Brevet FR2465688A2 — publié le 19810327

FR 2465688 A2 19810327 FR 7829532 A 19781017 La présente addition concerne essentiellement un procédé , des produits et des dispositifs de traitement des matieres polluantes et notamment des eaux usées et des boues résiduaires qu'elles qu'en soient l'origine et la consistance et plus particulierement celles provenant des stations d'épuration des effluents d'égouts. Le brevet principal fait état d'un certain nombre d'applica tions de produits divers et spécialement ceux constitués par des Hémi-hydrates de sulfate de calcium sous la forme ALPHA employés purs ou en mélange à la séquestration des hydrocarbures rejetés en mer accidentellement ou délibérément. par les navires pétroliers. Le procédé conforme à l'addition fait appel à l'utilisation et à la mise en oeuvre de différents produits propres à favoriser d'abord , accélérer et entretenir ensuite,le processus de décantation et de réduction de volume des boues résiduaires à plus ou moins forte teneur en eau par séparation et concentration rapide des particules en suspension ; permettant ainsi l'extraction et l'élimination faciles de la plus grande partie de l'eau excédentaire. Il utilise un dispositif de mélange intime des ingrédients pré conisés. Il permet d'obtenir des boues suffisamment concentrées et de consistance optimum pour être manipulables. Il prévoit leur stabilisation éventuelle par agglomération spontanée ainsi que leur transformation bactérienne IN SITU. Il rend possible leur incorporation dans certains matériaux de construction ou leur emploi comme amendements et engrais organiques ou encore comme substrats d'engrais chimiques ou organiques complementaires généralement demandés par l'Agriculture.Enfin ils peuvent être conditionnés pour être brûlés dans les usines d'incinération des ordures ménageres. Ce procédé permet notamment le traitement complet et l'élimina- tion définitive des boues résiduaires issues des stations d'épuration des eaux usées. Dans l'état actuel de la technologie pratique il est connu que les boues résiduaires constituent un déchet encombrant et d'élimination difficile qui pose des problèmes de tous ordres et sans cesse croissants aux collectivités,usines,laboratoires,hôpitaux,etc...et dont la résolution physico-chimique ne peut s'organiser ponctuellement qu'à grands frais;;jusque et y compris la création d'une infrastructure de transport par voie de terre ou fluviale.Les techniques appliquées à leur stabilisation,à leur réduction de volume ainsi qu'à leur intégration ou désintégration suivant les cas , sont toujours onéreuses à cause de leur complexité , des nécessités de surveillance et de maintenance en milieu nauséabond,de dépenses d'énergie.Elles se heurtent à des difficultés invraisemblables,soit qu' elles nécessitent la construction de bacs de grandes surfaces dans le cas de "lits de séchage",occupés pendant des mois par de l'eau croupissante soumise au phénomène naturel mais aléatoire et saisonnier de l'évaporation;;soit qu'elles fassent appel à des équipements importants de filtration,de centrifugation et de deshydratation obtenue thermiquement.En outre les difficultés de séparation des élé- ments liquide et solide sont aggravées par le caractère colloïdal présenté généralement par les boues. La présente addition a pour but de résoudre tous les problèmes posés par les procédés antérieurs plus ou moins rudimentaires,incomplets ou insalubres ou encore jugés trop onéreux;d'en éviter les inconvénients et propose à cet effet une technique particulière,simple et appropriée aux exigences de la salubrité publique,fiable et adaptable à tous les types d'eaux usées ou de boues résiduaires quelles que soient leur origine et leur consistance,produites ou non d'une manière aérobie ou anaérobie;et n'occupant qu'une superficie restreinte et pouvant encore le cas échéant s'intégrer dans certains cas à l'intérieur des installations existantes sans nécessiter de transformations importantes ; comportant notamment I-LE CHOIX des produits de base pris ensemble ou séparément , addi tionnés ou adjuvantes de produits complémentaires en fonction du degré d'épuration souhaitable des eaux libres et de la consistance du déchet minéralisé résultant composé des particules séquestrées et des ingrédients combinés. 2-L'EMPLOI aisé et simple des matériaux précités pris séparément ou mélangés au préalable,ainsi que leur brassage avec les eaux usées ou avec les boues résiduaires ; propres a amorcer , accélérer , entretenir le processus de séparation et de ségrégation pour aboutir IN FINE à la séquestration de toutes les particules solides en suspension quelles que soient leur forme et leur origine minérale ou organique : LAISSANT UNE EAU LIBRE,LIMPIDE ET PLUS OU MOINS PURE EN FONCTION DU BUT A ATTEINDRE;EN UN LAPS DE TEMPS COURT DE L'ORDRE DE QUINZE MINUTES ENVIRON. 3-L'UTILISATION d'un matériel spécifique de brassage peu onéreux aisément adaptable sur des réservoirs existants ou non. 4-LA TRANSFORMATION des particules solides sous forme de gâteau de consistance au préalablement définie,soit sous forme friable et pelletable d'aspect de terre légère humide,soit sous forme plus résistante d'une plaque ou dalle facilement déblayable. 5-L'INTEGRS.TION sous différentes formes d'amendements et d'engrais ou de substrats d'engrais chimiques ou organiques complémentaires, ou la DESINTEGRATION par incinération , ou encore la STERILISATION ou la MINERALISATION sous forme de matériaux de construction. A cet effet,la présente addition propose un procédé pour le traitement des effluents d'égouts - notamment des eaux usées et des boues résiduaires,traitées ou non traitées - stockées dans des réservoirs;soit à la continue soit en discontinu,mélangés à un liant suivant un débit ou en quantités prédéterminées. Selon une autre caractéristique de l'addition,le liant de base utilisé peut être du Semi-hydrate de sulfate de calcium sous la forme BETA, (et) (ou),d'une façon plus favorable de l'Hémi-hydrate de sulfate de calcium sous la forme ALPHA de qualité ordinaire,ou encore le mélange des deux semi-hydrates preciteswadditionnes ou non,adjuvantés ou non,mélangés ou non à d'autres liants hydrauliques d'origine minérale ou organique,à des produits chimiques euxmêmes d'origine minérale ou organique faisant effet par exemple d' épurateurs,de stérilisateurs,de désinfectant,de floculant,d'agglomérant,de bactéricides,de fongicides ou au contraire vecteurs de bactéries ou de champignons,etc.. éventuellement soumis ou non à des influx électriques ou magnétiques. Les résultats des essais systématique s entrepris dans le cadre de ces applications et plus particulièrement celles concernant le choix des liants minéraux et organiques s'avèrent extrèmement variables;qu'ils soient mis en oeuvre purs pour certains, (et) (ou), associés pour d'autres;entr'eux-mêmes,(et) (ou),avec d'autres matériaux,et à condition de prendre diverses précautions d'emploi et de procéder suivant la ligne générale du schéma retenu par l'esprit de l'addition et bien que la description de celle-ci ne constitue que l'un des nombreux exemples qu'il serait facile de faire ressortir et comportant de nombreuses variantes; ;il apparait que ce soit l'Hémi-hydrate de sulfate de calcium sous la forme ALPHA qui permette - davantage que d'autres liants - de séquestrer plus facilement les particules en suspension quel que soit le volume d'eau en présence.Il convient de rappeler ici que la réaction de combinaison des Semi-hydrates de sulfate de calcium sous la forme BETA entraîne généralement en présence d'eau largement excedentaire une rétention de liquide beaucoup plus importante que ne le fait celle des Hémi-hydrates de sulfate de calcium sous la forme ALPHA ; par ailleurs moins sensibles à la présence de déchets humiques . De ce fait,la plage d'utilisation des Hémi-hydrates de sulfate de calcium sous la forme ALPHA n'est guère modifiée et la vitesse de sédimentation reste sensiblement constante dans tous les cas. La transformation des eaux usées et des boues résiduaires en eau libre d'aspect clair et limpide,séparée des particules en suspension,rassemblées et séquestrées au fond du bassin sous forme de "gâteau de consistance prédêterminée , fait appel dans le présent cas aux notions suivantes dcint la citation n'est pas exhaustive ni l'examen succinct limitatif. Après brassage énergique de l'Hémi-hydrate de sulfate de calcium sous la forme ALPHA choisl,employé pur ou mélangé à d'autres produits,soit dans le milieu aqueux considérê,soit11à la continue "au moment du remplissage du bassin et qui se présente initialement sous un aspect pulvérulent,généralement de densité supérieure è I et pouvant atteindre fréquemment celle de I,5 et même plus;on observe une préphase de réaction latente correspondant à la phase de "mouillage des grains du liant et qui peut varier suivant Les qualités des produits mis en oeuvre de quelques secondes à quelques minutes. L'hydratation subséquente des grains a pour conséquence d'augmenter leur densité,de libérer un ph légèrement différent du ph initial qui "casse" le phénomène de suspension.Très rapidement alors quelques millimétres d'eau libérée apparaissent à la surface du bas sin L'agglomération colloldale débute ensuite, s'entretient, s' accélé- re durant toute la phase de maniabilité dite encore"plage d'utilisation" qui correspond en fait à une pré-prise du liant ou début de resyncristallisation latente.Les cristaux grossissent,(et l'on sait que leurs formes et leurs textures peuvent être prédéterminées au moment de la fabrication des Hémi-hydrates de sulfate de calcium sous la forme ALPHA; apparaissant a volonté sous l'aspect d'aiguilles plus ou moins longues ou de parallélépipédes rectangles plus ou moins volumineux).Cette particularité présente le plus haut intérêt en vue de la détermination optimisée d'un Hémi-hydrate de sulfate de calcium sous la forme ALPHA particulier requise par le meilleur traitement des eaux usées ou des boues résiduaires dans tel ou tel cas.C'est pourquoi on ne peut parler d'UN Hémi-hydrate de sulfate de calcium sous la forme ALPHA au singulier mais d'Hémi-hydrates de sulfate de calcium sous la forme ALPHA au pluriel. Les cristaux commencent alors à opérer une descente vers le fond du bassin,créant un effet de filtration autocinétique verticale dirigé de haut en bas qui explique la relative lenteur de sédimendation due au "freinage" des particules en suspension.Les impu retés s'imbriquent dans le réseau cristallin et sont entrainées de plus en plus vite vers le bas au fur et à mesure que les cristaux grossissent davantage et s'agglomérent tout en augmentant de densité sous l'action des combinaisons chimiques.La séparation se stabilise en un laps de temps court, de quinze minutes environ et laisse apparaître nettement deux parties bien délimitées: l'une caractéri sée par son aspect limpide constituée par de l'eau claire provenant de la décomposition des éléments en suspension par rapport à l'autre représentée par le liant de séquestration combiné et renfermant toutes les particules solides du liquide initial. Il convient de remarquer que le volume d'eau recueillie est maximum: I-En employant un Hémi-hydrate de sulfate de calcium sous la forme ALPHA approprié.2-Lorsque la prise est elle-même terminée. Le durcissement de la plaque permet de récupérer les deux produits de décomposition d'une manière aisée : l'eau libre pour être rejetée ou resycléerla plaque pour être réduite et constituer suivant le cas un amendement et un engrais,ou encore un substrat d'engrais chimiques et organiques complémentaires,ou transformée en ma tériaux de construction ou tout simplement incinérée. D'une façon générale,l'addition se rattache au brevet principal et n'est nullement limitée au choix des produits mentionnés,et (ou),aux mélanges précftés, (et) (ou) ,au mode de réalisation décrit, ainsi qu'aux résultats envisagés dans la description et qui n'ont été donnes qu'à titre indicatif.En particulier elle comprend tous les produits, (et) (ou) ,tous les moyens mobiles,(et)(ou),à poste fixe; ;constituant des équivalents techniques,des produits, (et) (ou) ,des moyens extrapolés, (et) REVENDICATIONS I-Procédé de traitement des matières polluantes , selon l'une des revendications du brevet principal; caractérisé en ce qu'il permet également de traiter d'autres substances que les hydrocarbures, tels que les effluents d'égouts et notamment les eaux usées et les boues résiduaires provenant des stations d'épuration des villes,des usines,des hôpitaux et des collectivités en général. 2-Procédé selon la revendication I , permettant notamment le traitement des eaux usées et des boues résiduaires quelles que soient leur origine et leur consistance,préalablement traitées ou non, résultant ou non d'une transformation aérobie ou anaérobie,stockées ou non dans des réservoirs;caractérisé en ce qu'il consiste soit à brasser dans le liquide en présence,soit mélanger "à la continue"au moment du remplissage des bassins un liant employé pur ou associé tel qu'un Hémi-hydrate de sulfate de calcium sous la forme ALPHA,en quantités ou suivant un débit prédéterminés.A laisser décomposer et décanter la suspension pour recueillir l'eau libre des particules séquestrées rassemblées au fond en un "gâteau" solidifié et à l'extraire par des moyens appropriés et d'une manière très aisée. 3-Procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'il consiste également à employer des liants divers,additionnés,(et) (ou), adjuvantes de produits spécifiques telles que des substances d'origine minérale:par exemple des métalloides;ou organiques:par exemple des floculants;destinés à modifier la nature des liquides considérés:par exemple pour les rendre sensibles à l'influence des courants électriques ou magnétiques; (et) (ou) ;des déchets résultants tels que des bactéricides,des fongicides ou au contraire des semences de germes divers : par exemple "acinetobacter phosphadévorus. 4-Procédé selon les revendications 2 et 3 , caractérisé en ce que l'opération de décomposition précitée s'effectue en une seule phase et très rapidement :de l'ordre de quelques minutes. 5-Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les déchets -solides récupérés se présentent sous dif férentes consistances au gré de l'utilisateur et sont des amendements et des engrais organiques et des substrats d'engrais chimiques et organiques complémentaires destines à l'Agriculture. 6-Procédé selon l'une des revendications précédentes caracté- risé en ce que les déchets résultants peuvent être utilisés dans des matériaux de construction ou désintégrés par incinération.