux cuve(s), et de préférence une seule cuve. Après ces traitements de maturation du floc, l'effluent à traiter est ensuite introduit au niveau de la zone de capture (4) qui est une zone non agitée, comportant dans sa partie supérieure un dispositif de bullage d'air immergé assurant le maintien d'un matelas d'air (16), l'adjuvant de décantation se trouvant alors injecté de manière homogène dans ladite zone de capture (4). La demanderesse a ainsi découvert un moyen permettant d'optimiser la répartition de l'agent lestant du type sable, lorsqu'il est introduit dans la zone non agitée (4). Cette répartition homogène des grains de lest est obtenue par création et maintien d'un bullage d'air (16) qui constitue un "matelas", et au travers duquel les grains de lest sont répartis de façon aléatoire. Ce matelas d'air (16) est créé uniquement sous le niveau d'eau de la zone non agitée (4) (environ 50 cm sous la surface de l'eau). Ce dispositif (voir Figure 6) permet de créer une turbulence locale, près de la surface de l'effluent, pour forcer la répartition des grains de lest après leur introduction. Ce matelas d'air (16) étant créé près de la surface libre ne perturbe pas le régime tranquillisé de la zone de capture (4). Ainsi, ce matelas d'air (16) superficiel ne change en rien l'hydraulique globale 30 de la zone non agitée (4) qui reste une zone tranquillisée, dans laquelle l'intégrité des flocs est préservée et dans laquelle l'écoulement permet la capture flocs/grains de lest.

Grâce à ce dispositif de bullage d'air, les moyens d'introduction du sable peuvent être simplifiés. Une répartition spatiale grossière du sable est avantageuse, et permet de maintenir des performances épuratoires élevées en tel,nes d'élimination des matières en suspension des effluents à traiter.

Avantageusement selon la présente invention, le dispositif d'injection d'air est constitué d'un réseau de conduits (17), typiquement de diamètre 15 mm, couvrant la totalité de la surface de la zone de capture (4), et situé de préférence à une profondeur de 40 à 80 cm, encore plus avantageusement à une profondeur d'environ 50 cm, sous la surface libre.

Les conduits sont généralement espacés entre eux de 100 à 150 mm. Chaque conduit (17) est muni, en sa partie inférieure, d'ajutages (18) (voir la Figure 5). Les ajutages ont typiquement un diamètre de 2 mm, et sont généralement espacés entre eux de 50 mm. La quantité d'air à fournir pour créer et maintenir le matelas d'air (16) est 15 avantageusement comprise entre 10 et 15 Nm3/h, par mètre carré de surface de dispersion de la zone de capture (4). Le matelas d'air (16) ainsi formé permet une meilleure répartition du sable dans la zone de capture (4) avant qu'il ne rencontre les flots. Le gain obtenu vis-à-vis de l'abattement global en MES est d'environ 10 %. 20 La zone de capture (4), située entre la zone de floculation (3) et la zone de décantation (5), a deux fonctions principales importantes. Dans cette zone, il est tout d'abord essentiel de conserver l'intégrité du floc néo-formé et d'assurer la rencontre efficace entre le floc et les grains de l'agent lestant. A cet effet, il est donc essentiel de dimensionner la zone de capture de façon appropriée. 25 Dans un mode de réalisation particulier testé, la zone de capture (4) possédait des dimensions :particulières, notamment concernant sa section horizontale, sur laquelle sont répartis de façon homogène les différents points d'injection de l'agent lestant tel que le sable. Pour la mise en oeuvre d'un traitement correspondant à 150 m3/h, les dimensions de cette zone sont par exemple les suivantes : 30 - hauteur : 4625 mm - largeur : 1500 mm - longueur : 500 mm Il est également important de prendre en compte la vitesse hydraulique au sein de cette zone de capture (4). Au débit nominal du procédé de traitement, il est avantageux que cette vitesse hydraulique ne dépasse pas 200 m/h, de manière à ne pas déstructurer les flocs formés. Pareille mesure de précaution s'applique aux passages singuliers, c'est-à-dire les passages entre zone de floculation/zone de capture et zone de capture/zone de décantation. Les résultats des essais effectués sur une telle installation ayant une capacité de traitement de 150 m3/h ont confirmé le fonctionnement optimal du procédé selon la présente invention. En effet, plus de 90 % des MES ont été éliminées avec une vitesse 10 de passage en zone de décantation de l'ordre de 100 m/h. Pour atteindre un tel résultat, il est essentiel d'obtenir, dans la zone de floculation, un floc d'aspect général relativement gros et compact.

La zone de décantation (5), disposée en aval de la zone de capture (4), peut 15 comprendre une ou plusieurs cuve(s). Généralement, cette zone comprend une à deux cuve(s). Des flocs très denses décantent directement en partie inférieure de la zone de capture (4). Aussi, la zone de capture comprend avantageusement, dans sa partie inférieure, une conduite de soutirage des boues. Celles-ci sont alors extraites 20 régulièrement et mélangées aux boues soutirées dans la zone de décantation (5). A la sortie de la zone de décantation (5), on obtiendra ainsi deux phases distinctes : une phase liquide correspondant à l'effluent clarifié (7) et une phase au moins en partie solide correspondant aux boues. Ces boues comprennent les matières en suspension, les adjuvants de décantation, les adjuvants de coagulation et de 25 floculation, ainsi qu'un liquide interstitiel. Cette phase en partie solide est récupérée principalement au fond de la zone de décantation (5). Tous les adjuvants de décantation connus de l'homme du métier tels que le sable peuvent être utilisés pour réaliser la décantation dans le procédé selon la présente invention. Généralement, l'adjuvant de décantation présente une granulométrie 30 comprise entre 30 micromètres (gin) et 600 micromètres ( m). D'une manière générale, on préférera un matériau qui combine à la fois une densité supérieure à 2,5 kg/dm3, et une insolubilité totale dans les conditions classiques du traitement de l'eau.

Ces matériaux, utilisés comme adjuvant de décantation, permettent de lester les agrégats de particules initialement présentes (flocs) et d'accélérer leur décantation. Selon une variante préférée du procédé selon la présente invention, l'adjuvant de décantation est extrait des boues, avantageusement il est soumis à un traitement, comme par exemple un rinçage ou lavage, éventuellement un séchage, puis il est recyclé vers la zone non agitée de capture (4) de l'installation de traitement. Afin de minimiser la consommation d'adjuvant de décantation tel que le sable, on sépare l'adjuvant de décantation des boues d'extraction, avant de le réintroduire dans l'installation de traitement. Avantageusement, l'adjuvant de décantation doit pouvoir être récupéré à plus de 99 %, avec une proportion en matière organique (MO) inférieure à 3 %. La séparation des boues et de l'adjuvant de décantation peut être effectuée par tamisage, centrifugation, par hydrocyclonage, ou par tout autre moyen adapté connu de l'homme du métier.

De manière particulièrement avantageuse selon la présente invention, l'adjuvant de décantation est séparé des boues à l'aide d'un séparateur à sable (9) avant d'être recyclé vers la zone de capture (4). Le séparateur à sable (9) selon l'invention a deux fonctions essentielles : - séparation par décantation de l'adjuvant de décantation, tel que le sable, et des 20 boues, - lavage au moins partiel de l'adjuvant de décantation par injection d'eau. La qualité du mélange boues/sable, issu de la zone de décantation (5) de l'installation de traitement des eaux, permet que ce mélange soit introduit directement dans le séparateur à sable (9) sans étape préalable. Lorsque le mélange est introduit 25 dans le séparateur, le sable est décanté et lavé par un courant ascendant d'eau de lavage. Les matières organiques sont évacuées sous forme de boues (11) par la surverse du séparateur. Le sable lavé est quant à lui régulièrement extrait en partie basse du séparateur, puis avantageusement transféré au moyen d'une vis pour être recyclé. 30 Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, le séparateur à sable (9), grâce à son système de vis inclinée, permet de sécher au moins partiellement l'adjuvant de décantation qui a été préalablement séparé des boues et lavé.

Le séparateur à sable (9) selon l'invention est particulièrement avantageux, puisqu'il permet de récupérer le sable avec un rendement supérieur à 99% et une proportion en matière organique (MO) inférieure à 3 %. Deux modes de réalisation préférés sont possibles au niveau de la récupération et de la réinjection de l'adjuvant de décantation tel que lesable : l'adjuvant de décantation peut être réinjecté dans la zone de capture (4) soit par voie sèche, soit par voie liquide. Dans un premier mode de réalisation selon l'invention, le sable est séparé des boues à l'aide d'un séparateur à sable (9) qui assure la séparation boues/sable, le lavage partiel et le séchage du sable, puis celui-ci est réinjecté sous forme pulvérulente au dessus de la zone non agitée de capture (4), comme cela est représenté sur la Figure 1. Dans ce mode de réalisation, le séparateur à sable (9) est avantageusement disposé au dessus de l'ouvrage de traitement des eaux, en particulier au-dessus de la zone de capture (4) (voir Figure 1). Dans un exemple de réalisation, le sable lavé, issu de la vis inclinée du séparateur (9), tombe directement dans une trémie reliée à un système de dispersion, de type dispersion d'engrais. Cette configuration est avantageuse puisqu'elle permet l'économie d'une pompe d'injection de sable, d'une cuve et d'un agitateur.

Dans un second mode de réalisation selon l'invention, le sable est séparé des boues à l'aide d'un séparateur à sable (9) qui assure la séparation boues/sable, le lavage partiel et le séchage partiel du sable, puis le sable lavé, issu de la vis inclinée, tombe dans une cuve, dite cuve à suspension (10). Dans cette cuve (10), remplie d'eau et de sable, le sable est maintenu en suspension homogène par agitation puissante. Une pompe centrifuge aspire le contenu de la cuve (10) et alimente, en continu, le système de dispersion du sable sur toute la surface de la zone de capture (4), comme cela est représenté sur la Figure 2. Dans ce mode de réalisation, le sable est récupéré sous forme de suspension en sortie de la cuve à suspension (10), avant d'être réintroduit dans la zone de capture (4) non agitée. De manière particulièrement avantageuse selon l'invention, le sable est activé par un polymère liquide que l'on ajoute dans la cuve à suspension (10), avant d'être réintroduit dans l'installation. L'ajout de polymère permet d'améliorer le contact et le collage entre les grains de sable et les flocs.

Les boues séparées du sable sont évacuées par une conduite d'évacuation (11), 5 et peuvent être stockées dans une cuve de stockage. Elles sont ensuite avantageusement envoyées vers un circuit de traitement des boues.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement d'un effluent chargé de matières en suspension avec une charge hydraulique élevée comprenant : au moins une étape de coagulation effectuée dans au moins une zone de coagulation (2), - au moins une étape de floculation effectuée dans au moins une zone de floculation (3), - au moins une étape de décantation effectuée dans au moins une zone de décantation (5), au cours de laquelle une partie des boues contenant les matières en suspension est séparée de l'effluent clarifié, caractérisé en ce qu'un adjuvant de décantation (15) est introduit au niveau d'au moins une zone de capture (4), tranquillisée, située entre la zone de floculation et la zone de décantation, la zone de capture (4) comportant dans sa partie supérieure un dispositif de bullage d'air de manière à créer un matelas d'air (16) permettant d'assurer une répartition homogène de l'adjuvant de décantation dans cette zone.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'adjuvant de décantation est un matériau granulaire tel que le sable.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la quantité d'air injecté pour former le matelas d'air (16) est comprise entre 10 et 15 Nm3/h par mètre carré de surface de la zone de capture (4).

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la phase contenant les boues et l'adjuvant de décantation est extraite de la zone de décantation (5), l'adjuvant de décantation est séparé des boues, puis l'adjuvant de décantation (15) est réintroduit dans la zone de capture (4).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'adjuvant de décantation est séparé des boues, lavé et séché à l'aide d'un séparateur à sable (9), puis est réinjecté sous forme pulvérulente au-dessus de la zone de capture (4).

6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'adjuvant de décantation est séparé des boues et lavé à l'aide d'un séparateur à sable (9), puis est réinjecté par voie liquide dans la zone de capture (4).

7. Installation de traitement d'un effluent chargé de matières en suspension avec une charge hydraulique élevée comprenant successivement : - une zone de coagulation (2) munie d'un moyen d'agitation, comprenant un moyen d'introduction (1) de l'effluent à traiter, un moyen d'introduction de l'adjuvant de coagulation (12) et un moyen d'évacuation de l'effluent de la zone de coagulation ; - une zone de floculation (3) munie d'un moyen d'agitation, comprenant un moyen d'introduction de l'effluent à traiter, un moyen d'introduction de l'adjuvant de floculation (13) et un moyen d'évacuation de l'effluent de la zone de floculation ; une zone de capture (4) tranquillisée, située entre la zone de floculation (3) et la zone de décantation (5), ladite zone de capture (4) comprenant un moyen d'introduction de l'effluent à traiter, un moyen d'introduction de l'adjuvant de décantation (15) et un moyen d'évacuation (14) de l'effluent de la zone de capture, ladite zone de capture (4) comportant en outre dans sa partie supérieure un dispositif de bullage d'air assurant le maintien d'un matelas d'air (16) ; et - une zone de décantation (5) comprenant un moyen d'introduction de l'effluent à décanter, un moyen d'évacuation de l'effluent clarifié (7) et un moyen d'évacuation des boues décantées (8).

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif de bullage d'air (16) est immergé dans la zone de capture (4), avantageusement à une profondeur de 40 à 80 cm sous la surface libre, encore plus avantageusement à une profondeur d'environ 50 cm sous la surface libre.

9. Installation selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le matelas d'air (16) est réparti sur toute la surface de la zone de capture (4).

10. Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle contient, en aval de la zone de décantation (5), un séparateur à sable (9) permettant de séparer l'adjuvant de décantation des boues décantées (8) et de laver l'adjuvant de décantation, l'adjuvant de décantation (15) étant ensuite réintroduit directement ou indirectement dans la zone de capture (4).

11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le séparateur à sable (9) est disposé au-dessus de la zone de capture (4) de manière à ce que l'adjuvant de décantation (15) tombe directement dans ladite zone de capture (4).

12. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle contient, en aval du séparateur à sable (9), une cuve à suspension (10) de manière à ce que l'adjuvant de décantation issu du séparateur à sable (9) tombe directement dans ladite cuve à suspension (10), l'adjuvant de décantation (15) mis en suspension étant ensuite réintroduit dans la zone de capture (4).