Brevet FR2414485A1 — publié le 19790810

L'invention concerne des perfectionnements au traitement de lisier provenant d ' étables Dans le texte de cette demande 11 expression "lisier", sunonyme de purin+, désigne la partie du fumier dgé- tables ou d décuries qui comporte essentiellement de la matière liquide et, enproportion moindre,des déchets organiques1. des déchets de paille, etc Dans cette demande, l'expression "traiter" signifie la séparation du lisier en une phase solide et une phase liquide et l'abaissement de la teneur en matière pdluante dans la phase liquide.La teneur en matière polluante est mesurée par les paramètres suivants DOB : demande enoxygènebiologique DOC : demande en oxygène chimique SS : solides en suspension (particules flottants) N~gH+4: azote amoniacal NKJ : azote Kjeldahl Cette demande de brevet ipour but de prescrire un procédé et une installation qui ne présentent pas les inconvénients connus à ce jour et fournit d'excellents résultats lors du traitement de lisiers à haute teneur en matières liquides c'està-dire une matière résiduaire à haute DOB. A cet effet, le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on ajoute au lisier un floculant et un coagulant, on agite le mélange pour permettre au floculant et au coagulant de réagir avec le lisier, et on permet au mélange de décanter t après quoi les particules solides sont séparées afin. d'obtenir une phase liquide qui consiste essentiellement en eau présentant une D. O. B. inférieure à 4000 mg/l, lorsque le lisier considéré est du lisier de porcs, tandis que les opérations précitées sont précédées d'une stabilisation aérobie, des boues, lorsque le lisier considéré est du lisier de bovidés, afin d'obtenir une phase liquide qui consiste en eau présentant une D.O.B. inférieure à 500 mg/l. De préférence le coagulant est choisi parmi les trichlorures de fer et les sulfates d'aluminium tandis que le flu- culant est du polyélectrolyte cationique. Cette description n'est donnée qutA titre d'exem ple et ne limite pas l'invention Les notations de référence se rapportent aux figures ci-annexées. Les figures 1, 2 et 3 appartiennent toutes à une mtme représentation schématique d'une installation pour l'exécution du procédé selon l'invention La figure 1 est la partie supérieure de ce schéma, la figure 2 en est la partie intermédiaire et la figure 3 la partie inférieure L'installation pour l'exécution du procédé selon lzinvention comporte une cuve 1 de stockage du lisier, I2 arrivée du lisier brut étantrepibentée par la flèche 2 et la ligne 3.La cuve de stockage 1 est équipée deux poupes 4 et 5 auxquelles se raccordent des conduites 6 et 7 cul débouchent, en passant par un régulateur de débit 8 (avec conduite de refoulement 9) et une conduite lo, au-dessus dsun tamis à secoussEs Il Le tamis à secousses 1, qui présente des orifices de maille situées entre 0,5 et 5mm 3 est monté au-dessus d'une cuve 12 équipée d'un trop-plein 13 et daune conduite d'évacuation 13' pour la phase liquide et une sertie 14 pour la phase solide. La phase solide est reprise par une bande convoyeuse 15. La phase solide est évacuée vers une installation de stockage, de compostage et de séchage, et cela dans le sens indiqué par la flèche 16 (figure 1), tandis que la phase liquide est dirigée, par la conduite d'évacuation 132 vers la citerne de coagulation 17 (figure 2). Il est prévu, dans la citerne de coagulation 17, équipée de régulateurs de niveau N1 et N2, tout comme dans la cuve de stockage lî un agitateur 18 pour mélanger continuellement les matériaux traités dans la citerne de coagulation. La citerne de coaauîation 17 est en effet alimentée, à partir de la citerne 20 par la pompe de dosage 19 et les conduites 19' et L9" en solution d'eau et de chlorure de fer ou de sulfate d'aluminium. On fait,de préférence, usage de (FeC13). La citerne 20 reçoit de l'eau par la conduite 21 qui est,elle-m#me, un embranchement de la conduite principale d'alimentation en eau 22 (branchée sur l'admission d'eau W). La citerne 20 est également équipée dun agita teur 23 et d'un régulateur de niveau N. Une troisième citerne 24 est, enfin prévue pour recevoir une solution d'eau et-d1un polyélectrolyte. Cette citerne 24, à régulateur de niveau N, est alimentée en eau par la dérivation 25 de la conduite principale 22. Le polyélectrolyte et l'eau sont mélangés entre eux à l'aide d'un agitateur 26. Cette solution est refoulée vers la conduite 28, par la pompe de dosage 270 montée sur les conduites 27' - 27". La conduite 28 se situe en aval des pompes d'alimentation 29 - 30, qui se trouvent, elleHmemes, en aval de la citerne 17. Les pompes 29 - 30 dirigent, par la conduite 31, vers la conduite 28i la phase liquide du lisier à laquelle est mélangé le chlorure de fer, phase liquide qui provient de la citerne 17. La conduite 18 évacue donc vers la centrifugeuse 32, aussi bien la solution provenant de la citerne 17 que celle qui provient de la citerne 24. Les réactions entre le floculant et le coagulant, et la phase liquide du lisier se développent donc essentiellement dans la conduite 28. Les ratières solides sont donc évacuées, selon la flèche 34, à partir de la cedzifigrse 32, en direction de la bande transporteuse vers la cuve à boues activées 36. La phase liquide subit, dans ce bassin à boues activées,une oxydation biologique~ en vue de réduire la DOB en dessous du maximum légalement autorisé (100 mg/l). Le liquide aéré est évacué par la conduite 37 vers la citerne de sédimentation 38. Dans la citerne de sédimentation 388 les boues sont séparées du liquide limpide. Les boues sont réfoulées, à l'aide de la pompe 394 montée sur les conduites 39' et 39", vers la cuve de stockage du lisier 1. La conduite 39" possède un embranchement de récirculation 40. Le liquide limpide provenant de la citerne de sédimentation 38 est évacué par la conduite 41, dans le sens de la flèche 41' et répond aux exigences suivantes DOB.: inférieure à 100 mg/l DOC : inférieureà 1000 mg/l SS : inférieure à 100 mg/l : :inférieure à 300 mg/l NNH+ : inférieur à 150 mg/I. Le choix des groupes de polyélectrolytEs exact et l'action simultanée de ces polyélectrol te et du coagulant sur le lisier, en vue de coaguler, de floculer et de décanter les particules colloidales en suspension ccsstiLii#et les éléments originaux du procédé selon l'invention. Ainsi qu3il résulte de la description du procédé et de l'installation selon la demande, les boues récoltées dans la citerne de sédimentation 38 sont dirigées vers la cuve de stockage de lisier 1 à partir de laquelle elles sont traitées en mEme temps que le lisier. Il est caractéristique du procédé selon l'inven- tion que l'épuration biologique ne constitue pas l'opération principale du processus dfépuration. Le traitement physicochimique à 13aide de floculant et de coagulant constitue l'essence mtme du procédé. (99% des matières en suspension ou matières flottantes sont séparées grace à cette phase du procédé.) De la sorte, on ne doit pas craindre que le fonctionnement de l'installation entière soit freiné par des défectuosités de l'installation d'épuration biologique. A titre dgexemple, on citera encore quelques détails sur les dimensions de certains éléments de l'installation ainsi que sur les temps de séjour des matières dans cette installation. Ces données sont, de toute évidence, non limitative et doivent entre considérées comme des proportions optimales qui sont susceptibles de modifications. Les éléments cités ci-après peuvent avoir les dimensions ou les capacités suivantes. 3 cuve de stockage du lisier -(1) 8 m . Débit du lisier (12) 21 m3 e par jour Citerne de coagulation (17) 3 3 30 m w par jour Citerne (coagulant) (20) 3 m3 3 0,5 m ,par jour 3 Citerne (floculant) (24) 3 m 0,5 m ,par jour 3 Bassin à bouesactivées (36) 100 m3 24 m , par jour Cuve de sédimentation (38) 2m33 24 m par jour La vitesse de rotation des divers agitateurs est, de préférence, l'une des suivantes. Agitateur (23) 1000 - 3000 toursíminute Agitateur (18) 59 - 100 tours1 minute Agitateur (26) 100 tours minute Le procédé et l'installation décrits ci-dessus trouvent une application particulièrement excellente lors du traitement du lisier provenant d'étables à cochons. Lorsquoon traite du fumier provenant de gros bétails ou de bovidés tels que des veaux, des vaches ou des boeufs, les opérations décrites ci-dessus sont précédées d'une stabilisation du lisier dans un stabilisateur de boue aérobie 42 (figures 1 et 2). Après décantation du mélange, les parties solides sontiséparées ce qui fait apparaître une phase liquide qui consiste essentiellement en eau ayant une DOB inférieure à 500 mg/l. La combinaison lors du traitement de lisier provenant de bovidés, d'une stabilisation des boues aérobies avec un traitement physico-chimique (coagulation et floculation; ainsi que le choix exact des coagulants et floculants destinés à évacuer toutes les matières en suspension et coagulées, constituent les éléments originaux du procédé selon l'invention il est évident que l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite ci-dessus et bien des modifications pourraient y etre apportées sans sortir du cadre de la présente demande de brevet. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de lisier à haute teneur en matières liquides caractérisé en ce qu'on ajoute au lisier un floculant et un coagulant, on agite le mélange pour permettre au floculant et au coagulant de réagir avec le lisier, et on permet au mélange de décanter, après quoi les particules solides sont séparées afin d'obtenir une phase liquide qui consiste essentiellement en eau présentant une D O B. inférieure à 4.000 mg/l, lorsque le lisier considéré est du lisier de porcs, tandis que les opérations précitées sont précédées d'une stabilisation aérobie, des boues, lorsque le lisier considéré est du fumier de bovides, afin d 'o;otenir une phase liquide qui consiste en eau présentant une D.O.B. inférieure à 500 mg/l. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le coagulant est choisi dans le groupe formé par les clorure d'aluminium et les sulfates d'aluminium. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé e ce que le coagulant est du chlorure de Ter (Fe Cl3). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendicazions 1 à 4 caractérisé en ce que le floculant est un polyélecnc -z~e caticnique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revencications 1 à 4 caractérisé en ce que la quantité en poids de coagulant, au litre de lisier, se situe entre 0,1 gr et 4 gr. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendicavicns 1 à 5 caractérisé en ce que la quantité en poids de floculant, au litre de lisier, se situe entre 10 mg et 250 mg. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que les quantités en poids de coagulant et de floculant, au litre de lisier, se situant aux environs de 2 gr et de 150 mg, respectivement. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'on agite ledit mélange comprenant le coagulant à l'aide d'un agitateur qui a une vitesse de rotation comprise entre 50 et 100 tours par- minute. 9. Procédé selon la revendication 1 caractérisé e ce que la décantation est effectuée D l'aide d'une certrifugeuse. 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que la décantation est effectuée à l'aide d'une centrifugeuse à décantation. 11. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que la centrifugeuse précitée est du type à double cône. 12. Procédé selanl'#-ne quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que la phase précitée, consistant en eau, est soumise à un traitement d'épuration biologique pour réquire la D.O.B. en dessous de iOO mg/l. 13. Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'après l'opération d'épuration de la phase liquide > -es boues résiduelles sont évacuées hors de cette phase et réfoulées vers le lisier encore à traiter. 14. Procédé selon l'une des revendications 10 à '3 caractérisé en ce que la phase solide comprenant au moins 22 % de matière seche est transformée en un compact de haute valeur en tant qu'engrais organique destiné à l'agrîculure et l'norticulture. 15. Procédé de traitement de lisier à haute teneur en matières liquides, tel que décrit ci-dessus ou conformérnent aux figures annexées.