INTERMITTENTE, COMPLÉTÉE, OU NON, PAR UNE FILÎRATION

Au lieu de se débarrasser des précipités par filtration, on peut les laisser déposer dans des citernes ou des réservoirs fonctionnant d'une façon intermittente.

C'est dans ce système que Ton trouve les installations les plus

' Etude sur les eaux industrielles et leur épuration^ MM. Gaillet et Huet. Lille, Danel éditeur.

simples. Les appareils peuvent être de simples cuves de bois ou de fer, des réservoirs en maçonnerie ou des citernes, dans lesquels on introduit une quantité d'eau déterminée à laquelle on ajoute un poids connu de substance épurante.

Le tout est brassé, abandonné au repos, jusqu'à clarification et soutiré. Si Ton a besoin d'eau d'une façon continue, on envoie l'eau clarifiée dans un réservoir, ou bien on dispose de plusieurs bacs ou citernes de dépôt.

On peut compliquer utilement ces appareils en y ajoutant des préparateurs et des distributeurs de réactif épurant et au besoin des filtres.

Quand on épure chimiquement les eaux d'une manière aussi complète que possible, c'est-à-dire quand on les amène au moyen de la chaux et de carbonate de soude, par exemple, aux environs de 3** hydrotimétriques, si on a affaire à des eaux claires avant épuration et si ces eaux ne contiennent que des traces de matières organiques, on peut arriver à d'assez bons résultats avec ce système.

Dans ces conditions, au bout de 6 à 8 heures, on peut prendre de l'eau dans les citernes en ayant soin de commencer par la partie supérieure.

Si on n'est pas dans ces conditions favorables, il faudra un temps parfois beaucoup plus long et quelquefois on n'atrivera qu'à de médiocres résultats, même en employant des sels coagulants.

Disposition des citernes pour épuration chimique. — Une disposition simple de ces citernes est celle que donnent MM. Gaillet et fluet dans leur Etude sur les eaux industrielles {loc. cit.) et que reproduit la figure 95.

Deux citernes, de capacité convenablement calculée, sont juxtaposées ; entre elles on place une cuve dans laquelle on prépare le lait de chaux à une teneur déterminée.

L'eau à épurer arrive par un canal placé entre les deux citernes. Au moyen de vannes, on la déverse dans l'une ou l'autre de ces deux cuves. On remplit l'une des citernes et en même temps on y fait couler le lait de chaux, puis on agite avec un râble et on laisse déposer.

On puise l'eau claire au moyen d'une pompe et de tuyaux élas-

EPURATION DES EAUX

tiques ou à rotule munis d'un flotteur qui prend Feau à la partie supérieure. Pendant qu'on puise dans une citerne, l'autre est en remplissage ou pleine d'eau traitée et au repos.

Le fond des bassins est incliné vers l'un des angles et au point bas se trouve un petit puisard où on rassemble les boues et où la pompe les prend et les envoie dans Tégout.

Pour de moindres quantités d'eau, ou si on ne dispose que d'emplacements plus restreints, on peut remplacer les citernes par des cuves en tôle que l'on place à une hauteur assez grande au-dessus du sol pour que l'eau épurée s'écoule directement dans

Fig. 95. — Disposition de cilernes loar épuration chimique.

les conduites qui la mènent aux lieux d'emploi ou dans un réservoir qui régularise cette distribution.

On peut également les placer sur le sol, en retirer l'eau et l'élever au moyen de pompes.

Les dispositions peuvent, d'ailleurs, varier suivant les circonstances.

Ce mode d'épuration, le plus primitif, a l'inconvénient d'exiger beaucoup de place. Souvent monté dans les usines, au début, on le voit disparaître et céder la place aux systèmes plus compliqués qui utilisent la filtration et la décantation continue, quand la consommation d'eau augmente et quand la place diminue. On trouve, à ce remplacement, l'avantage de l'économie de terrain et d'une suppression d'une partie de la main-d'œuvre.

Certains grands industriels, disposant de beaucoup de place et

d^eaux faciles à clarifier, ont cependant préféré garder ce système dont ils se trouvent bien. Quelques-uns le complètent par Fadjonction de filtres qui achèvent la clarification.

Réservoirs épurateurs de la Compagnie du chemin de fer du Nord. — C'est à ce système, qu'après de nombreux essais s'est arrêtée la Compagnie du chemin de fer du Nord pour l'épuration des eaux des gares de son réseau, qui fournissent l'eau aux locomotives.

Appareils de la gare de Fives-Lille. — M. Chavès a décrit* les premiers appareils employés à la gare de Fives-Lille et composés de réservoirs installés sur tours très élevées et traitant 200 mètres cubes par jour.

Les pompes remplissaient un réservoir de 100 mètres cubes et envoyaient en même temps l'eau à épurer dans un réservoir de 200 mètres cubes.

Dans ce réservoir l'eau coulait par un tuyau incliné allant du bord supérieur au centre du fond fortement bombé sur lequel l'eau était projetée en filets, au moyen d'une pomme d'arrosoir terminant le tuyau.

Quand la pompe avait cessé de fonctionner, le réservoir de 100 mètres achevait de remplir le grand réservoir.

Le tuyau incliné était muni d'un entonnoir par lequel on faisait arriver un lait de chaux produit dans une cuve à agitateur placée dans une guérite supérieure. Pour faire ce lait, on éteignait la chaux de une fois et demie son poids d'eau, puis on délayait la chaux éteinte dans dix fois son volume. Dès le début on laissait couler ce lait, une fois fait, dans le réservoir de 200 mètres. On reconnut que le mélange n'était pas suffisant et que l'épuration restait imparfaite si on ne laissait pas couler ce lait en même temps que Teau brute ou du moins avec la quantité largement nécessaire pour dissoudre la chaux. Pendant ce temps il était indispensable d'agiter ce lait. L'épuration à la chaux débarrassait l'eau des bicarbonates. Le titre hydrotimétrique tombait de 31 ou 32"^ à 8 ou 9"".

Mémoires de la Société des Ingénieurs civils, 1861.

On laissait décanter six à huit heures dans le grand réservoir, et par un tuyau débouchant au-dessus du fond on prenait Teau pour remploi. On reconnut bientôt que le décantage était insuffisant. L'eau mal clarifiée faisait cracher les machines. On dut avoir recours à des filtres. Après avoir essayé des filtres en laine et éponges qui ne donnaient que 16 à 39 mètres cubes à Theure (pour 1 mètre de diamètre) on employa des filtres à gravier et éponges qui pouvaient fournir 64 mètres cubes àTheure? Ces filtres étaient au nombre de trois. Un tuyautage de secours permettait, au besoin, de prendre l'eau directement dans le réservoir décanteur sans passer par les filtres.

Appareils des gares de Douai et d'Hazebrouck. — En 1862 et 1867, on installa dans les gares de Douai et d'Hazebrouck des réservoirs placés sur le sol. L'eau y reposait vingt-quatre heures. Prise par des pompes, elle passait dans des filtres, coulait dans une citerne où un deuxième jeu de pompes la reprenait et la refoulait dans des réservoirs de distribution *.

Ces installations coûteuses n'ont pas été imitées.

Plus tard la Compagnie ayant installé de grandes citernes en maçonnerie, pouvant contenir une réserve d'eau de cinq à six jours, on utilisa ces citernes en les groupant de façon à purifier l'eau traitée, par décantage discontinu.

Appareils de la gare d'Amiens. — La figure 96, planche I, montre la disposition prise dans une de ces installations, à Amiens, où Ton traite 2 000 mètres cubes par jour.

(Ces détails et ceux qui suivent sont empruntés au mémoire de MM. Carcenat et Derennes, présenté à la Société des Ingénieurs civils'.)

La Compagnie du Nord mit ensuite à l'essai, dans la gare de Laon, l'appareil Bérenger et Stingl (dont nous avons donné la description). L'encrassement rapide des filtres amena M. Bérenger

* Mémoire de MM. BrûU et Langlois. {Revue industrielle des mines de Cuyper. t. XXV et XXVI, 1869.) » Mémoire de MM. Carcenat et Derennes. {Société des Ingénieurs civils, octobre 1890.)

à modifier cet appareil et à créer un type d'épurateur à décantation continue complétée par la filtration à travers des filtres de copeaux, surmontant les décanteurs. Cet appareil fonctionne à la gare d'Arras.

Les ingénieurs delà Compagnie duNordreprochent à ce système, et c'est une critique qui s'étend aux appareils à fonctionnement continu du même genre :

1« Le grand volume des appareils préparateurs de réactif nécessité par l'emploi de Teau de chaux, auquel on substitue commodément un lait de chaux de densité régulière ;

2"" L'engorgement rapide des canalisations qui distribuent Teau épurée par ces appareils, soit que la réaction n'ait pas eu le temps de se terminer avant l'envoi dans les conduites, soit (ce qui nous parait plus probable) que l'eau n'ait pas été complètement clarifiée par le repos relatif et la filtration ;

3° La difficulté d'augmenter la puissance de production des appareils quand la consommation vient à s'accroître.

Les auteurs du Mémoire que nous citons accordent que le deuxième inconvénient est d'importance moindre dans les industries qui utilisent sur place l'eau épurée, que pour une installation comportant une longue distribution souterraine.

Les besoins du service amenant la Compagnie du Nord à installer dans ses gares des réservoirs de grande capacité contenant une réserve d'au moins quarante-huit heures, les inconvénients que trouve l'industrie à l'installation de vastes réservoirs de décantation n'existaient pas dans le cas présent et il était naturel d'utiliser ces vastes capacités pour y produire la clarification de l'eau. Une installation faite en partant de ce principe fonctionne à Somain dans des conditions de bonne marche et d'élasticité telles que depuis on a établi sur ce modèle Tépuration des eaux des gares de Cambrai, Hazebrouck, Lens, Douai, Calais.

Appareils de la gare de Calais. — La figure 97, planche II, donne le dessin de cette installation.

Sur tout le réseau du Nord, on cherche à amener aux gares de l'eau contenant peu de sulfate de chaux et on précipite par la chaux les bicarbonates terreux. Quand on ne peut faire autrement, on se

320 EPURATION DES EAUX

débarrasse du sulfate de chaux par Taddition de carbonate de soude.

Les eaux amenées par des pompes, alternativement, dans les réservoirs, au moyen d'un jeu de vannes, sont additionnées d un filet de lait de chaux préparé dans des bâches cylindriques placées à un niveau supérieur à celui des réservoirs. On maintient le lait de chaux à la densité voulue en le remuant continuellement au moyen d'un agitateur composé de palettes fixes et de palettes mobiles. Cet appareil est mû à bras quand on ne peut faire autrement, ou par un renvoi de mouvement actionné par le moteur des pompes, par des dynamos (dont la réceptrice a la force de un vingtième de cheval), quand on se trouve à plus de 100 mètres d'un moteur.

Dans d'autres statioijs le lait de chaux est brassé par un courant d*air continu chasse par une petite pompe soufflante placée près de la machine à vapeur.

L'eau traitée par la chaux coule dans les réservoirs, y subit un repos absolu de six heures. On la prend alors à son niveau par un tuyau à flotteur, et on la dirige sur un réservoir de distribution en lui faisant traverser une batterie de filtres.

Filtres de la Compagnie des chemins de fer du Nord. — Les filtres auxquels, après quelques tâtonnements, les ingénieurs de la Compagnie du Nord ont donné la préférence sont représentés dans la figure 98.

Les substances filtrantes sont des éponges communes de Bahama (à 2 fr. 50 le kilogramme) employées quand on veut filtrer rapidement de grandes quantités d'eau, et des copeaux fibreux très fins (à fr. 25 le kilogramme) employés communément aux emballages, quand on n'a à filtrer que de petites quantités d'eau qui passent lentement dans les filtres. On lave périodiquement les éponges à l'eau claire et quand elles commencent à durcir, on les décrasse à l'acide chlorhydrique étendu.

L'eau circule de bas en haut dans ces filtres, abandonnant sur le fond du récipient et sous les filtres la majeure partie de ses impuretés en suspension. On lave par une chasse de quelques secondes, par courant inverse, en ouvrant le robinet de vidange et fermant la vanne d'arrivée d'eau.

Le nettoyage complet se fait de deux à six fois par an, selon

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NOTA. - La Ce par la chaui, «oit d'alimentation. Le

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Fig. 98. — Filtre à copeaux fibreux ou éponges de la Compagnie du chemin de fer du Nord (pour épuration chimique).

il peut passer 5 000 à 10 000 mëires cubes d'eau à travers chaque filtre entre deux lavages.

EAUX l«ATUa£LLES

Avantages retirés par la Compagnie des chemins de fer du Nord de l'épuration de ses eaux. — Le coût de répuration d'eau varie de fr. 40 à 3 fr. 80 par 100 mètres cubes. Ces variations tiennent à des conditions locales, où la main-d'œuvre influe beaucoup» suivant qu'on doit ou non attacher un homme spécialement au service de l'épuration ou faire faire ce service par le chauQ'eur des générateurs des pompes, suivant que la main-d'œuvre est répartie sur un plus ou moins grand volume.

Le coût de l'épuration varie aussi avec la nature des eaux et des réactifs nécessaires à leur épuration.

Tandis qu'une eau simplement traitée à la chaux coûtera seulement, de ce chef, fr. 35 (20 kilogrammes de chaux vive pour 100 mètres cubes), somme insignifiante, la dépense s'élèvera notablement si on doit avoir recours au carbonate de soude. Pour 100 mètres cubes d'eau, il faut en efTet, d'après MM. Carcenat et Derennes 2''*^,65 de carbonate de soude (Solvay) par degré hydrotimétrique en sulfate de chaux, alors qu'il ne faut, pour un degré donné par le carbonate de chaux, que 1,4 de chaux pure (environ 2 kilogrammes de chaux commerciale).

Malgré une expérience de trente années qui n'a jamais montré qu'il y eût inconvénient à se servir des eaux ainsi traitées par la chaux et la soude et bien que les agents de la Compagnie préfèrent souvent cette eau épurée à l'eau dite potable de la localité où ils se trouvent, la Compagnie du Nord a cru devoir proscrire officiellement l'emploi de cette eau pour les usages domestiques et la boisson de ses agents.

Les économies réalisées par la Compagnie du Nord sur les frais d'entretien des chaudières et sans tenir compte de la moindre dépense de charbon s'élèvent pour une année à 480 000 francs.

Les études faites par les ingénieurs de la Compagnie du Nord et une longue pratique les ont amenés à rejeter l'épuration par les appareils continus, mais, ainsi que nous l'avons dit, les inconvénients qu'ils reprochent à ces appareils n'ont pas la même gravité dans l'industrie et d'ailleurs les nécessités de l'exploitation imposent aux Compagnies de chemins de fer des conditions qui changent les données du problème.

Aussi voit-on les industriels employer de plus en plus les dilTé-

rents systèmes d'épuration par décantation continue qui, dans ces dernières années, leur ont été présentés pard ifférents inventeurs. Nous passerons en revue les plus connus da ces systèmes ou ceux qui nous paraissent présenter quelque originalité.