Brevet FR2000135A1 — publié le 19690829

La présente invention concerne un procédé pour la séparation d'impuretés minérales des eaux résiduaires et la préparation d1une composition d'amendement à partir de ces impuretés. Ce procédé permet de séparer à l'aide d'agents de précipitation les sels minéraux à partir des eaux résiduaires que l'on a fait passer en général dans une unité d'épufation biologique pour en éliminer les impuretés organiques ; on récupère ces sels sous forme d'une boue. Dans ltépuration des eaux résiduaires, il a été impossible jusqu a présent de fournir un procédé.économlque utile pour séparer les impuretés minérales appelées sels nutritifs. On a essayé de séparer par précipitation, entre autres, les phosphates d'ammonium et sodium, mais ces essais n'ont pas été dans l'ensemble couronnés de succès sur le plan pratique, princi palment peut#eAtre en raison des prix extrêmement élevés des agents de précipitation. Il existe un autre problème sérieux ; en effet, même après déshydratation et séchage, la boue précipitée contient une si grande quantité de bactéries et organismes analogues qu'elle ne convient pas à la préparation d'une composition d'amendement si l'on ne fait pas appel à des techniques coûteuses de stérilisation.Il faudrait ainsi supporter en même temps les dépenses importantes relatives à l'achat des agents de précipitation et les dépenses supplémentaires relatives à la préparation.d'une boue précipitée commercialisable; contenant des matières d'amendemenp intéressantes. L'invention a pour objet un procédé de séparation des impuretés minérales des eaux résiduaires et, en outre, de préparation d'une composition d'amendement stérile à partir de la boue séparée. Ce procéda consiste à ajouter aux eaux résiduaires un agent de précipitation en fonction des mesures de la quantité d'eaux résiduaires, du pH et de la dureté de ces eaux, ainsi que de leur teneur en impuretés, et en tenant bien compte du taux d'épuration voulu.L'agent de précipitation se présente sous forme de chaux anhydre ou analogues ; on envoie les eaux résiduaires ainsi traitées dans un ou plusieurs bassins de décantation et/ou de flottation pour séparer les précipités avant d'évacuer l'eau dans le récepteur ; on effectue une puissante déshydratation, de préférence avec des moyens mécaniques, sur la boue précipitée qui contient de la chaux et des substances minérales tout en renvoyant l'eau résiduelle dans lesdits bassins; on mélange la boue déshydra tée à de la boue de préférence de'hydratée de la @me manière et provenant d'une unité d'épuration biologique pour eaux résiduaires, et on ajoute une certaine quantité de chaud vive audit mélange de boues; on calcule la quantité de chaux vive à ajouter en fonction de la teneur en humidité du mélange de boues déshydratées de manière que pendant la formation de chaux éteinte au cours de la réaction de la chaux vive avec l'eau résiduelle du mélange de boues, ledit mélange subisse une déshydratation qui le porte à une température dépassant 1000C, ce qui permet de préparer une composition d'amendement stérile à partir des matières solides du mélange de boues et de la chaux éteinte. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et de la figure annexée qui illustre schématiquement une unité d'épuration d'eaux résiduaires convenant à la mise en oeuvre du procédé. Les eaux résiduaires pénètrent dans l'unité par la canalisation lç On dispose en général l'installation illustrée par la figure à la suite d'une unité d'épuration biologique, dans laquelle on a séparé les matières organiques des eaux résiduaires. L'affluent d'eaux résiduaires que l'on dit "très épuré, contient comme impuretés des matières essentiellement minérales. A l'entrée de l'installation se trouvent des appareils 2 et a de mesure de la quantité de l'affluent d'eaux résiduaires et de son taux de pollution. On peut effectuer de diverses manières des mesures du taux de pollution, par exemple par voie optique, par voie chimique, en mesurant la consommation d'oxygène, ou par voie électrique.De même, on trouve au voisinage immédiat de la conduite d'alimentation, un appareil 4 pour introduire les agents de précipitation, de préférence la chaux anhydre; cet appareil permet d'ajouter aux eaux résiduaires une quantité de chaux réglée automatiquement en fonction du volume de l'affluent d1eaux-résiduaires et à son taux de pollution; cette qualité de chaux correspond au taux d'épuration recherché. On envoie ensuite l'eau mélangée à l'agent de précipitation dans un ou plusieurs bassins 5 de décantation et/ou de flottation, dans lesquels il se produit une flocula- tion énergique par réaction entre les substances minérales et l'agent de précipitation. Les flocons tombent peu à peu au fond du bassin où ils se déposent sous la forme de boue, ou encore ils montent à la surface du bassin. Dans le cas où l'on maintient à un niveau convenable relativement faible l'oxygène en excès dans l'affluent d'eaux résiduaires provenant de l'épuration biologique, l'azote et l'ammoniac, si l'on utilise de la chaux hydratée comme agent de précipitation, s'échappent de l'eau sous la forme de petites bulles dans le bassin 5 de décantation et/ou de flottation. Le barbotage entraîne la flottabilité des matières floconneuses plus légères qui flottent ainsi à la surface de l'eau d'où on peut les séparer à l'aide des procédés classiques. Ainsi, il n'est pas nécessaire de faire appel à l'acide carbonique ou analogues pour accélérer la flottation. On évacue ensuite dans le récepteur l'eau restante parfaitement épurée. On envoie de préférence la boue recueillie dans un réservoir, puis dans une unité de déshydratation mécanique 6 qui sépare de la boue la plus grande partie de l'eau. On renvoie l'eau résiduelle dans le bassin de séparation pour traitement ultérieur. La boue séparée, c'est-à-dire la boue de sels nutritifs, sert d'élément constitutif à la composition d'amendement recherchée et on la mélange par conséquent sous cette orme pratiquement sèche à une boue biologique obtenue à partir d'une unité classique d'épuration biologique d'eaux résiduaires, et on la sèche de la même manière. On doit noter que l'on peut utiliser le dispositif mécanique séparateur d'eau par exemple dans les unités de moindre importance, aussi bien pour la boue de sels nutritifs que pour la boue biologique, mais qu'il faut séparer parfaitement l'eau résiduelle provenant de la boue de sels nutritifs de la partie biologique de l'installation pour ne pas détruire la flore bactérienne qui s'y trouve Cependant, on peut également effectuer à la fois le séchage de la boue de sels nutritifs et de la boue biologique en opérant dans un seul et même appareil, tel qu'une centrifugeuse ou analogue; et dans certains cas, il s'est avéré même qu'il s'agissait là d'une opération avantageuse car la boue bio-logique a un poids spécifique bien moins élevé que la boue de sels nutritifs, mais en réalisant le mélange des boues avant séchage, il est possible d'améliorer considérablement le taux de déshydratation. Il faut noter que l'addition de l'agent de précipitation favorise aussi une déshydratation mécanique efficace puisque l'agent de précipitation augmente le poids spécifique de la boue. Au cours du séchage mécanique, l'augmentation des matières sèches après déshydratation peut s'élever à 10-15 % par rapport au séchage des boues effectué séparément. On renvoie naturellement vers la partie épuration minérale" de l'installation l'eau résiduelle provenant des boues centrigugées ensemble. On mélange dans un mélangeur mécanique 7 les types de boues bien sèches et on ajoute de la chaux vive. Au cours de l'addition de chaux vive, il se produit un fort dégagement de chaleur pendant la réaction de la chaux avec l'eau de la boue humide, ce qui permet de sécher le mélange de boues qui se trouvent ainsi transformées en une poudre et cette poudre de boues se trouve stérilisée étant donné que la température s'élève à plus de 1000C au cours de l'extinction de la chaux. Pour atteindre ce but, il faut que le mélange de boues ait une teneur en eau relativement faible. Dans le cas d'une teneur en eau élevée, on n'atteindrait pas une si haute pcmpérature parce que dans ce cas on consommerait trop de calories.pour sécher le mélange de boues. Des essais ont montré que l'eau provenant du bassin de décantation et se dirigeant vers le récepteur contient de très faibles quantités d'impuretés, à condition d'avoir un fonctionnement satisfaisant de l'unité d'épuration biologique en amont du dispositif séparateur des sels nutritifs ; on peut considérer cette eau comme ayAnt des qualités identiques à l'eau domestique utilisée en de nombreux endroits ; mais on estime qu'elle convient moins bien comme eau potable. La composition d'amendement obtenue de cette manière contient, en plus des substances organiques provenant de la boue biologtquee de la chaux qui est d'une importance vitale en agriculture et également divers types de minéraux et autres matières qu'il faut nécessairement ajouter au sol et que l'on avait apportés jusqu'à présent sous forme d'engrais. Il est entendu que l'exemple de mise en oeuvre décrit cidessus ilustre l'invention sans toutefois en limiter la portée. Revendications t - Un procédé pour la séparation d'impuretés minérales des eaux résiduaires et la préparation d'une composition d'amendement à partir de ces impuretés, dans lequel des agents de précipitation permettent de séparer les sels minéraux des eaux résiduaires que l'on fait passer en général dans une unité d'épuration biologique pour en éliminer les impuretés organiques, et on obtient ces sels minéraux sous forme de boue, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on ajoute aux eaux résiduaires un agent de précipitation sous forme de chaux vive, de chaux hydratée ou chaux éteinte, en fonction des mesures de la quantité d'eaux résiduaires, du pH et de la dureté de ces eaux, ainsi que de leur teneur en impuretés, et en tenant bien compte du taux d'épuration voulu, on envoie les eaux résiduaires ainsi traitées dans un ou plusieurs bassins de décantation et/ou de flottation pour séparer les précipités avant d'évacuer l'eau dans le récepteur, on procede à une énergique déshydratation, de préférence par voie mécanique de la boue de précipitation contenant de la chaux et des matières minérales tout en renvoyant l'eau résiduelle dans lesdits bassins, on mélange la boue déshydratée à de la boue de préférence déshydratée de la même manière et provenant d'une unité d'épuration biologique d'eaux résiduaires, et on ajoute audit mélange de boues, une certaine quantité de chaux vive qui est calculée en fonction de la teneur en humidité du mélange de boues déhydratées de maniere que pendant la formation de chaux éteinte au cours de la réaction de la chaux vive avec l'eau résiduelle du mélange de boues, ledit mélange subisse une déshydratation qui le porte à une température dépassant 1000C, ce qui permet de préparer une composition d'amendement stérile à partir des matières solides du mélange de boues et de la chaux éteinte 2 - Procédé selon la revendication 1s caractérisé en ce qu'on effectue la déshydratation des deux types de boues à l'aide dne centrifugeuse, d'un séparateur ou appareil analogue.