Brevet FR2324582A1 — publié le 19770415

La présente invention est relative à une installation de séchage- pour boues de traitement des eaux usées. On connaît déjà des installations de ce type sous diverses formes de réalisation. Ainsi, par exemple, dans le brevet de la République Fédérale d'Allevagne n 1.784.834, on a décrit un procédé et une installation de séchage pour boues de traitement des eaux usées où l'on mélange à la boue humide une partie de la boue séchée qui joue alors le rôle de matière support absorbante.Ce mélange de départ est ensuite introduit dans un tambour de séchage qui est muni de garnitures intérieures cylindriques et qui est directement relié à un générateur de gaz chauds. Ea aval du tambour de séchage, sont agencés un ventilateur et un séparateur à cyclone dans lequel se produit la séparation de la boue séchée. Cette boue séchée est ensuite divisée en deux courants partiels dont I > un est amené par un transporteur vibrant à un mélangeur d'où il revient au tambour de séchage après avoir été additionné de boue humide. Le deuxième courant partiel est au contraire ensaché et envoyé à un autre poste d'utilisation. Le procédé qui vient d'être décrit brièvement ci-dessus s'est révélé généralement utilisable en pratique. Toutefois, on a constaté que l'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé demande à être perfectionnée sur quelques points essentiels. Ces points concernent principalement la simplification de l'acheminement du mélange de départ, ainsi que le recyclage de la boue séchée. Par ailleurs, on a constaté que la roue du ventilateur subit une forte usure en raison de la forte charge de poussière de l'air que ce ventilateur avait à traiter jusqu'à présent. Par ailleurs, dans le procédé antérieur, l'air chargé sortant de l'installation répandait dans l'environnement une mauvaise odeur que, compte tenu des dispositions réglementaires de plus en plus sévères, il n'est plus possible de tolérer. L'invention vise donc à réaliser une installation de séchage pour boues de traitement des eaux usées aans-l aquell e les inconvénients mentionnés ci-dessus sont éliminés. Suivant l'invention, ce problème est résolu par une installation de séchage pour boues de traitement des eaux usées dans laquelle on ajoute à la boue humide une partie de la boue séchée jouant le rôle de matière support absorbante et qui est composée d'un tambour de séchage raccordé à un générateur de gaz chaud, d'un séparateur à cyclone monté en aval de ce tambour et de dispositifs destinés à séparer un courant partiel de la boue séchée et à renvoyer ce courant au dispositif d'alimentation. Suivant l'invention, cette installation est caractérisée par la combinaison des particularités suivantes 1. le tambour de séchage et le générateur de gaz chauds sont abaissés à un niveau inférieur à celui des autres éléments de l'installation, de telle sorte que l'acheminement du mélange de départ humide à ce tambour peut s'effectuer au moyen d'une goulotte 2. le ventilateur est placé en aval du cyclone 3. en aval du ventilateur, est prévu un laveur de gaz d'où part une conduite de recyclage qui mène au générateur de gaz chauds et 4. sur ladite conduite de recyclage, est branchée une conduite qui mène à un dispositif de post-traitement d'où l'air chargé résiduel est évacué par une autre conduite. Ces particularités de l'installation suivant l'invention méritent les remarques suivantes Du fait que le tambour de séchage est placé très bas, il est possible de disposer au-dessus du tambour de séchage le mélangeur dans lequel la boue séchée et la boue humide sont mélangées de sorte que l'acheminement du mélange de départ humide peut avoir lieu très simplement au moyen d'une goulotte, tandis que cet acheminement exigeait dans la technique antérieure un dispositif d'alimentation équipé d'un régulateur de débit. Il est évident que, dans le cas où l'on a à traiter des matières humides et agressives telles que la boue humide considérée, ces appareils sont exposés à une forte usure.Dans l'installation suivant l'invention, la suppression de l'alimentateur et du régulateur de débit peut être obtenue par application d'une caractéristique de construction très simple. En effet, l'abaissement du tambour de séchage et du générateur de gaz chauds au-dessous du niveau des autres éléments de l'installation peut être obtenu d'une façon très simple. Par exemple, les autres éléments de l'installation peuvent être surélevés, par exemple ils peuvent être montés sur une rampe ou une charpente. Inversement, le tambour de séchage du générateur de gaz chauds peut être disposé dans une fosse spécialement prévue, tandis que les autres éléments de l'installation se trouvent au niveau normal. Dans chaque cas, les investissements nécessaires pour obtenir cette disposition sont extrêmement faibles comparativement aux économies réalisées. Dans l'installation décrite dans le brevet précité, le ventilateur est prévu à la sortie du tambour de séchage et en amont du cyclone. Malheureusement, cette disposition a pour inconvénient d t entrainer une usure considérable de la roue du ventilateur, en raison de la grande quantité de poussière en suspension dans l'air. En effet, en aval du tambour de séchage, la charge de l'air, qui est composée d'un mélange de poussière de boue séchée, de vapeur d'eau et de gaz chauds est d'environ 250 g/#m3 tandis que, en aval du séparateur à cyclone, la charge n'est plus que de 1 à 2 g/Nm3. La disposition du ventilateur en aval du cyclone qui est adoptée suivant l'invention réduit donc à un degré négligeable l'usure de la roue du ventilateur. Par ailleurs, cette disposition apporte encore un autre avantage essentiel.La boue séchée, sortant du tambour de séchage, n'est plus pulvérisée par la roue du ventilateur, de sorte que, dans le cyclone, elle peut être séparée sous la forme de fragments ou grumeaux et non plus sous la forme de poussière. Cette particularité rend également superflue l'installation de tamisage qui était indispensable dans la technique antérieure pour séparer la fraction poussière, cette fraction poussière de la boue séchée n'étant pas épandable et ne pouvant donc pas être utilisée comme engrais ou amendement pour les terres cultivées.Etant donné que, dans l'installation suivant l'invention, la boue se présente exclusivement sous une forme grumeleuse, on peut se suffire d'un seul silo ou d'une seule installation d'ensilage, tandis que, dans la technique antérieure, les diverses fractions granulomé- trique s de la boue séchée devaient être entreposées dans des silos distincts ou dans diverses installations d'ensilage. Finalement, l'installation suivant l'invention comprend des équipements de traitement de l'air chargé produit par le traitement. La plus grande partie de l'air chargé est renvoyée au générateur de gaz chauds par une conduite de recyclage (1' air circule en circuit fermé), tandis qu'une petite partie de cet air chargé subit un post-traitement pour être ensuite rejetée dans l'atmosphère par une cheminée, sans répandre une mauvaise odeur dans l'environnement. Le dispositif nécessaire pour ce post traitement peut être constitué par un laveur chimique ou un dispositif de post-traitement thermique ou de post-combustion catalytique. Le choix du type de dispositif de post-traitement utilisé dans 11 installation suivant l'invention dépend de la composition de l'air chargé issu du traitement de séchage. Le mode de fonctionnement de l'installation suivant l'invention sera décrit ci-après en regard du schéma de circulation reproduit sur le dessin annexé. Ce schéma indique uniquement les éléments de l'installation qui sont essentiels pour la mise en oeuvre du procédé, tandis que les équipements auxiliaires tels que les tubulures, charpentes, etc..., qui n'ont qutune importance secondaire, ne sont pas représentées. La boue à sécher est amenée à un mélangeur 2 par un transporteur de boue 1. Le transporteur 1 est constitué par un appareil transporteur approprié pour cette application, par exemple une pompe à boue munie d'une vanne réglable à roue alvéolée, ou une vis à palettes réglables. Naturellement, le type du transporteur de boue 1 utilisé dans l'installation est choisi en fonction de la teneur en eau de la boue à sécher. En dehors de la boue humide, le mélangeur 2 reçoit, par l'intermédiaire d'une vis doseuse 3, une quantité de boue séchée suffisante pour donner un mélange possédant une teneur en humidité de 40 à oe %. Il convient de remarquer que la boue humide peut également être constituée par une boue préalablement désydratée et que, dans ce cas, l'addition de boue séchée peut être réduite en conséquence. Le mélange de départ, qui présente la teneur en eau désirée, parvient directement au tambour de séchage 2 par la goulotte 4. Dans le cas considéré, le tambour de séchage est disposé, avec le générateur de gaz chauds 6, dans une fosse 18 spécialement prévue pour les recevoir, tandis que les autres éléments de l'installation se trouvent au niveau normal à l'intérieur du bâtiment 19. Cette disposition assure le surbaissement nécessaire du tambour de séchage 5. Ce tambour peut être constitué, par exemple par un appareil de construction connue qui comprend trois cylindres 20, 21 et 23, disposés concentriquement l'un à l'intérieur de l'autre, le cylindre extérieur 23, qui forme également la paroi enveloppe du tambour, présentant des palettes courbes dirigées vers l'intérieur, tandis que les parois des deux cylindres intérieurs 21 et 20 portent des nervures longitudinales présentant en section un profil en dents de scie. Le cylindre intérieur 20 établit en iAeie temps la liaison avec le générateur de gaz chauds 6 et c'est dans ce cylindre que débouche également la goulotte 4.Le mélange de départ traverse tout d'abord ce cylindre intérieur 20 avec les gaz chauds produits dans. le générateur de gaz chauds et, à l'extrémité du tambour, il est renvoyé avec un changement de direction de 1800 et passe dans l'intervalle compris entre le cylindre extrême intérieur 20 et le cylindre 21, cet intervalle étant parcouru de la droite vers la gauche#, c' est-à-dire dans le sens des flèches tracées sur le dessin. A l'extrémité de cet intervalle, le courant subit un nouveau changement de direction de 1800, pour parcourir l'intervalle compris entre le cylindre 21 et le cylindre extérieur 23 qui forme l'enveloppe du tambour. Ainsi que l'indiquent les flèches tracées sur le dessin, l'écoulement s'effectue dans ce cas de la gauche vers la droite.Ensuite, le mélange qui est maintenant entièrement séché est envoyé au séparateur cyclone 2 par la- conduite 22. Naturellement, il est également possible d'utiliser un tambour de séchage 5 possédant une construction différente de celle qui vient dêtre décrite. Le générateur de gaz chauds 6 est normalement constitué par un four de combustion qui est chauffé de préférence au mazout léger ou au gaz naturel, mais qui peut également brûler de la boue séchée issue de 1 installation, ou encore des gaz issus de la fermentation des boues ou encore de 11 huile de vidange. Les gaz chauds produits dans le générateur 6 sont introduits dans le tambour de séchage 2 à une température d'environ 300 A environ 6000 C. Lors du séchage les gaz chauds absorbent l'humidité du-mélange de départ et l'entraînent sous la forme de vapeur d'eau. Dans le séparateur à cyclone 2, la boue séchée est ensuite séparée des vapeurs et de ltair chargé. La matière séchée et séparée est ensuite envoyée à l'installation d'ensilage 10 par l'intermédiaire d'une vis transporteuse 8 et d'un transporteur élévateur 9. De là, une partie de la boue séchée est envoyée par la vis doseuse 3 au mélangeur 2 où se produit l'addition de boue humide. La partie restante de la boue séchée est mise en sacs par un appareil d'ensachage 11, ou entreposée sous une autre forme jusqu'8 son utilisation ultérieure. L'air chargé et les vapeurs qui sortent du séparateur à cyclone 2 sont envoyés par la conduite 24, le ventilateur 12 et la conduite #, à un laveur de gaz 15 pour y subir un dépoussiérage et éventuellement un refroidissement simultané. Le laveur 13 est constitué, dans le cas considéré, par une installation de lavage des gaz à pulvérisation de liquide, qui travaille sur le principe de la trompe à eau. Naturellement, on peut également utiliser pour cette application un autre type de laveur de gaz comme, par exemple,une tour à ruissellement ou une colonne garnie. L'eau de lavage nécessaire esttransmise au laveur 13 par la pompe 27 et par l'intermédiaire de la conduite 26.Le mélange d'eau de lavage et d'air chargé qui sort du laveur de gaz à eau pulvérisée est séparé dans la cuve 28. Alors que l'eau de lavage est tout d'abord accumulée dans la cuve 28 et ensuite évacuée de cette cuve par la conduite 29, l'air chargé qui s'échappe de l'installation est envoyé dans la conduite de retour 15 qui mène au générateur de gaz chauds 6. Il convient de remarquer à ce stade que le tirage engendré par le ventilateur 12 induit normalement un effet d'aspiration suffisant dans la conduite de retour 15, de sorte que l'air chargé revient au générateur de gaz chauds 6 sans autre intervention. Sur la conduite de retour 15 est branchée une conduite dérivée 16 qui est munie d'une vanne de réglage 30 et qui mène au dispositif de post-traitement 14, lequel est constitué, dans le cas considéré, par un laveur chimique, qui travaille également suivant le principe de la trompe à eau. Si la vanne de réglage est largement ouverte, un courant partiel de l'air chargé parvient au laveur chimique pour y subir le post-traitement voulu. La solution chimique nécessaire est aspirée dans la cuve 31 par la pompe 32, et elle est refoulée au moyen de la conduite 33 dans le laveur chimique constituant le dispositif de post-traitement 14. La solution sortant de ce laveur est renvoyée à la cuve et peut être remise en circulation en circuit fermé. Pendant ce temps, l'air chargé épuré peut etre évacué de la cuve 31 par la conduite 17. Cet air chargé peut etre rejeté dan l'atmosphère par une cheminée non représentée sans répandre de mauvaise odeur. La solution chimique épuisée peut être réenrichie par la conduite 34, tandis que, en même temps, une quantité correspondante de solution est évacuée par la conduite 35. Cette conduite traverse le réservoir 28 et est rejetée à l'extérieur par la conduite 29. En remplacement du laveur chimique quton vient de décrire, on peut également prévoir pour le post-traitement de l'air chargé évacué par la conduite 16 une installation de posttraitement thermique ou de post-combustion catalytique. Si l'on renvoyait la totalité de l'air chargé issu du séchage au générateur de gaz chauds 6 sans aucun réglage par la conduite de retour 15, la dépression régnant dans le circuit de séchage varierait continuellement puisque la quantité d'air chargé produite subit certaines fluctuations qui sont fonction des variations de la composition du mélange de départ. Pour éviter cet inconvénient, on prévoit un capteur de pression 36 dans la conduite 22. Ce capteur commande la position de la vanne de réglage 50, par l'intermédiaire d'uz circuit de réglage 22 (comprenant un régulateur et un convertisseur de mesure) de manière que le débit d'air chargé qui circule dans la conduite de retour 15 reste constant, tandis que l'air chargé en excédent est envoyé au dispositif de post-traitement 14 par l'intermédiaire de la vanne de réglage 50 et de la conduite 16. Grace à cette régulation, la dépression du circuit de séchage reste maintenue constante. REVENDICA~IONS 1. Installation de séchage pour boues de traitement des eaux usées, dans laquelle on ajoute à la boue humide une partie de la boue séchée jouant le rôle de matière support absorbante et qui est composée d'un tambour de séchage raccordé à un générateur de gaz chaud, d'un séparateur à cyclone monté en aval de ce tambour et de dispositifs destinés à séparer un courant partiel de la boue séchée et à renvoyer ce courant au dispositif d'alimentation, cette installation étant caractérisée par le fait que a) le tambour de séchage et le générateur de gaz chauds sont abaissés à un niveau inférieur à celui des autres éléments de l'installation, de telle sorte que l'acheminement du mélange de départ humide à ce tambour peut s'effectuer au moyen d'une goulotte b) le ventilateur est placé en aval du cyclone c) en val du ventilateur, est prévu un laveur de gaz d'ou part une conduite de recyclage qui mène au générateur de gaz chauds et d) sur ladite conduite de recyclage, est branchée une conduite qui mène à un dispositif de post-traitement dtoù l'air chargé résiduel est évacué par une autre conduite. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de post-traitement est constitué par un laveur chimique ou un dispositif de post-traitement thermique ou de post-combustion catalytique. 3. Installation suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que, dans la conduite reliant le tambour de séchage au séparateur à cyclone, est intercalé un capteur de pression dont les signaux sont utilisés, par l'intermédiaire d'un circuit de réglage, pour commander une vanne de réglage intercalée dans la conduite branchée sur la conduite de retour et qui mène au dispositif de post-traitement. 4.Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le tambour de séchage comprend trois cylindres disposés coaxialement l'un à l'intérieur de l'autre, le cylindre extérieur portant des palettes courbes dirigées vers l'intérieur, tandis que les parois des deux cylindres intérieurs sont munies de nervures longitudinales qui présentent en section un profil en dents de scie.