Brevet FR2003224A1 — publié le 19691107

La présente invention concerne un procédé pour la déshydratation de boues d'egout en provenance de stations municipales pour l'épuration dc-s eaux usées. D'après ce procédé, les boues aqueuses, soit brutes ou digérées, sont chauffées et ensuite filtrées ou centrifugées, après quoi les particules solides 0il 3 uï.3 tension dans les boues sont séparées scus forme de gâteaux ou de masses semi-solides, l'eau récupérée étant pratiquement libre de suspensions. Gomme il est bien connu, les boues d'égout sont un produit secondaire des stations de traitement des eaux usées, c'est-à-dire un liquide opaque de couleur jaune sale, d'aspect répugnant et d'odeur fétide. Ces boues contiennent à leur énat natif entre 90 et 95 fo d'eau et doivent être soumises à un traitement de déshydratation en vue de la. séparation de leurs substances solides sous forme de gâteaux de boues ou de masses semi-solides, a^tes à être transportées et déchargées dans des trous ou terrains vagues, à être incinérées ou encore utilisées comme engrais. Goncomitamment et en tant que but primaire de la déshydratation, l'eau des boues est récupérée à un état suffisamment pur, pour oouvoir être déversée dans des rivières ou des ls.cs sans danger de pollution, ou même être recyclée dans le réseau d'eau. ïour la séparation des substances solides, divers procédés sont connus et appliqués, soit en utilisant des additifs chimiques, soit des moyens physiques, en -oarticulier la chaleur. Par l'effet de ces agents, la précipitation des particules solides est accélérée, ce qui permet leur séparation par filtration sous pression ou sous vide ou encore par centrifugation. les gâteaux ou masses de boue ainsi obtenues ont des teneurs en eau de 40 à 45 et respectivement de 70 fo. Dans la majorité de ces procédés, l'eau récupérée par filtration ou centrifugation n'est pas suffisamment -oure, pour pouvoir être recyclée sans danger, la teneur en particules solides en suspension étant tro~> importante. De ce qui précède, on doit déduire que -cour l'obtention de résultats orti ma , -on procédé de déshydratation des boues d'égout doit assurer en même ternes d'une part la production de gâteaux ou de mssses de boue séparées aysnt une teneur minimum en eau et d'autre part la récupération d'eau pure et claire avec un minimum de particules solides en suspension. Dans le procédé thermique de déshydratation, connu sous le nom SAD ORIGIN 69 02745 2 2003224 de "conditionnement", les particules solides et en particulier les albuminoïdes subissent des changements de structure moléculaire, ce qui améliore la possibilité de leur rétention par filtration. Ce procédé est décrit en détail dans le brevet suisse 5 ïîo 353 697. Dans ce brevet, on fait ressortir l'interdépendance entre la température de régime et la durée du procédé d'une part et d'autre part la teneur en particules solides dans l'eau récupérée . Gomme base de départ dans le brevet suisse No 353 697, on a 10 déterminé une température de régime minimum de 175°G et une durée minimum de deux heures, pour la réussite des changements de structure moléculaire. De ces conditions minima, il résulte une limitation fonctionnelle du procédé, par la pression de vapeur dans l'autoclave servant de réacteur et par son volume, ce qui déter-15 mine les dimensions, le poids et le coût de l'installation à pourvoir pour une capacité prescrite. Autrement dit, le procédé de conditionnement thermique des boues d'égout, tel qu'il vient d'être décrit, est onéreux du point de vue du capital à investir dans l'installation. 20 L'invention a pour but d'améliorer le procédé de condition nement thermique des boues d'égout en vue de réduire les frais à investir dans les installations. A cet effet, le procédé suivant l'invention prévoit qu'avant leur traitement thermique proprement dit, les boues liquides 25 soient soumises à un pré-traitement, au cours duquel et par des moyens connus en soi, leur potentiel hydrogène pH soit porté à une valeur entre 5,5 et 6,5. De ce fait, la température de conditionnement peut être réduite à 150°C et la durée à moins d'une heure. 30 Dans un mode préféré d'application du procédé selon l'inven tion, ces diverses phases sont effectuées de manière continue au cours de l'écoulement ininterrompu des boues à travers l'installation. Les recherches effectuées ont prouvé qu'en modifiant l'état 35 initial des boues avant leur conditionnement, et plus particulièrement leur concentration d'ions d'hydrogène, exprimée par leur potentiel hydrogène pH, les résultats du conditionnement peuvent être atteints à "une température de 150°C et après une durée de moins d'une heure. Geci réduit le volume et le coût des installations à pourvoir pour une capacité prescrite, soit le cs±i^l investi. BAD ORIGINAL 69 02745 3 2003224 Dans le Tableau suivant, on a représenté l'influence du potentiel hydrogène pH sur la filtrabilité de diverses boues d'égout tant à l'état natif que traitées selon l'invention. Lesdi'tes boues ont été conditionnées à des températures de 125, 150 et 175°0 et 5 les marques utilisées ont les significations suivantes: o = filtration impossible x = filtration difficile, liquide filtré opaque + = très bonne filtration, liquide filtré clair. TABLEAU 10 boues boues traitées natives pH = 5,8 à 6,5 3,5 à 5,0 5,1 à 5,5 5,6 à 7,0 7,1 à 9,0 Températures: 125°C o oxoo 15 150°G o x + x o 175°0 + + + + x Pour une meilleure présentation des effets favorables du procédé selon l'invention, on a représenté graphiquement dans les deux figures annexées les résultats moyens obtenus au cours de nombreux 20 essais. La fig. 1 représentant en abscisse les potentiels hydrogène (pH) et en ordonnée la teneur (F) en substances solides du liquide filtré, comprend deux courbes, dont l'une (en trait continu) se réfère à la température de régime t^ = 150°C du procédé et la se-25 conde (en trait discontinu) à la température tio = 125°C. L'allure 1 cl coïncidente de ces deux courbes montre dans l'intervalle a - b, marqué en hachuré, un minimum prononcé de la teneur en substances solides dans le liquide filtré. De nombreux essais ont montré que pour les boues d'égout l'intervalle a - b correspond à pH = 5,5 à 30 6,5. A la fig. 2, on a porté en abscisse la durée du procédé (h) en heures et en ordonnée la teneur (F1) en substances solides dans le liquide filtré, le potentiel hydrogène (pH) ayant été maintenu à des valeurs de 5,5 à 6,5 et la température de régime étant maintenue 35 à 150°C. L'allure plate de la courbe montre que pour des boues d'égout pré-traitées à un pH au-dessous de 7, la durée du traitement thermique peut être réduite à moins d'une heure, sans détriment pour les résultats du procédé. De ce oui précède, il résulte que le procédé selon l'invention 69 02745 4 2003224 pour la déshydratation de boues d'égout, consistant à porter avant le traitement thermique proprement dit le potentiel hydrogène pH desdites boues à une valeur entre 5,5 et 6,5, — :—= s'est avéré être 5 un moyen efficace pour l'amélioration du point de vue économique du procédé de déshydratation par conditionnement thermique, en diminuant la température de régime et la durée du procédé et implicitement la grandeur et le coût des installations nécessaires pour une capacité prescrite. En plus, les phases du procédé peuvent être 10 effectuées de manière continue pendant l'écoulement des boues à traiter. 02745 5 2003224 lui V"EKDIG A'5 IOI\ S 1 - Procédé thermique pour la déshydratation de boues d'égout en provenance de stations municipales pour le traitement des eaux usées, comprenant le réchauffage des boues suivi de leur filtration (ou centrixugation) en vue de séparer d'une part les substances solides en suspension dans les boues liquides sous forme de gâteaux ou masses semi-solides et, d'autre part, une eau filtrée (ou centrifugée) pratiquement libre de toute matière en suspension, caractérisé en ce que, avant le rechauffage des boues, celles-ci sont soumises à un pré-traitement adéquat pour porter leur potentiel hydrogène pH à une valeur entre 5,5 et 6,5, et en ce que la température de régime du procédé est d'au moins 1 5C°C et que la durée du procédé est de moins d'une heure. 2 - Procédé thermique pour la déshydratation de boues d'égout en provenance de stations municipales pour le traitement des eaux usées, suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les diverses phases du procédé sont effectuées de manière continue pendant l'écoulement ininterrompu des boues liquides à travers l'installation. «AD ORIGII