[0001] La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'alimentation en gaz,
de préférence en air, d'un séparateur liquide/solide ainsi qu'une installation de
traitement de flux de fluide, notamment d'effluent intégrant un tel dispositif.
[0002] Les séparateurs liquide/solide par voie physique et/ou chimique, notamment par floculation
et/ou coagulation sont bien connus à ceux versés dans cet art et nécessitent, pour
un meilleur fonctionnement, un apport de gaz sous pression, généralement de l'air
comprimé, pour permettre une remontée des matières en suspension.
[0003] Jusqu'à présent, cet apport d'air comprimé s'opère directement au niveau du séparateur,
par injection d'air comprimé dans le séparateur, en parallèle de l'alimentation du
séparateur en flux de fluide à traiter. Du fait de cette double alimentation dans
laquelle chaque flux est indépendant de l'autre flux, et à la difficulté d'obtenir
un fonctionnement stable et répétitif des moyens d'injection d'air, on constate une
impossibilité de maîtriser de manière certaine le rapport flux de fluide à traiter/gaz
comprimé.
[0004] Un but de la présente invention est donc de proposer un dispositif et une installation
du type précité donc les conceptions permettent la maîtrise d'une répétabilité à l'intérieur
d'une plage prédéterminée de la quantité de gaz à injecter dans le séparateur.
[0005] À cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'alimentation en gaz, de préférence
en air, d'un séparateur liquide/solide muni d'au moins une entrée de flux de fluide
à traiter et d'au moins une sortie de fluide traité, caractérisé en ce que ledit procédé
comprend une étape de dérivation d'une fraction du flux de fluide du séparateur au
travers d'une enceinte, une étape d'introduction de gaz sous pression en une quantité
donnée dans ladite enceinte, et une étape de réintroduction du flux de fluide chargé
en gaz issu de l'enceinte dans le séparateur.
[0006] Grâce à la dérivation d'une fraction du flux de fluide du séparateur vers une enceinte
externe au séparateur, et au fait que l'apport de gaz sous pression se fait au niveau
de cette enceinte, il est possible de quantifier de manière certaine l'apport de gaz
sous pression en vue de maintenir un rapport gaz sous pression/flux de fluide sensiblement
constant pour une alimentation répétitive et quantifiée du mélange gaz sous pression/flux
de fluide à l'intérieur du séparateur.
[0007] De préférence, l'étape d'introduction de gaz sous pression en une quantité donnée
dans ladite enceinte est une étape d'introduction de gaz sous pression en une quantité
donnée dans ladite enceinte en fonction du poids de ladite enceinte. L'injection de
gaz sous pression dans l'enceinte entraîne une réduction du poids de l'enceinte. Le
contrôle du poids de l'enceinte permet donc de quantifier de manière précise l'apport
de gaz sous pression pour maintenir, en sortie d'enceinte, une qualité de flux de
fluide chargée en gaz sous pression sensiblement constante.
[0008] De préférence, l'étape de réintroduction du flux de fluide chargé en gaz issu de
l'enceinte dans le séparateur est une étape de réintroduction de manière co-courante
avec le flux de fluide à traiter. Grâce à cette alimentation co-courante du flux de
fluide à traiter et de la fraction de flux de fluide recirculant chargé en gaz sous
pression, le fonctionnement du séparateur n'est pas perturbé.
[0009] L'invention a encore pour objet un dispositif d'alimentation en gaz d'un séparateur
liquide/solide muni d'au moins une entrée de flux de fluide à traiter et d'au moins
une sortie de fluide traité, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend une enceinte
fermée munie d'une entrée d'alimentation en fluide et d'une sortie de fluide raccordables
au séparateur, des moyens d'injection de gaz sous pression dans ladite enceinte et
des moyens de dosage de la quantité de gaz introduite dans ladite enceinte.
[0010] De préférence, les moyens de dosage de la quantité de gaz introduite dans ladite
enceinte sont des moyens de dosage en fonction du poids de l'enceinte.
[0011] De préférence, les moyens de dosage comprennent une unité de pilotage des moyens
d'injection, des moyens de fourniture d'entrée de données à ladite unité de pilotage
et des moyens de pesée du poids de l'enceinte aptes à délivrer des signaux à l'unité
de pilotage, ladite unité de pilotage étant configurée pour commander le fonctionnement
des moyens d'injection à partir des données d'entrée fournies par les moyens de fourniture
d'entrée de données et des signaux délivrés par les moyens de pesée.
[0012] De préférence, l'unité de pilotage comprend des moyens de traitement électroniques
et/ou informatiques des données, tel qu'un microprocesseur associé à une mémoire de
travail.
[0013] De préférence, les moyens de fourniture d'entrée de données comprennent au moins
des moyens d'acquisition de données et/ou une interface d'entrée de données encore
appelée interface homme/machine et/ou une mémoire de stockage de données prédéfinie.
[0014] De préférence, les moyens de fourniture d'entrée de données sont configurés pour
fournir au moins deux valeurs de poids de consigne à savoir un poids de consigne haut
et un poids de consigne bas à l'unité de pilotage et l'unité de pilotage est configurée
pour commander le mode dit « marche » des moyens d'injection lorsque le poids de consigne
haut est atteint et le mode dit « arrêt » des moyens d'injection lorsque le poids
de consigne bas est atteint.
[0015] De préférence, les moyens d'injection comprennent un générateur de gaz sous pression
et une liaison obturable de raccordement du générateur à l'enceinte.
[0016] De préférence, l'organe d'obturation de la liaison de raccordement du générateur
à l'enceinte est en position ouverte en mode dit « marche » des moyens d'injection
et en position fermée en mode dit « arrêt » des moyens d'injection.
[0017] L'unité de pilotage est donc configurée pour commander le mode dit « marche » des
moyens d'injection par ouverture de l'organe d'obturation de la liaison de raccordement
du générateur à l'enceinte et le mode dit « arrêt » des moyens d'injection par fermeture
de l'organe d'obturation de la liaison de raccordement du générateur à l'enceinte.
[0018] De préférence, les moyens de raccordement de l'entrée et de la sortie de l'enceinte
aptes à permettre le raccordement desdites entrée et sortie de l'enceinte au séparateur
comprennent des moyens de circulation forcée de fluide.
[0019] L'invention a encore pour objet une installation de traitement de flux de fluide,
ladite installation comprenant un séparateur liquide/solide muni d'au moins une entrée
de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie de fluide traité et un dispositif
d'alimentation en gaz du séparateur.
[0020] De préférence, la liaison de raccordement de la sortie de fluide de l'enceinte au
séparateur présente un débouché à l'intérieur de l'entrée d'alimentation en fluide
à traiter du séparateur positionnable de manière coaxiale à ladite entrée.
[0021] De préférence, le séparateur comprend une cuve portant les au moins une entrée et
sortie de fluide du séparateur, ladite cuve étant divisée à l'aide d'au moins une
cloison en au moins deux compartiments dits respectivement amont et aval pris par
rapport au sens de circulation du fluide à traiter dans le séparateur, lesdits ou
au moins deux des compartiments communiquant entre eux par sousverse, c'est-à-dire
par une ouverture ménagée à la base de la cloison, le compartiment le plus en aval
de la cuve étant munie de la ou d'au moins une sortie de fluide traité du séparateur.
[0022] De préférence, la cuve présente une face de dessus ouverte et le séparateur comprend
un racleur disposé au niveau de la face de dessus ouverte de la cuve et une goulotte
de récupération des matières collectées par le racleur.
[0023] L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples
de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- La figure 1 représente une vue schématique d'ensemble d'une installation de traitement
de fluide liquide, notamment des fluides chargés en impuretés conforme à l'invention.
- La figure 2 représente une vue schématique de détail du séparateur.
[0024] Comme mentionné ci-dessus, l'invention a pour objet une installation de traitement
de flux de fluide, en particulier d'un flux de fluide liquide chargé en matières solides,
tel qu'un effluent.
[0025] Cette installation comprend un séparateur 2 liquide/solide muni d'au moins une entrée
3 de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie 4 de flux de fluide traité,
et un dispositif 1 d'alimentation en gaz du séparateur.
[0026] Dans l'exemple représenté, le séparateur 2 est un séparateur à une entrée 3 de fluide
à traiter et à deux sorties 4 de fluide traité. Ce séparateur 2 comprend une cuve
5 généralement métallique, compartimentée à l'aide de cloisons 6 s'étendant transversalement
au sens de circulation du fluide à traiter à l'intérieur du séparateur depuis l'entrée
3 vers les sorties 4 de fluide du séparateur pour former une série de compartiments
disposés côte à côte.
[0027] Le compartiment le plus en aval de la cuve pris dans le sens de circulation du flux
de fluide à traiter à l'intérieur du séparateur et représenté en 8 aux figures est
équipé de l'une des sorties 4 de fluide traité du séparateur.
[0028] Le compartiment immédiatement en amont et représenté en 7 aux figures est quant à
lui séparé du compartiment 8 le plus en aval par une cloison 6 qui s'interrompt en
partie inférieure pour ménager entre lesdits compartiments 7 amont et 8 aval une ouverture
9 de passage de fluide. Une partie de ce compartiment 7 amont est destinée à alimenter
un dispositif 1 d'alimentation en gaz du séparateur 2 qui sera décrit ci-après.
[0029] Ce séparateur 2 opère une séparation physico-chimique. À cet effet, l'entrée 3 du
séparateur est équipée de moyens de raccordement à au moins un réservoir d'agent de
floculation et/ou de coagulation pour permettre une alimentation en agent de floculation
et/ou de coagulation du séparateur et pour séparer par voie chimique les matières
liquides et solides du contenu du séparateur 2.
[0030] Ce séparateur 2 comprend encore un racleur 10 disposé au niveau de la face de dessus
ouverte de la cuve 5 et une goulotte 11 de récupération des matières collectées par
le racleur 10.
[0031] Dans l'exemple représenté, le racleur 10 se présente sous forme d'une bande sans
fin munie de palettes radiales aptes à racler en surface le contenu de la cuve du
séparateur et amener le contenu raclé en direction de la goulotte 11. Le contenu de
cette goulotte, formé généralement par des boues en cas de traitement d'eaux usées,
est ensuite évacué.
[0032] Comme mentionné ci-dessus, l'installation de traitement comprend encore un dispositif
1 d'alimentation en gaz sous pression, en l'occurrence ici en air comprimé du séparateur
liquide/solide pour favoriser la mise en suspension des matières floculées ou coagulées
à l'intérieur du séparateur 2.
[0033] Ce dispositif 1 d'alimentation comprend une enceinte 12 fermée, généralement en métal,
réalisée ici sous forme d'une enceinte cylindrique munie en partie haute d'une entrée
13 d'alimentation en fluide et en partie basse d'une sortie 14 de fluide. Ces entrée
13 et sortie 14 de fluide sont raccordables au séparateur par des moyens 23, 24 de
raccordement qui comprennent une liaison 23 de raccordement de l'entrée 13 de l'enceinte
au séparateur 2 côté sortie de fluide du séparateur et une liaison 24 de raccordement
de la sortie 14 de l'enceinte au séparateur côté entrée de fluide du séparateur.
[0034] Dans l'exemple représenté, chaque liaison 23, 24 est formée par un conduit. La liaison
23 de raccordement de l'entrée 13 de l'enceinte se raccorde au séparateur 2 au niveau
du compartiment 7 amont du séparateur décrit ci-dessus, c'est-à-dire le compartiment
du séparateur 2 immédiatement en amont du compartiment le plus en aval du séparateur
2.
[0035] Dans l'exemple représenté, cette liaison 23 est munie de moyens 25 de circulation
forcée de fluide réalisés ici sous forme d'une pompe, pour permettre une circulation
du flux de fluide depuis le séparateur 2, à travers l'enceinte 12 et le retour de
ce flux de fluide vers le séparateur 2.
[0036] La liaison 24 de raccordement de la sortie 14 de l'enceinte se raccorde au séparateur
au niveau de l'entrée 3 d'entrée de fluide du séparateur. À cet effet, dans l'exemple
représenté, la liaison 24, de raccordement de la sortie 14 de sortie de fluide de
l'enceinte 12 au séparateur, présente un débouché à l'intérieur de l'entrée 3 d'alimentation
en fluide à traiter du séparateur, positionnée de manière coaxiale à ladite entrée
3.
[0037] Le flux de fluide à traiter et le flux de fluide issu du dispositif 1 d'alimentation
sont donc introduits simultanément et sous forme d'un même flux à l'intérieur de la
cuve du séparateur.
[0038] Le circuit de circulation de fluide ainsi établi depuis le compartiment 7 du séparateur
jusqu'à l'entrée 3 de fluide du séparateur en passant par l'enceinte forme un circuit
de dérivation d'une fraction du flux de fluide du séparateur et permet une recirculation
d'une fraction du flux de fluide du séparateur après passage dans ladite enceinte.
[0039] Le dispositif 1 comprend encore des moyens 15 d'injection des gaz sous pression dans
ladite enceinte 12 et des moyens 19 de dosage de la quantité de gaz introduite dans
ladite enceinte 12. Les moyens 15 d'injection comprennent un générateur 16 de gaz
sous pression, formé ici par un compresseur, et une liaison 17 obturable de raccordement
du générateur 16 à l'enceinte 2. L'organe d'obturation 18 de la liaison 17 est ici
réalisé sous forme d'une électrovanne.
[0040] Les moyens 19 de dosage comprennent quant à eux une unité 20 de pilotage des moyens
15 d'injection, des moyens 21 de fourniture d'entrée de données à ladite unité 20
de pilotage et des moyens 22 de pesée du poids de l'enceinte 12 aptes à délivrer des
signaux à l'unité 20 de pilotage.
[0041] L'unité 20 de pilotage est configurée pour commander le fonctionnement des moyens
15 d'injection à partir des données d'entrée fournies par les moyens 21 de fourniture
d'entrée de données en fonction des signaux délivrés par les moyens 22 de pesée.
[0042] Les moyens 21 de fourniture d'entrée de données sont configurés pour fournir au moins
deux valeurs de poids de consigne, à savoir un poids de consigne haut et un poids
de consigne bas à l'unité 20 de pilotage et l'unité 20 de pilotage est configurée
pour commander le mode dit « marche » correspondant à l'ouverture de l'organe 8 d'obturation
lorsque le poids de consigne haut est atteint et le mode dit « arrêt » des moyens
15 d'injection correspondant à la fermeture de l'organe 18 d'obturation lorsque le
poids de consigne bas est atteint.
[0043] Comme mentionné ci-dessus, l'unité de pilotage comprend des moyens de traitement
électroniques et/ou informatiques de données, tels qu'un microprocesseur associé à
une mémoire de travail. Lorsque l'expression « l'unité de pilotage est configurée
pour » est utilisée, cela signifie que le microprocesseur comprend des instructions
pour réaliser l'action.
[0044] Comme mentionné également ci-dessus, les moyens 21 de fourniture d'entrée de données
peuvent comprendre des moyens d'acquisition de données et/ou une interface d'entrée
de données encore appelée interface homme/machine et/ou une mémoire de stockage de
données prédéfinies.
[0045] L'interface peut comprendre au moins une télécommande et/ou un écran tactile et/ou
un clavier.
[0046] Dans l'exemple illustré, les moyens 21 de fourniture d'entrée de données sont formés
par un clavier par l'intermédiaire duquel l'opérateur entre les poids de consigne
haut et bas, le poids de consigne bas étant généralement supérieur au poids à vide
de l'enceinte.
[0047] Les moyens 22 de pesée sont quant à eux formés par une simple cellule de pesée positionnée
à la base de l'enceinte pour en mesurer le poids total.
[0048] L'enceinte peut encore comprendre des moyens de mesure de la pression tels qu'un
manomètre, une purge d'air et des moyens de mesure du niveau du liquide à l'intérieur
de l'enceinte.
[0049] Le fonctionnement du dispositif est tel que suit : au démarrage de l'installation,
on fixe les poids de consigne haut et bas et on met en marche le compresseur formant
le générateur de gaz sous pression, ainsi que la pompe des moyens 25 de circulation
forcée de fluide. Pendant cette phase de démarrage, la fraction de flux de fluide
pompée dans le séparateur et traversant l'enceinte est réintroduite en l'état dans
le séparateur, jusqu'à ce que le niveau de fluide augmente dans l'enceinte pour atteindre
le poids de consigne haut de l'enceinte. À ce moment, l'organe 18 d'obturation de
la liaison du générateur 16 à l'enceinte 2 est ouvert et un gaz sous pression, en
l'occurrence de l'air sous pression, est envoyé dans l'enceinte pour y chasser une
partie de son contenu liquide jusqu'à atteindre le poids de consigne bas. À cet instant,
l'organe 18 d'opération de la liaison entre générateur de gaz sous pression et enceinte
est ramené en position fermée et ne sera réouvert que lorsque le poids de consigne
haut de l'enceinte aura été de nouveau atteint. Cette alimentation séquentielle en
gaz sous pression de l'enceinte permet de maintenir un rapport flux de fluide liquide
sous pression/gaz sous pression sensiblement constant ou contenu à l'intérieur d'une
plage prédéterminée pour l'alimentation du séparateur.
1. Procédé d'alimentation en gaz, de préférence en air, d'un séparateur (2) liquide/solide
muni d'au moins une entrée (3) de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie
(4) de fluide traité, caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape de dérivation d'une fraction du flux de fluide du
séparateur (2) au travers d'une enceinte (12), une étape d'introduction de gaz sous
pression en une quantité donnée dans ladite enceinte (12), et une étape de réintroduction
du flux de fluide chargé en gaz issu de l'enceinte (12) dans le séparateur (2).
2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'étape d'introduction de gaz sous pression en une quantité donnée dans ladite enceinte
(12) est une étape d'introduction de gaz en une quantité donnée dans ladite enceinte
(12) en fonction du poids de ladite enceinte (12).
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'étape de réintroduction du flux de fluide chargé en gaz issu de l'enceinte (12)
dans le séparateur (2) est une étape de réintroduction de manière co-courante avec
le flux de fluide à traiter.
4. Dispositif (1) d'alimentation en gaz d'un séparateur (2) liquide/solide muni d'au
moins une entrée (3) de flux de fluide à traiter et d'au moins une sortie (4) de fluide
traité,
caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend une enceinte (12) fermée munie d'une entrée (13) d'alimentation
en fluide et d'une sortie (14) de fluide raccordables au séparateur, des moyens (15)
d'injection de gaz sous pression dans ladite enceinte (12) et des moyens (19) de dosage
de la quantité de gaz introduite dans ladite enceinte (12).
5. Dispositif selon la revendication 4,
caractérisé en ce que les moyens (19) de dosage comprennent une unité (20) de pilotage des moyens (15)
d'injection, des moyens (21) de fourniture d'entrée de données à ladite unité (20)
de pilotage et des moyens (22) de pesée du poids de l'enceinte (12) aptes à délivrer
des signaux à l'unité (20) de pilotage, ladite unité (20) de pilotage étant configurée
pour commander le fonctionnement des moyens (15) d'injection à partir des données
d'entrée fournies par les moyens (21) de fourniture d'entrée de données en fonction
des signaux délivrés par les moyens (22) de pesée.
6. Dispositif selon la revendication 5,
caractérisé en ce que les moyens (21) de fourniture d'entrée de données sont configurés pour fournir au
moins deux valeurs de poids de consigne à savoir un poids de consigne haut et un poids
de consigne bas à l'unité (20) de pilotage et en ce que l'unité (20) de pilotage est configurée pour commander le mode dit "marche" des moyens
(15) d'injection lorsque le poids de consigne haut est atteint et le mode dit "arrêt"
des moyens (15) d'injection lorsque le poids de consigne bas est atteint.
7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6,
caractérisé en ce que les moyens (15) d'injection comprennent un générateur (16) de gaz sous pression et
une liaison (17) obturable de raccordement du générateur (16) à l'enceinte (2).
8. Dispositif selon la revendication 7,
caractérisé en ce que l'organe (18) d'obturation de la liaison (17) de raccordement du générateur (16)
à l'enceinte (2) est en position ouverte en mode dit "marche" des moyens (15) d'injection
et en position fermée en mode dit "arrêt" des moyens (15) d'injection.
9. Dispositif selon l'une des revendications
caractérisé en ce que les moyens (23, 24) de raccordement de l'entrée (13) et de la sortie (14) de l'enceinte
(12) aptes à permettre le raccordement desdites entrée (13) et sortie (14) de l'enceinte
(12) au séparateur (2) comprennent des moyens (25) de circulation forcée de fluide.
10. Installation de traitement de flux de fluide, ladite installation comprenant un séparateur
(2) liquide/solide muni d'au moins une entrée (3) de flux de fluide à traiter et d'au
moins une sortie (4) de fluide traité et un dispositif (1) d'alimentation en gaz du
séparateur (2),
caractérisé en ce que le dispositif (1) d'alimentation en gaz du séparateur est conforme à l'une des revendications
4 à 9.
11. Installation selon la revendication 10,
caractérisée en ce que la liaison (24) de raccordement de la sortie (14) de fluide de l'enceinte (12) au
séparateur (2) présente un débouché à l'intérieur de l'entrée (3) d'alimentation en
fluide à traiter du séparateur (2) positionnable de manière coaxiale à ladite entrée
(3).
12. Installation selon l'une des revendications 10 ou 11,
caractérisée en ce que le séparateur (2) comprend une cuve (5) portant les au moins une entrée (3) et sortie
(4) de fluide du séparateur (2), en ce que ladite cuve (5) est divisée à l'aide d'au moins une cloison (6) en au moins deux
compartiments (7, 8) dits respectivement amont et aval pris par rapport au sens de
circulation du fluide à traiter dans le séparateur (2), lesdits ou au moins deux (7,
8) des compartiments communiquant entre eux par sousverse c'est-à-dire par une ouverture
ménagée à la base de la cloison (6), le compartiment (8) le plus en aval de la cuve
étant muni de la ou d'au moins une sortie (4) de fluide traité du séparateur (2).
13. Installation selon la revendication 12,
caractérisée en ce que la cuve (5) présente une face de dessus ouverte et en ce que le séparateur (2) comprend un racleur (10) disposé au niveau de la face de dessus
ouverte de la cuve (5) et une goulotte (11) de récupération des matières collectées
par le racleur (10).