Brevet FR2209724A1 — publié le 19740705

La présente invention concerne un procédé et un appareil de filtration pour séparer des liquides les solides en suspension, en utilisant un élément filtrant et un dispositif d'aspiration disposé au voisinage immédiat de l'élément filtrant. Le problème de la manutention et de la récupération des boues des eaux résiduaires devient de plus en plus important. Par exemple, le transport de ces boues est une opération peu écono mique,, ces boues posant aussi des problèmes du point de vue de l'hygiène. Différents appareils et procédés de filtration ont été proposés pour séparer les solides en suspension de ces boues riches en eZu. Cependant, les systèmes connus jusqu'ici ont cer tains inconvénients. Habituellement le traitement thermique uti lisé pour ces boues entraine un fonctionnement peu économique, soit en raison de l'utilisation de gaz chauds à une température très élevée, soit en raison de la faible teneur en solides en suspension-dans la matière d'alimentation du traitement.En se cond lieu, le prix de revient est peu satisfaisant du fait que les boues collectées ont une teneur trop faible en substances sè ches. En utilisant, par exemple, des appareils centrifuges ou des presses à bandes de toiles métalliques, la quantité de subs tances solides collectée s'élève seulement à environ 15 à 25%, ce qui en premier lieu résulte d'un assèchement ou extraction d' eau insuffisant dans les appareils utilisés jusqu'ici, Les boues collectées à partir de ces appareils sont ainsi très volumineu ses, ce qui entraîne des frais élevés pour leur transport.Il existe par suite une demande pour un appareil de filtration d'une forme telle qu'il permette non seulement de collecter les matièses solides mais aussi assure un assèchement mécanique dans une mesure telle que les matières à l'état solide obtenues soient complètement sèches; et que de plus, aucune manutention supplémentaire ne soit nécessaire avant l'utilisation, par exemple comme engrais. La présente invention a pour but un procédé et un appareil apportant une solution simple et efficace aux problèmes considérés ci-dessus. Conformément à l'invention, le procédé de filtration comporte l'utilisation d'un élément filtrant sous la forme d'un tis su filtrant perméable constitué par une matière polymère, de la cellulose ou une matière similaire, entraîné de façon contin#ue dans te liquide en étant accompagné par une bande perforée déplacée de façon continue contre le côté intérieur au tissu filtrant pendant qu'un dispositif d'aspiration provoque une filtration progressive des solides en les faisant adhérer au tissu filtrant, avec une relation entre la vitesse d'avance de la bande et l'action d'aspiration du dispositif d'aspiration telle que les solides ayant adhéré uniformément au tissu filtrant forment une couche mince et régulière d'une épaisseur d'au plus 1 à 2mm quand le tissu sort du liquide, l'assèchement de la couche de solides ayant adhéré et leur soumission à un traitement thermique en provoquant le passage de gaz chauds à travers et/ou le long de la couche de solides ayant adhéré. Comme la filtration est effectuée pour établir juste une couche mince de boue déposée, la température de cette couche au moment du traitement thermique sera à peu près momentanément la même que celle des gaz chauds envoyés, de sorte que la durée de contact peut être réduite au minimum. Cela permet aussi la suppression du développement de gaz de combustion malodorants pendant le traitement thermique de sorte que des laveurs de gaz habituels et coûteux sont inutiles. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en référence au dessin annexé dont la figure unique représente un appareil de filtration selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. L'appareil représenté comporte un tissu filtrant 1 en matière polymère, en cellulose ou en matière équivalente. Le tissu filtrant peut être formé d'un monofilament tissé en mailles carrées, croisé ou analogue. Il est de première importance que la forme géométrique de cette matière filtrante soit telle qu'elle puisse être nettoyée facilement des matières ayant adhéré. Le tissu filtrant doit avoir une épaisseur d'au moins quelques dizaines de millimètres. L'appareil comporte une bande perforée 2 destinée à accompagner étroitement le tissu filtrant 1 en mouvement dans le liquide 3, les trous de la bande perforée ayant de préférence un diamètre compris entre 1,5 et 2,5 mm.La bande 2 est une bande sans fin passant autour de deux rouleaux 4 extrêmes et de plusieurs rouleaux de guidage plus petits 5 qui sont disposés pour faire passer la bande seulement partiellement en-dessous de la surface du liquide. Des dispositifs d'aspiration 6formés par des ventilateurs d'aspiration, par exemple, sont disposés au voisinage immédiat sur le côté intérieur de la bande pour provoquer une filtration progressive de la matière en la faisant adhérer au filtre, tandis que les dispositifs d'aspiration 7 sont destinés à assurer un assèchement mécanique. L'alimentation en liquide pour maintenir un niveau constant dans le bassin est réglé par un dispositif à flotteur mécanique ou électrique. Le niveau du liquide peut cependant varier entre certaines limites. Un système est prévu pourEtraiter le dépôt de boue afin de le sécher complètement. an ce but, un séchoir 8 est associé à l'appareil de filtration décrit ci-dessus. Le séchoir représenté est constitué par une caisse dans laquelle le traitement thermique doit avoir lieu, de préférence à une température dt environ 1500C. Le tissu sans fin 1 entrainé passe en même temps que la bande perforée 2 autour des rouleaux 4 extrêmes et quand il se sépare de la bande 2 il circule en continu dans la chambre de séchage formée par la caisse 8 en entrainant le dépôt de boue. Des appareils chauffants constitués par des soufflantes 9 envoient des gaz chauds dans la chambre de séchage. Pour obtenir une chambre de séchage compacte, le tissu 1 peut suivre un trajet en zig-zag autour de barres ou de rouleaux 10 de la façon représentée. il sera noté que le tissu peut circuler à travers la chambre de séchage soit à contre-courant, soit transversalement au courant de gaz chaud.Les solides finement divisés sont ainsi amenés jusqu'à la partie inférieure de la caisse 8 et ils peuvent être déchargés de la chambre par des aspirateurs ou des moyens similaires. tissu tlSsU Pour provoquer le dépôt de boue sur le/filtrant 1, la vitesse de circulation de la bande et l'action d'aspiration par les systèmes d'aspiration 6 doivent être en relation les unes par rapport aux autres pour que le dépôt de boue soit uniformément distribué sur le tissu sous la forme d'une couche mince et régulière ayant une épaisseur dtau plus 1 à 2 mm quand le tissu sort du liquide devant être filtré. L'épaisseur de la couche mince peut avantareusement être inférieure à 1 mm et, de préf é- rence, être comprise entre 0,1 et 0,3 mm. L'adaptation des paramètres considérés ci-dessus les uns par rapport aux autres, c'est-à-dire la vitesse de circulation de la bande et l'action d'aspiration par les dispositifs d'aspiration, dépend du type de bbue devant être collectée. rouir collecter une boue hydrophile, l'adaptatiof eec #)#-'#r'tres doit être telle qu'u'ie couche relaù vement mince et régulière de boue soit déposée sur le tissu filtrant parce qu'une boue de ce type est plus difficile à filtrer. Il est par suite nécessaire de prévoir une aspiration plus vicoureuse pour obtenir un dépôt satisfaisant de boue adhérent sur le tissu filtrant. Par exemple,- une boue d'hydroxyde d'aluminium est hydrophile. Par contre, quand une boue ayant une structure plus solide doit être collectée, par exemple une boue de chaux, la puissance d'aspiration nécessaire est plus faible parce qu' une boue de ce type est -bien plus facile à filtrer. -Une pression faible doit agir sur la surface du liquide selon le type de la boue devant être collectée, cette pression pouvant varier sensiblement entre 0 et 2 mm d'eau. En ce qui concerne la vitesse de circulation de la bande, la durée de contact est un facteur prédominant.Dans le cas d'un appareil de traitement de dimensions réduites comportant une bande relativement courte, la vitesse de circulation de la bande doit être relativement faible tandis que dans un appareil de traitement de grandes dimensions ayant des bandes plus longues, des vitesses supérieures de circulation de la bande peuvent convenir. D'une façon générale, la vitesse de circulation de la bande peut ainsi être choisie dans une plage relativement large, par exemple de 0,1 à 10 m/mn. L'utilisation d'un matériau tissé fin comme élément filtrant selon l'invention apporte des avantages considérables. Ainsi, un écoulement important de filtration est possible avec des chutes de pression faibles, de sorte que les pompes à vide habituellement utilisées, qui sont caractérisées par une consommation importante d'électricité, peuvent être remplacées par-des ventilateurs courants caractérisés par le transport de quantités importantes d'air mais avec une chute de pression faible. Un autre avantage est qu'il est possible de limiter ou même de supprimer les agents de floculation pour des boues de certains types. Bien qu'un appareil selon un mode de-mise en oeuvre particulier de l'invention ait été décrit ci-dessus, il ne doit pas être considéré comme limitatif et différentes modifications peuvent être apportées. Par exemple, le dispositif d'assèchement 7 peut être placé à l'endroit où la bande support et le tissu filtrant sortent du bassin contenant le liquide à filtrer et les dispositifs de séchage 9 peuvent être remplacés par des ventilateurs à air chaud dirigés vers le côté supérieur et/ou les côtés de la bande filtrante et sur le côté opposé du dispositif d'assèchement 7. ffln établissant un courant d'air chaud pour qu'il traverse le tissu filtrant fin et pour qu'il circule le long de ce tissu, il est possible d'obtenir des taux élevés de transfert de chaleur. Cela permet de réduire considérablement la surface totale exposée au séchage, le séchage étan#t possible directement sur le côté supérieur de la bande. En utilisant un tel traitement thermique, une réduction de la teneur en bactéries est aussi obtenue. $suivant d'autre variantes de l'invention, le procédé peut comporter l'utilisation de ventilateurs ou d'autres moyens pneumatiques pour produire des effets vigoureux et agissant obliquement au-dessus du tissu filtrant, afin que le dépôt de boue sur le tissu filtrant puisse être transmis directement du tissu à un séchoir à évaporation rapide, le dépôt de boue étant séché dans ce dernier par un courant d'air chaud. R D I C A T I 0 N S 1.- Procédé pour collecter les solides en suspension dans un liquide en utilisant au moins un élément filtrant circulant partiellement dans le liquide et un système d'aspiration disposé au voisinage immédiat de l'élément filtrant, caractérisé par 1' utilisation d'un élément filtrant sous la forme d'un tissu filtrant (1) fin perméable, en matière polymère, en cellulose, ou analogue, passant de façon continue dans le liquide (3) en étant accompagné par une bande perforée (2) circulant d'une façon continue en contact avec le côté intérieur du tissu filtrant (1) pendant que le dispositif d'aspiration (6) provoque une filtration progressive des solides en suspension en les faisant adhérer au tissu filtrant (1), et en établissant entre la vitesse de circulation de la bande (2) et l'action d'aspiration par le dispositif d'aspiration (6) une relation telle que les solides en suspension adhérent uniformément au tissu filtrant (1) sous la forme d'une couche mince et régulière d'une épaisseur d'au plus 1 à 2 mm quand le tissu sort du liquide, et en assèchant les solides ayant adhéré et en les soumettant à un traitement thermique par l'envoi de gaz chauds à travers et/ou le long de la couche de solides ayant adhéré. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la relation entre la vitesse de circulation de la bande (2) et l'action d'aspiration par le dispositif d'aspiration (6) est choisie telle que l'épaisseur de la couche de solides ayant adhé- ré soit inférieure à 1 mm et soit de préférence comprise entre 0,1 et 0,3 mm quand le tissu (1) sort du liquide. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par l'envoi des solides collectés par filtration et asséchés dans un séchoir (8) à évaporation rapide dans lequel les solides sont soumis à un traitement thermique. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les solides sont soumis à un traitement thermique à une température d'environ 1500C. 5.- Appareil pour collecter des solides en suspension dans un liquide par le procédé selon L'une des revendications 1 à 4 comportant au moins un élément filtrant circulant de façon continue dans le liquide et un dispositif d'aspiration disposé sur le côté intérieur de l'élément filtrant et au voisinage immédiat de celui-ci pour provoquer la filtration du liquide, caractérisé en ce que l'élément filtrant est un tissu filtrarlt mince (1) perméa ble, disposé contre une bande perforée (2) entrainée en continu pour maintenir le tissu filtrant circulant à travers le liquide (3) au moins partiellement en-dessous de la surface du liquide pour capter les solides en suspension afin qu'ils adhèrent au tissu filtrant (1) du lait de l'action du dispositif d'aspiration (6). 6.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tissu filtrant (1) a une épaisseur d'au plus quelques dizaines de millimètres. 7.- Appareil selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le tissu filtrant (1) et la bande perforée (2) sont des bandes sans fin entraînées pour passer autour de rouleaux extrêmes (4) de la boucle et de rouleaux de guidage supplémentaires (5) faisant passer les deux bandes dans le liquide (3). 8.- Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un séchoir (8), formé par uné caisse à laquelle sont raccordes des dispositifs chauffants (9) comportant des soufflantes pour l'envoi de gaz chauds, le tissu filtrant (1) étant disposé pour passer seul dans la chambre formée par la caisse en circulant autour de barres de guidage (10) de façon à diriger les solides vers le bas après leur sèchage complet par inaction des gaz chauds circulant à travers et/ou le long du tissu, à l'intérieur de la caisse.