Brevet FR2343701A1 — publié le 19771007

La présente invention est relative à un procédé et à un appareil pour la déshydratation des boues provenant des eaux résiduaires, urbaines ou industrielles, et notamment pour améliorer le degré de siccité des boues ou gâteaux de sédiments provenant d'appareil de séparation divers tels que les filtres, les décanteurs statiques ou dynamiques, les centrifugeuses, et des appareils semblables. Dans les installations connues, les boues préalablement décantées sont filtrées sur un tamis roulant afin d'être égouttées et sont soumises au moins dans une phase finale à un filtrage sous pression par passage en continu entre un tamis mobile tel qu'une bande sans fin, tissée ou perforée, ou un tamis bour perforé, et un dispositif presseur constitué également par une bande se rapprochant progressivement de la première.Il a été cependant constaté que la séparation et l'évacuation du liquide intersticiel expulsé des boues par le dispositif presseur étaient rendues difficiles par le fait que les mailles ou les perforations des tamis filtrants mobiles se colmataient très rapidement et ne jouaient plus efficacement leur rôle de filtre. Le procédé de déshydratation des boues faisant l'obJet de la présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et il est caractérisé par le fait qu'il consiste à essorer les boues entre deux surfaces mobiles entre lesquelles les boues effectuent un trajet ascendant, et qui se rapprochent l'une de l'autre depuis l'entrée des bouts jusqu'à la sortie de celles-ci de façon à augmenter progressivement la pression à laquelle les boues sont soumises entre ces surfaces mobiles et à chasser vers le bas à travers la masse de boue moins compressée, le liquide intersticiel expulsé par la pression. Suivant un mode d'exécution de ce procédé, le liquide intersticiel expulsé latéralement vers les zones marginales des surfaces de pressage est en outre refoulé vers le bas par soufflage. L'une ou les deux surfaces mobiles peuvent être imperméables ou constituées par des tamis filtrants. L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé cidessus, est constitué suivant une forme de réalisation préférée par un tambour rotatif dont la surface cylindrique est garnie d'un matériau imperméable et par une bande presseuse de préférence perforée montée sur un rouleau-support disposé dans la zone de la génératrice basse du tambour, un rouleau de renvoi tendeur, et un rouleau moteur disposé dans la zone de la génératrice contenue dans le plan diamétral horizontal du tambour, la partie de la bande comprise entre le rouleau de renvoi et le rouleau-support formant tablier d'alimentation et des rouleaux de serrage réglables étant prévus pour assurer le pressage progressivement croissant des boues entre le tambour et la bande depuis leur admission au point bas du tambour Jusqu'3 leur évacuation audessus des génératrices en contact du tambour et du rouleau-moteurw Cet appareil d'essorage peut constituer étage à pressage d'un ensemble de filtrage comportant un premier tamis mobile séparé d'égouttage naturel alimentant l'étage à pressage. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation de l'appareil d'essorage des boues suivant l'invention ainsi que l'ensemble d'une installation de décantation et de filtrage des boues comportant un étage final constitué par un tel appareil. La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un appareil d'essorage des boues suivant l'invention. La figure 2 en est une vue en plan par dessus. La figure 3 est une vue en coupe transversale de la goulotte d'alimentation de l'appareil des figures 1 et 2. La figure 4 représente schématiquement en élévation une installation de traitement des boues comportant un décanteur de boues alimentant un tamis mobile d'égouttage naturel et un étage final constitué par un appareil conforme aux figures 1 et 2. La figure 5 est une coupe élévation transversale du tamis d'égouttage de l'ensemble de la figure 4. Les figures 6 et 7 représentent respectivement en plan et en coupe transversale une variante de ce tamis d'égouttage. La figure 8 représente en plan une autre forme de réalisation de l'ensemble d'une installation de déshydratation des boues. L'appareil représenté en figures 1, 2 et 3 est constitué par un tambour 1 dont la surface cylindrique est garnie d'un matériau imperméable et dont l'arbre 2 tourne fou dans des paliers 3 monté sur un bâti 4. Une bande presseuse 5, de préférence perforée est montée sur trois rouleaux :un rouleau-moteur 6 dont l'axe se trouve sensiblement dans le plan horizontal contenant l'axe du tambour 1, un rouleau-support 7 disposé au-dessous du tambour dans la région de la génératrice basse de celui-ci, et un rouleau de renvoi tendeur 8. La partie 9 de la bande presseuse 5, qui est tendue horizontalement entre les rouleaux 7 et 8 forme le tablier d'alimentation de l'appareil et reçoit les boues, éventuellement égouttées, d'un tablier 10 par l'intermédiaire d'une goulotte Il à parois convergentes 12, 12'.Entre le point d'admission de la boue entre le tambour 1 et le rouleau-support 7 et son point d'évacuation entre le tambour 1 et le rouleau-moteur 6, la bande 5 est appliquée contre le matelas de boue 14 par un certain nnmbre de rouleaux de serrage 13, 13', 13 ... assurant un rapprochement progressif de la bande 5 et du tambour 1 le long du trajet d'essorage de la boue. Ces rouleaux de serrage sont tourillonnés de part et d'autre du tambonr I sur des supports arqués 15 dont lsextrémité supérieure est pivotée en 16 sur le bâti et dont l'extrémité inférieure comporte des moyens pour régler 1'écartement entre la bande 5 et le tambour, par exemple une tige filetée 17 et un écrou 18 prenant appui sur le bâti 4.Le serrage maximum du matelas de boue 14 a lieu entre les généra- tri ces correspondantes du tambour 1 et du rouleau-moteur 6 de la bande presseuse. La pression de serrage peut être réglée en déplaçant ce rouleau-moteur 6 dont les paliers 19 peuvent être déplacés horizontalement sur les longerons du bâti 4 au moyen de vérins pneumatiques ou hydrauliques 20. De cette façon, le tambour 1 est toujours entratné par friction par le rouleau moteur 6, soit par contact direct de la bande 5 avec le tambour en absence de boue, soit par l'intermédiaire du matelas de boue 14. L'épaisseur du matelas de boue à l'adrission est réglable en déplaçant les paliers 21 du rouleau-support 7 dépla çables verticalement sur un montant du bâti 4. De même le rouleau de renvoi tendeur 8 peut être déplacé horizontalement pour donner à la partie horizontale 9 de la bande une position convenable. A cet effet les paliers 22 du rouleau 8 sont montés dans une glissière 23 pivotée en 24 sur le bâti et reliés par une barre 25 à un dispositif tendeur à ressort 26 réglable au moyen d'un écrou 27. L'inclinaison des glissières 23 peut etre fixée au moyen de tout dispositif de blocage approprié, par exemple au moyen de leviers 28 pivotés sur le bâti et présentant une lumière 29 engagée sur une tige 30 munie d'un écrou de serrage non représenté. Les boues rassemblées au centre du tablier 9 par la goulotte convergente 11 (figures 2 et 3) sont progressivement écrasées entre le tambour et la bande 6, l'eau expulsée par la pression étant refoulée par les zones marginales libres et à travers les boues moins compressées situées en amont, c'est-à- dire au dessous de la zone de serrage maximal. A la sortie du matelas de boue entre le tambour 1 et le rouleau 6, une racle 31 détache les fragments de boue qui adhèrent au tambour, et une rampe 32 alimente en air comprimé des buses de soufflage à grande vitesse 33, 33' qui refoulent vers le bas sur les zones marginales de la bande 5 le liquide intersticiel expulsé latéralement de la boue, alors que la plus grande partie de ce liquide est chassée par la pression vers le bas à travers les boues de moins en moins compressées entre le tambour 1 et la bande 5. Finalement tout le liquide expulsé des boues par la pression est recueilli dans un bac collecteur 34 disposé audessous de la bande presseuse 5 et-muni d'une tubulure d'évacuation 35. Les boues essorées reprises par la bande 5 d la sortie du point de serrage maximum entre le tambour 1 et le rouleau moteur 6 sont détachées de la bande 5 par une racle 36 et tombent sur un convoyeur d'évacuation de type quelconque 37. Les figures 4 à 6 représentent schématiquement une installation de déshydratation des boues du type décrit dans le brevet français n0 75-20 055, comprenant un décanteur 38 dans lequel les boues sont décantées avec addition d'un agent de floculation tels qu'un "polyElectrolyte" et qui alimente un premier tamis mobile 39 sur lequel les boues décantées 40 subissent un égouttage naturel, le liquide étant recueilli dans le bac sousjacent 48, et une rampe d'arrosage 49 étant prévue pour nettoyer le brin inférieur de la bande filtrante.Comme visible en figures 5 à 7, le tamis 39 afin d'être bien guidé sur son parcours où il est soutenu par des rouleaux 41, 41', 41" ..., glisse par ses bords latéraux repliés sur des joues latérales inclinées 42, 42' dont les extrémités supérieures 43, 43' forment butées et empêchent tout déplacement latéral de la bande de filtrage 39, tandis que des règles verticales 45, 45' disposées le long des bords de la bande assurent le guidage du matelas de boues 40. En outre, afin d'améliorer l'égouttage, des déflecteurs inclinés tels que 44, 44' sont fixés sur ces règles 45, 45' (figures 6 et 7). Ces déflecteurs 44, 44' soulèvent les boues de la bande 39, puis les laissent retomber sur celle-ci le long de leurs bords - aval obliques 46, 46' suivant les trajets représentés par les flèches, le choc des boues sur la bande favorisant la séparation de l'eau.Cette disposition pourrait être remplacée dans certains cas par des chicanes. Les boues détachées du tamis mobile 39 par une racle 48 alimentent un étage à tambour 1 et bande presseuse 5 conforme à l'invention qui a été décrit en détail ci-dessus et représenté en figures 1 à 3. Comme dans le brevet N0 75-20 055 le tamis mobile d'égouttage 39, monté sur un rouleau moteur 47 et un rouleau de renvoi 47', est entraîné à une vitesse linéaire diffé- rente de celle du tambour 1 et de la bande 5 entraînés par le rouleau moteur 6 de celle-ci, ces deux vitesses différentes étant adaptées aux fonctions différentes - égouttage naturel et essorage - des deux parties de l'installation. La variante de l'installation de déshydratation représentée en figure 8 se distingue essentiellement de la précédente par le fait que l'axe du tambour 1 du dispositif d'essorage à bande presseuse 5-9 est disposé a angle droit par rapport t l'axe de symétrie de la bande d'égouttage naturel 39, ce qui permet notamment de rendre indépendante l'une de 1'autre les largeurs des deux parties de l'installation ce qui favorise en particulier l'égouttage naturel sur la bande 39 qui peut entre trbs sensiblement plus large que le tambour 1.A l'extrémité de sortie#de la bande 39, qui est opposée à l'extrémité d'alimentation par le décanteur 38, des règles transversales 49, 49' et 50 canalisent les boues égouttées en les amenant sous#forme d'un matelas étroit 51 sur la partie 9, formant tablier d'alimentation de la bande presseuse 5 du tambour 1, l'essorage des boues s'effectuant ensutte de la façon décrite précédemment, les boues essorées étant évacuées par le convoyeur 37. De préférence, toutes les parties JO- biles de l'installation sont entratnées à des vitessés appropriées à partir d'un seul moteur à réducteur 52. > Suivant une variante permettant d'obtenir des boues déshydratées de siccité élevée, on peut utiliser, dans l'étage à pressage, un tambour à surface également perforé -ét comportant des moyens d'évacuation de l'eau du genre décrit dans le brevet NO 75-20 055. REVENDICATIONS 1. Procédé de déshydratation de boues, notamment des boues provenant des eaux résiduaires, urbaines ou industrielles, caractérisé par le fait qu'il consiste à essorer ces boues entre deux surfaces mobiles entre lesquelles les boues effectuent un trajet ascendant, et qui se rapProchent l'une de l'autre depuis l'entrée des boues jusqu'à la sortie de celles-ci de façon à augmenter progressivement la pression à laquelles les boues sont soumises entre ces surfaces mobiles et à chasser vers le bas, à travers la masse de boue moins compressée, le liquide intersticiel expulsé par la pression. 2, Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le liquide intersticiel expulsé latéralement vers les zones marginales des surfaces de pressage est refoulé vers le bas par soufflage. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une ou les deux surfaces mobiles sont perforées ou constituées par des tamis filtrants. 4. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un tambour rotatif dont la surface cylindrique est garnie d'un matériau imperméable et par une bande presseuse de préférence perforée montée sur un rouleau-support disposé dans la zone de la génératrice basse du tambour, un rouleau de renvoi tendeur, et un rouleau moteur disposé dans la zone de la génératrice contenue dans le plan diamétral horizontal du tambour, la partie de la bande comprise entre le rouleau de rensoi et le rouleau-support formant tablier d'alimentation et des rouleaux de serrage réglables étant prévus pour assurer le pressage progressivement croissant des boues entre le tambour et la bande depuis leur admission au point bas du tambour jusqu'à leur évacuation au-dessus des génératrices en contact du tambour et du rouleau moteur. 5. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le tambour est entratné en rotation par la bande presseuse par frottement, par l'intermédiaire de la boue pressée. 6. Appareil suivant l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que les boues à essorer sont amenées au point d'admission entre le tambour et la bande presseuse par une goulotte allant en se rétrecissant de façon à alimenter le dispositif presseur dans une zone centrale relativement étroite. 7. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que le rouleau moteur de la bande presseuse est maintenu appliqué contre le tambour avec une pression constante par deux vérins agissant sur les deux paliers de ce rouleau qui sont montés de façon à pouvoir coulisser horizontalement sur le bâti de l'appareil. 8. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que les rouleaux de serrage disposés entre le rouleau-moteur et le rouleau-support sont montés sur un support réglable constitué par deux flasques en arc de cercle et pivoté sur le bâti dans sa partie supérieure, tandis que son extrémité inférieure est déplaçable radialement par rapport au tambour par un dispositif à tige filetée et écrou prenant appui sur le bâti. 9. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que le rouleau-support de la bande est monté dans des paliers pouvant se déplacer#verticale- ment sur le bâti, et que les paliers du rouleau de renvoi tendeur peuvent se déplacer verticalement et horizontalement, ces paliers étant montés dans des glissières pivotées autour d'un axe horizontal sur le bâti et auxquels la tension nécessaire est appliquée au moyen de vérins hydrauliques, pneumatiques ou à ressort l'inclinaison de ces glissières pivotantes pouvant être fixée par tout moyen de blocage approprié. 10. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait qu'il constitue l'étage à pressage d'un ensemble de filtrage des boues comportant un premier tamis mobile d'égouttage naturel alimentant le dispositif à pressage. 11. Appareil suivant la revendication 10, caractéri sé par le fait que le tamis mobi1e#d'égouttage naturel comporte pour le guidage des boues deux réglettes latérales auxquelles sont fixés des chicanes ou-des déflecteurs inclinés soulevant localement le gateau de boue en cours d'égouttage et le laissant retomber le long de leur bord aval oblique par rapport à l'axe de symétrie des tamis. 12. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que l'axe du tambour du dispositif de pressage est disposé à angle droit par rapport à l'axe du tamis mobile à égouttage et à l1éxtrémité duquel est disposée une réglette transversale pour déverser les boues égouttées dans la goulotte d'alimentation du tambour. 13. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que des buses de soufflage d'air à grande vitesse, alimentées par une rampe disposée transversalement au-dessus du point d'évacuation des houes pressées, sont disposées au-dessus des zones marginales de la bande presseuse de façon à refouler vers l'amont l'eau expulsée latéralement des boues pressées. 14. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que le tambour de lté- tage à pressage présente une surface cylindrique perforée et qu'il est muni de moyens pour l'évacuation de l'eau pénétrant à travers ces perforations à l'intérieur du tambour.