CH628698A5

CH628698A5 - Device for regulating the flow rate of waste water

Info

Publication number: CH628698A5
Application number: CH240879A
Authority: CH
Inventors: Rodolfo Filippi
Original assignee: Rodolfo Filippi
Priority date: 1979-03-15
Filing date: 1979-03-15
Publication date: 1982-03-15
Also published as: FR2451421A1; ATA140380A; IT8019243A0; FR2451421B1; DE3001340A1; IT1129531B; AT378360B

Description

La présente invention concerne un dispositif de régulation du débit des eaux usées mélangées à des eaux de pluie claires, transmises The present invention relates to a device for regulating the flow rate of waste water mixed with clear rainwater, transmitted

à une station d'épuration au cours de crues et/ou suite à un orage, comportant une chambre collectrice équipée d'un premier orifice récepteur desdites eaux mélangées, d'un second orifice déverseur d'eau contenant une forte proportion d'eaux usées, et d'un troisième orifice déverseur d'eau contenant une forte proportion d'eaux claires, ladite chambre collectrice contenant un dispositif réglable pour guider une quantité prédéterminée d'eaux mélangées fortement concentrées en eaux usées vers ledit second orifice et pour déverser le surplus d'eaux mélangées contenant une forte proportion d'eaux claires dans la chambre collectrice et vers ledit troisième orifice. to a treatment plant during floods and / or following a storm, comprising a collecting chamber equipped with a first orifice for receiving said mixed water, a second orifice for discharging water containing a high proportion of wastewater , and a third water-pouring orifice containing a high proportion of clear water, said collecting chamber containing an adjustable device for guiding a predetermined quantity of mixed water highly concentrated in waste water towards said second orifice and for discharging the surplus of mixed water containing a high proportion of clear water in the collecting chamber and towards said third orifice.

Les dispositifs encore fréquemment utilisés, appelés déversoirs de crues, se présentant sous la forme de barrages à crête déversante, présentent l'inconvénient majeur de ne pas permettre de maintenir le débit de l'eau transmise à une station d'épuration entre des limites acceptables en cas de crue subite et, en particulier, après un orage. A titre d'exemple, on constate que le débit des eaux usées mélangées aux eaux de pluie suite à un orage peut dépasser cent fois le débit mesuré par temps sec. Or, les stations d'épuration sont généralement conçues pour traiter au plus deux fois le débit par temps sec. Dans le but d'éliminer ce surplus d'eaux usées fortement diluées par des eaux de pluie, on dispose aux endroits adéquats des déversoirs de crues ou d'orages aménagés en barrage à crête déversante, barrage surélevé à crête déversante suivi d'un tronçon en charge, ou barrage-déversoir avec tronçons en charge à l'amont et à l'aval. Les plans directeurs d'égouts sont basés actuellement sur un débit spécifique par temps sec de 0,011/s par habitant. The still frequently used devices, called flood weirs, in the form of flooding dams, have the major drawback of not allowing the flow of water transmitted to a treatment plant to be kept between acceptable limits. in the event of a sudden flood and, in particular, after a storm. By way of example, it can be seen that the flow rate of waste water mixed with rainwater following a storm can exceed a hundred times the flow rate measured in dry weather. However, sewage treatment plants are generally designed to treat at most twice the flow in dry weather. In order to eliminate this surplus of wastewater highly diluted by rainwater, we have at the appropriate places flood or storm weirs fitted out as a dam with overhanging crest, raised dam with overhanging crest followed by a section under load, or overflow dam with sections upstream and downstream. Sewage master plans are currently based on a specific flow in dry weather of 0.011 / s per inhabitant.

Les barrages-déversoirs de crues peuvent retenir dans une certaine mesure le surplus d'eau et favoriser au moins temporairement la décantation du mélange d'eaux, les eaux usées plus denses ayant tendance à passer au fond, tandis que les eaux claires fortement diluées par les eaux de pluie auront tendance à se maintenir au niveau supérieur. Toutefois, le réglage du débit des eaux usées amenées à la station d'épuration est difficilement contrôlable. Flood weirs can to some extent retain excess water and at least temporarily promote settling of the water mixture, denser wastewater tending to sink to the bottom, while clear water highly diluted by rainwater will tend to stay higher. However, the adjustment of the flow rate of the waste water brought to the treatment plant is difficult to control.

Les dispositifs à réglage dynamique du type susmentionné ne permettent pas le réglage précis du débit, la valeur de ce débit au moment des crues ou suite à un orage restant très supérieure à deux fois la valeur du débit par temps sec. En outre, les turbulences du courant entrant ne permettent pas une décantation effective des eaux mélangées, pour n'envoyer à la station d'épuration que des eaux fortement concentrées en eaux usées. Dynamic adjustment devices of the aforementioned type do not allow precise adjustment of the flow rate, the value of this flow rate at the time of floods or following a storm remaining much greater than twice the value of the flow rate in dry weather. In addition, the turbulence of the incoming current does not allow effective decantation of the mixed water, to send to the treatment plant only water highly concentrated in wastewater.

La présente invention se propose de pallier ces divers inconvénients en réalisant un dispositif de régulation tel que défini ci-dessus et permettant, d'une part, de séparer les eaux fortement concentrées en eaux usées de celles fortement concentrées en eaux claires et, d'autre part, de limiter le débit des eaux à forte concentration d'eaux usées à une valeur acceptable en vue du traitement par une station d'épuration. The present invention proposes to overcome these various drawbacks by providing a regulation device as defined above and making it possible, on the one hand, to separate the waters highly concentrated in wastewater from those highly concentrated in clear water and, on the other hand, to limit the flow of water with a high concentration of wastewater to an acceptable value for treatment by a treatment plant.

Dans ce but, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que ledit dispositif réglable comporte un tuyau constitué de deux éléments coniques raccordés bout à bout l'un à l'autre, de telle manière que leurs axes fassent un angle obtus dans un plan sensiblement horizontal, ledit premier élément conique ayant une extrémité libre raccordée audit premier orifice, et comportant des chicanes pour briser les turbulences du courant entrant, et ledit second élément conique ayant son extrémité libre raccordée audit second orifice et comportant un volet latéral à ouverture réglable pour déverser le surplus d'eaux mélangées dans ladite chambre collectrice. For this purpose, the device according to the invention is characterized in that said adjustable device comprises a pipe made up of two conical elements connected end to end to each other, so that their axes make an obtuse angle in a substantially horizontal plane, said first conical element having a free end connected to said first port, and comprising baffles to break the turbulence of the incoming current, and said second conical element having its free end connected to said second port and comprising a side flap with adjustable opening to pour the surplus mixed water into said collecting chamber.

Le dispositif de régulation décrit, réglable avec précision, peut opérer efficacement la séparation des eaux usées transmises à la station d'épuration d'avec les eaux claires constituées en majeure partie par des eaux de pluie. Cette séparation est très importante du fait que l'opération d'épuration par fermentation et réduction biologique est plus difficile à mesure que les eaux usées sont plus diluées. Pour que la station d'épuration reste efficace, même en période de charge supplémentaire due par exemple à des orages, il est donc primordial, d'une part, que la masse d'eau qui lui est amenée ne dépasse pas sa capacité de traitement et, d'autre part, que les eaux The described regulating device, adjustable with precision, can effectively separate the waste water transmitted to the treatment plant from the clear water consisting mainly of rainwater. This separation is very important because the purification operation by fermentation and biological reduction is more difficult as the wastewater is more diluted. For the treatment plant to remain efficient, even during periods of additional load due for example to thunderstorms, it is therefore essential, on the one hand, that the mass of water brought to it does not exceed its treatment capacity and, on the other hand, that the waters

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usées soient peu diluées. En conséquence, un système déversoir de crues ou d'orages doit allier deux caractéristiques essentielles: être en mesure de régler avec précision le débit des eaux transmises à la station d'épuration et être en mesure de séparer efficacement les eaux usées plus denses des eaux claires. little diluted. Consequently, a spillway system for floods or thunderstorms must combine two essential characteristics: to be able to precisely regulate the flow rate of water transmitted to the treatment plant and to be able to efficiently separate the denser wastewater from the water clear.

La présente invention, qui se propose d'atteindre ce but, sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et du dessin annexé dans lequel: The present invention, which intends to achieve this goal, will be better understood with reference to the description of an exemplary embodiment and the attached drawing in which:

la fig. 1 est une vue de dessus, illustrant le dispositif de régulation avec le dispositif de réglage logé dans la chambre collective, et la fig. 2 est une vue coupée en élévation du dispositif de régulation selon l'invention. fig. 1 is a top view, illustrating the regulating device with the regulating device housed in the collective chamber, and FIG. 2 is a sectional elevation view of the regulating device according to the invention.

En référence aux figures, la chambre collectrice 1 est de préférence constituée par un caisson de forme générale cylindrique, réalisé d'une pièce, par exemple en Fibrociment, en polyester ou en tout autre matériau présentant des caractéristiques d'étanchéité et de résistance mécanique suffisantes. A sa partie supérieure, la chambre 1 comporte une ouverture 2 permettant le passage d'un homme vers le dispositif de réglage décrit plus en détail ci-dessous. La face d'extrémité plane et circulaire 3 de la chambre 1 comporte une ouverture, dite premier orifice 5, récepteur des eaux mélangées. La face opposée 4 comporte deux ouvertures 6 et 7 appelées respectivement second et troisième orifice, déverseurs respectivement d'eaux concentrées en eaux usées et d'eaux claires. Le troisième orifice est prolongé à l'extérieur de la chambre par une pièce 8 rapportée conique, dont le but est de collecter les eaux claires déversées par la chambre, pour les diriger sur une conduite (non représentée) qui prend naissance à son embouchure 9. With reference to the figures, the collecting chamber 1 is preferably constituted by a box of generally cylindrical shape, made in one piece, for example in fiber cement, polyester or any other material having sufficient sealing and mechanical strength characteristics. . At its upper part, the chamber 1 has an opening 2 allowing the passage of a man towards the adjustment device described in more detail below. The planar and circular end face 3 of the chamber 1 has an opening, called the first orifice 5, which receives mixed water. The opposite face 4 has two openings 6 and 7 respectively called second and third orifice, respectively dischargers of water concentrated in waste water and clear water. The third orifice is extended outside the chamber by a conical insert 8, the purpose of which is to collect the clear water discharged from the chamber, to direct them on a pipe (not shown) which originates at its mouth 9 .

Ledit premier orifice permet de loger un manchon cylindrique 11, dont le diamètre extérieur correspond au diamètre dudit orifice, et au diamètre intérieur de l'entrée du dispositif réglable 10. Ce manchon est prolongé à l'extérieur de la chambre par un rebord 12, présentant un épaulement annulaire 13, prenant appui sur une plaque plane, par exemple rectangulaire 14. La plaque 14 peut être déplacée en hauteur, par exemple par coulissement dans des glissières latérales fixées verticalement sur la face 3, ou par la coopération des boulons de fixation 15 logés dans des alésages appropriés de la face 3, avec des fentes (non représentées) verticales aménagées dans la plaque 14. Ce dispositif permet de régler en hauteur la position dudit premier orifice. Le manchon est relié, par exemple, au moyen d'une bride de serrage circulaire 16, à l'entrée du dispositif réglable 10. Said first orifice makes it possible to house a cylindrical sleeve 11, the external diameter of which corresponds to the diameter of said orifice, and to the internal diameter of the inlet of the adjustable device 10. This sleeve is extended outside the chamber by a flange 12, having an annular shoulder 13, bearing on a flat plate, for example rectangular 14. The plate 14 can be moved in height, for example by sliding in lateral slides fixed vertically on the face 3, or by the cooperation of the fixing bolts 15 housed in suitable bores on the face 3, with vertical slots (not shown) arranged in the plate 14. This device makes it possible to adjust the position of said first orifice in height. The sleeve is connected, for example, by means of a circular clamp 16, to the inlet of the adjustable device 10.

Ledit second orifice, disposé à l'extrémité opposée du dispositif de réglage 10, est de préférence également traversé par un manchon 17, monté sur un dispositif de réglage en hauteur (non représenté) pouvant être construit sur les mêmes principes que celui fixé sur l'autre face plane 3. Ce manchon permet de raccorder le dispositif réglable 10 avec un tuyau amorcé en 18 qui guide les eaux usées vers la station d'épuration. Said second orifice, disposed at the opposite end of the adjustment device 10, is preferably also traversed by a sleeve 17, mounted on a height adjustment device (not shown) which can be built on the same principles as that fixed on the 'other flat face 3. This sleeve makes it possible to connect the adjustable device 10 with a pipe primed at 18 which guides the waste water to the treatment plant.

Le dispositif réglable 10 proprement dit se compose d'un premier élément conique 21 constitué par un tronçon de tuyau extérieurement cylindrique et dont les parois intérieures sont formées en cône. Cet élément 21 présente une ouverture latérale 22 qui s'étend sur toute sa longueur et qui représente approximativement la surface latérale du tuyau cylindrique, correspondant au premier quadrant pris dans le sens trigonométrique. Ce premier élément conique est prolongé par un deuxième élément conique 31, disposé approximativement dans le même plan horizontal ou légèrement incliné par rapport à l'horizontale. Les axes longitudinaux des deux éléments coniques font un angle obtus, c'est-à-dire que le couloir d'écoulement des eaux usées fait un coude entre le premier et le second élément coniques. The adjustable device 10 proper consists of a first conical element 21 constituted by a section of externally cylindrical pipe and the inner walls of which are formed as a cone. This element 21 has a lateral opening 22 which extends over its entire length and which represents approximately the lateral surface of the cylindrical pipe, corresponding to the first quadrant taken in the trigonometric direction. This first conical element is extended by a second conical element 31, disposed approximately in the same horizontal plane or slightly inclined relative to the horizontal. The longitudinal axes of the two conical elements form an obtuse angle, that is to say that the waste water flow corridor makes an elbow between the first and the second conical element.

Le premier élément conique comporte un premier bossage 23 constitué par un renflement rapporté sur la face latérale du tronçon de tuyau, ou directement formé par emboutissage de cette face latérale, disposé au-dessous de l'ouverture latérale 12 et s'étendant approximativement jusqu'à la partie inférieure du tuyau, c'est-à-dire sur une partie de la surface latérale correspondant au second quadrant pris dans le sens trigonométrique. Ce premier bossage a pour effet de briser la turbulence du courant entrant et de dévier le cours de la nappe d'eau inférieure, c'est-à-dire celle contenant une proportion plus forte d'eaux usées plus denses. The first conical element has a first boss 23 constituted by a bulge attached to the lateral face of the pipe section, or directly formed by stamping this lateral face, disposed below the lateral opening 12 and extending approximately up to at the lower part of the pipe, that is to say on a part of the lateral surface corresponding to the second quadrant taken in the counterclockwise direction. This first boss has the effect of breaking the turbulence of the incoming current and deflecting the course of the lower water table, that is to say that containing a higher proportion of denser wastewater.

Décalé dans le sens du courant par rapport au premier bossage se trouve un second bossage 24, qui intercepte le courant dévié par le premier bossage 23 pour lui faire subir une seconde déviation en sens contraire à ladite première déviation. Ce second bossage est également constitué par un renflement disposé sur la face latérale en regard, c'est-à-dire correspondant au troisième quadrant pris dans le sens trigonométrique. Les deux bossages 23 et 24 coopèrent pour donner à la nappe inférieure du courant, c'est-à-dire celle dont la hauteur correspond au moins approximativement au demi-diamètre du tronçon 21, une forme de S, et pour calmer le courant et supprimer ces turbulences. Offset in the direction of the current with respect to the first boss is a second boss 24, which intercepts the current deflected by the first boss 23 to make it undergo a second deflection in the opposite direction to said first deflection. This second boss is also constituted by a bulge disposed on the opposite side face, that is to say corresponding to the third quadrant taken in the trigonometric direction. The two bosses 23 and 24 cooperate to give the lower ply of the current, that is to say the one whose height corresponds at least approximately to the half-diameter of the section 21, an S shape, and to calm the current and remove this turbulence.

Le flanc arrière du second bossage 24 est prolongé par un déflecteur 25 faisant un angle aigu avec l'axe dudit premier élément conique. Ce déflecteur obstrue au moins partiellement l'intérieur du premier élément conique, à cheval sur sa zone de jonction avec ledit second élément conique, et correspondant au quatrième quadrant pris dans le sens trigonométrique. The rear flank of the second boss 24 is extended by a deflector 25 making an acute angle with the axis of said first conical element. This deflector at least partially obstructs the interior of the first conical element, straddling its junction zone with said second conical element, and corresponding to the fourth quadrant taken in the trigonometric direction.

Le second élément conique comporte une première ouverture supérieure 32 qui prolonge, dans le sens axial, ladite ouverture latérale 22 du premier élément conique. Une seconde ouverture 33 disposée dans le prolongement latéral de l'ouverture 32, et correspondant au moins partiellement à la surface latérale du second quadrant pris dans le sens trigonométrique, est obstruée de façon réglable par un volet 34 en forme de segment de tronc de cône, qui coulisse par exemple dans des glissières latérales 35 et 36 ou qui peut être monté sur la paroi latérale dudit second tronçon par tout autre moyen approprié connu en soi. L'extrémité amont du second élément conique est raccordée de préférence par soudure au premier élément conique. L'extrémité aval est emboîtée dans un cône 37, réalisé par exemple en polyester renforcé, qui sert de raccord entre le manchon 17 et ledit second élément conique 31. Le cône 37 est de préférence ouvert le long d'une de ses génératrices et serré au moyen d'un dispositif de serrage 38 connu en soi. Le cône 37 est d'autre part raccordé au second élément conique 31 par une bride annulaire 39 ou tout autre moyen approprié. The second conical element has a first upper opening 32 which extends, in the axial direction, said lateral opening 22 of the first conical element. A second opening 33 disposed in the lateral extension of the opening 32, and corresponding at least partially to the lateral surface of the second quadrant taken in the counterclockwise direction, is obstructed in an adjustable manner by a flap 34 in the form of a truncated cone segment , which slides for example in side rails 35 and 36 or which can be mounted on the side wall of said second section by any other suitable means known per se. The upstream end of the second conical element is preferably connected by welding to the first conical element. The downstream end is fitted into a cone 37, made for example of reinforced polyester, which serves as a connection between the sleeve 17 and said second conical element 31. The cone 37 is preferably opened along one of its generatrices and tightened by means of a clamping device 38 known per se. The cone 37 is on the other hand connected to the second conical element 31 by an annular flange 39 or any other suitable means.

Lors de la mise en place du dispositif, on choisit l'inclinaison convenable pour le dispositif réglable 10 à l'intérieur de la chambre 1. Cette inclinaison peut varier entre 5 et 15%o. On règle également l'ouverture du volet obturateur 34 pour que la quantité d'eau traverse le dispositif 10 du premier orifice 5 au second orifice 6, de telle manière que le débit d'eau évacué vers la station d'épuration soit toujours inférieur à deux fois le débit à l'entrée, quel que soit le débit. A titre d'exemple, le modèle dont le second élément conique a un diamètre d'entrée égal à 50 cm et un diamètre de sortie égal à 35 cm transmet une quantité d'eaux usées de 27 à 541/s à la station d'épuration, pour un débit d'eaux mélangées pénétrant par l'orifice 5 allant de 27 à 4001/s. Selon les besoins, des modèles plus grands ou plus petits peuvent être conçus pour répondre à tous les besoins locaux. When installing the device, the appropriate inclination for the adjustable device 10 is chosen inside the chamber 1. This inclination can vary between 5 and 15% o. It also adjusts the opening of the shutter 34 so that the amount of water passes through the device 10 from the first port 5 to the second port 6, so that the flow of water discharged to the treatment plant is always less than twice the flow at the inlet, regardless of the flow. For example, the model whose second conical element has an inlet diameter equal to 50 cm and an outlet diameter equal to 35 cm transmits a quantity of wastewater from 27 to 541 / s at the station. purification, for a flow of mixed water entering through orifice 5 ranging from 27 to 4001 / s. Depending on the needs, larger or smaller models can be designed to meet all local needs.

Il ressort de l'exemple susmentionné, comme d'ailleurs de l'ensemble des résultats des mesures effectuées, que pour des réglages appropriés du volet 34, et une inclinaison convenable du dispositif 10, le débit maximal des eaux transmises à la station d'épuration reste toujours inférieur à deux fois le débit minimal, c'est-à-dire que la station d'épuration ne recevra que la quantité d'eau qu'elle peut effectivement traiter, quelle que soit la quantité d'eau à l'entrée du dispositif décrit, ce qui constitue une véritable soupape de sécurité pour les stations d'épuration. It emerges from the above example, as indeed from all the results of the measurements carried out, that for appropriate adjustments of the flap 34, and a suitable inclination of the device 10, the maximum flow rate of the water transmitted to the station. purification always remains less than twice the minimum flow rate, i.e. the treatment plant will only receive the quantity of water that it can effectively treat, regardless of the quantity of water at the inlet of the device described, which constitutes a real safety valve for treatment plants.

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R R

1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims

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1. Device for regulating the flow of wastewater mixed with clear rainwater, transmitted to a purification station during floods and / or following a storm, comprising a collecting chamber equipped with a first orifice for receiving said water mixed, a second water-pouring orifice containing a high proportion of waste water, and a third water-pouring orifice containing a high proportion of clear water, said collecting chamber containing an adjustable device for guiding a quantity predetermined mixed water highly concentrated in wastewater to said second port and for discharging the surplus mixed water containing a high proportion of clear water into the collecting chamber and to said third port, characterized in that said adjustable device comprises a pipe made up of two conical elements connected end to end to each other, so that their axes make an obtuse angle in a substantially horizontal plane , said first conical element having a free end connected to said first orifice, and comprising baffles to break the turbulence of the incoming current, and said second conical element having its free end connected to said second orifice and comprising a side flap with adjustable opening for discharging the surplus water mixed in said collecting chamber.

2. Device according to claim 1, characterized in that the two conical elements each have a longitudinal opening cut in its peripheral surface, corresponding at least approximately to the first quadrant in the trigonometric direction.

2

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the longitudinal opening of the second conical element is extended downwards by a second longitudinal opening which encroaches on the second quadrant in the counterclockwise direction, and in that said lateral flap is arranged to close at least partially, in an adjustable manner, said second opening.

4. Device according to claim 1, characterized in that the first conical element comprises a first boss arranged on the side wall corresponding to the second quadrant in the counterclockwise direction, a second boss axially offset from said first boss and arranged on the side wall , corresponding approximately to the third quadrant in the counterclockwise direction, and a deflector arranged, in the current direction, behind the said second boss, and forming an acute angle with the axis of the said first conical element, so as to at least partially obstruct a part of said device adjustable over an area corresponding approximately to the fourth quadrant in the trigonometric direction, said bosses being arranged to break the turbulence of the incoming current and give it the shape of a substantially horizontal S, and said deflector arranged to project the excess water mixed through the openings of said second conical member.

5. Device according to claim 1, characterized in that said first and second orifices are adjustable in height so that said adjustable device can be tilted axially relative to the horizontal plane.

6. Device according to claim 1, characterized in that the chamber comprises a gutter disposed at its lower part and one of the ends of which is connected to said third orifice.

7. Device according to claim 1, characterized in that the chamber is of substantially cylindrical shape, comprising at its upper part an opening sufficient for the passage of a man and, on its plane end faces, adjustment means allowing to move said first and second orifices in height.