Brevet FR2491907A1 — publié le 19820416

Certains efforts ont été faits pour extraire l'énergie calorifique potentielle dans ltécume des eaux d'égout, à des fins de chauffage. Les études en laboratoire ont démontré que l'écume est constituée essentiellement par de la graisse dont l'énergie potentielle est de l'ordre de 375 cal par litre, ce qui équivaut grossièrement à 2,5 1 de mazout. L'un des plus grands obstacles à l'utilisation de l'écoume est la séparation de la graisse des débris flottants, cailloux, bâtons, cartons, éléments en plastique, sable, etc... On connaRt et on utilise des appareils pour le traitement des eaux d'égout et produits résiduaires fluides. On trouvera, par exemple, la description de tels appareils dans les brevets E.U.A. Nos 739.049, 3 909 410, 3 946 679, 3 475 178 2 022 069, 2 379 754, 3 936 378. L'invention a pour objectif un procédé perfectionné de traitement de l'écume des eaux d'égout qui contient des combustibles et des débris et qui est filtrée pour retenir les débris et obtenir un combustible fluide. L'invention a également pour objectif un procédé de traitement de l'écume des eaux d'égout qui consiste à recueillir cette écume, à lui faire traverser un tambour de filtrage perforée, ce tambour étant en rotation permanente autour de son axe longitudinal, lequel est incliné en formant un angle aigu avec l'horizontale. Le procédé considéré consiste à souffler de l'air chauffé sous pression sur la paroi extérieure du tambour, le long d'une ligne définie sur toute sa lon- gueur, au travers des perforations que comporte cette paroi, pendant la rotation permanente du tambour de manière à décoller successivement les débris de ces perforations, à chauffer et faire fondre les éléments com bustibles, et à faire progresser les débris accumulés le long de ce tambour. Le procédé consiste ensuite à décharger les débris du tambour ainsi qu'à recueillir en permanence les combu#stibles filtrés. Conformément à l'invention, l'air est fourni à une chambre de pressin entourant le tambour à raison de 28 m3 environ par minute, cette valeur pouvant varier entre 14 et 42 m3 environ. La température de l'air fourni se situe dans la gamme 93 -149 ; elle est de préférence de 1210C. Il est recommandé de choisir pour l'angle d'inclinaison une valeur de 200 environ ; mais cette valeur peut varier. Le tambour est entraRné à une vitesse comprise entre 1 et 20 tr/mn. L'écume recueillie est préchauffée avant d'être entrattée vers le tambour de filtrage. L'invention a également pour objectif un appareil pour le filtrage de l'écume des eaux d'égout contenant des éléments combustibles et des débris, cet appareil comportant un tambour cylindrique allongé pourvu, sur 3600 et sur une partie substantielle de sa longueur, de perforations, l'axe longitudinal de ce tambour tourillonnant dans un support et étant incliné sur un angle aigu par rapport à l'horizontale.Des moyens d'entr#ne- ment en rotation sont accouplés au tambour pour l'entrai- ner en permanence, la paroi d'extrémité supérieure de ce tambour étant ouverte pour recevoir en permanence l'écume d'eaux d'égout préchauffée, ainsi que sa paroi d'extrémité inférieure pour décharger axialement les débris collectés.- Une coquille cylindrique enferme de manière étanche la partie perforée du tambour et définit, avec ce tambour, une chambre de pression à sa partie su périeure et une chambre de collationnement de écume filtrée à sa partie inférieure.Un canal d'air allongé, à l'intérieur de la coquille, formé sur sa longueur à l'intérieur de la chambre de pression, comporte une gorge de sortie longitudinale à une certaine distance des perforations du tambour, par laquelle l'air chauffé sous pression est fourni sur les parties de surface ex térieure du tambour et dirigé à l'intérieur de ce tambour. Une enceinte est montée sur la coquille, raccordée à cette coquille en son milieu, la sortie de cette en ceinte communiquant a ec le canal. L'enceinte comporte une entrée qui est raccordée par un conduit approprié à la sortie d'un dispositif de soufflage d'air pourvu d'un réchauffeur, ce qui permet de fournir de l'air chauffé sous pression à l'enceinte.La coquille comporte une soupape de sortie à proximité de son extrémité infé- rieur pour décharger l'écume de la chambre de collationnement. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre se référant aux dessins annexés qui représentent : - figure 1 schématiquement, une vue en coupe longitudinale illustrant l'appareil de filtrage conforme à l'invention, - figure 2, une vue en coupe verticale selon la ligne de coupe 2 de la figure 1, - figure 3, une vue en coupe verticale selon la ligne de coupe 3-3 de la figure 1. On a représenté en Il sur les dessins l'ap :94r pareil conforme à l'invention pour le traitement de l'écume des eaux d'égout, cet appareil étant destiné à filtrer cette écume qui contient des éléments combustibles et des débris. Sur un support approprié illustré schématiquement en 13 figure 1 est fixée une embase verticale 15 pour le montage d'une vis de réglage 17 qui traverse un écrou 19 de cette embase et supporte à hauteur variable un bloc 21, deux galets tels que 23 étant montés pour tourillonner dans ce bloc et étant à une certaine distance latérale l'un de l'autre. Un tambour cylindrique allongé 25, d'environ 6 m de long et 0,75 m de diamètre dans l'exemple repré senté, repose à son extrémité supérieure sur les galets 23 de manière à pouvoir tourner, sa paroi d'extrémité supérieure 27 comportant une ouverture centrale d'entrée avec un joint d'étanchéité annulaire 29, dans laquelle est emmanch une partie du tube d'alimentation 31 repré seaté partiellement. Ce tube reçoit la sortie 33 de la trémie de réception d'écume 35, cette écume étant celle des eaux du réseau d'égouts municipal par exemple. Cette écume est généralement recueillie à la partie supérieure des eaux d'égout et comporte normalement des éléments combustibles tels que la graisse et analogue mélangés à de petits cailloux, des bâtons, du carton, du plastique, du sable, etc... La trémie de réception 35 est correctement supportée en 37 et comporte des moyens de chauffage internes 99 qui permettent de préchauffer l'écume recueillie. On a représenté schématiquement une soupape de commande V montée dans la sortie 33 de la trémie, cette soupape contrôlant la circulation de l'écume préchauffée vers le tube d'alimentation 31, cette écume étant projetée axialement dans la partie supérieure du tambour tournant 25. Le tambour comporte à son extrémité inférieure une sortie de décharge de débris 39, cette sortie étant de forme tronconique et se terminant par un proldn- gemment axial 41 qui tourillonne dans le palier 43, ce dernier étant fixé sur le support 45 lui-même fixé sur le support 13. Un pignon d'entrainement 47 est fixé sur le prolongement 41, en prise avec un pignon 49 de l'arbre d'entrainement 51 du moteur électrique 53s ce dernier étant représenté schématiquement et monté sur le support 13. La sortie d'extrémité tronconique du tambour comporte une série d'orifices allongés et effilés de décharge de débris 57 définis par une série d'armatures inclinées 55 écartées l'une de l'autre. Lorsque le tambour est en rotation permanente, les débris séparés de l'écume se déplacent vers le bas de ce tambour, parvenant à son extrémité inférieure, se déchargeant par les orifices de sortie 57 qui se trouvent en bas pour tomber dans le collecteur 59. Sur une partie substantielle de sa longueur, soit sur environ 4/5 de cette longueur, la surface ex térieure du tambour comporte des perforations 61 sur 3600. Les dimensions de ces perforations sont comprises entre 0X317 et 0,635 cm environ. Le tambour 25 est de forme cylondrique, et son axe longitudinal, dans l'exemple représenté, est incliné de manière à former avec l'horizontale un angle aigu de 200 environ. On peut modifier la valeur de cet angle en fonction des conditions de filtrage, en manoeuvrant manuellement la vis 17, pour modifier l'angle d'inclinaison du tambour. Une coquille métallique allongée 63, pourvue d'un revêtement cylindrique extérieur d'isolation 79, figure 2, est montée autour du tambour, son axe longitudinal étant incliné sur le même angle que l'axe longitudinal de ce tambour. La coquille reçoit donc et enferme donc la partie perforée (61) du tambour, ses parois d'extrémité supérieure et inférieure 67 et 68 comportant des ouvertures avec joints d'étanchéité 69 pour le passage du tambour et pour limiter extérieurement la partie perforée de la surface extérieure de ce tambour. La coquille est fixée sur un cadre 65 schématiquement représenté qui repose sur le support 13. Une enceinte d'air 71 dont la sortie en biais s'incline vers le bas est monté au-dessus de la coquille, traversant en sa partie inférieure la paroi de cette dernière et communiquant avec un canal d'air allongé 81 formé à l'intérieur de la coquille. On voit figure 2 que les parois latérales du canal convergent vers le bas et se terminent par une gorge de sortie allongée 83 proche des perforations 61 du tambour. À son extrémité supérieure, l'enceinte présente une entrée 72 qui, par l'intermédiaire du conduit souple 73, est raccordée à la sortie 74 du dispositif de soufflage d'air sous pression élevée 75, lequel est représenté schématiquement. Le dispositif de soufflage est supporté correctement en 101 et se compose d'une chambre avec réchauffeur 77 représenté shcématiquement, l'air sous pression étant chauffé à environ 1210C pour être fourni par le conduit à l'enceinte 71. La température peut varier entre 93 et 149cl et doit être suffisante pour fondre les particules dures de graisse, gras et autres hydrocarbures. L'air est fourni à raison de 28 m3 environ par minute, mais cette valeur peut varier entre 14 et 42 m3. L'air chauffé est projeté de la sortie de l'enceinte dans le canal 81 (figures 1 et 2), la gorge de sortie 83 de ce dernier en accroissant la pression avant de le diriger radialement et longitudinalement dans le tambour par les perforations 61 de ce tambour, On voit figure 2 que, à l'intérieur de la coquille, se trouvent deux cloisons opposées, latéralement écartées l'une de l'autre, 85 qui partent radialement de la coquille vers l'intérieur et s'arrêtent à proximité de la surface du tambour. Des joints d'étanchéité allongés 87 sont montés sur le bord intérieur des cloisons et frottent contre le tambour perforé lorsque ce dernier est en rotation.Ces cloisons définissent une chambre de pression 89 au-dessus du tambour, et une chambre de collationnement d'écume filtrée 91 au-dessous de ce tambour. L'air chauffé et sous pression élevée fourni à la chambre de pression 89 est destiné à passer radialement au travers des perforations du tambour adjacentes à la gorge de sortie 83, et au travers des autres perforations qui communiquent avec la chambre de pression au cours de la rotation permanente de ce tambour. La poussée principale de l'air chauffé sous pression se fait au niveau des perforations alignées sur la longueur du tambour et qui se trouvent directement à proximité de la gorge de sortie 83 du canal. Les cloisons 85 définissent au dessous du tambour une chambre de collationnement 91 de l'écume filtrée, laquelle se trouve sensiblement à la pression atmosphérique. La sortie 93, à l'extrémité inférieure de la coquille, communique avec la chambre de collationnement de écume filtrée et comporte une soupape de commande classique 95 pour la décharge des éléments combustibles filtrés dans le collecteur 97. Le tambour tournant perforé et chaud tourne à l'intérieur de la coquille isolante 63. Dans l'exemple représenté, l'appareil est incliné sur environ 200 par rapport à 11 horizontale. Cet angle aigu d'inclinaison de l'axe longitudinal du tambour peut être modifié à l'aide du dispositif de#niveau à vis 17 de la figure 1. L'écume préchauffée est amenée dans le tambour tournant 25 par le tube d'alimentation 31 monté à la partie supérieure de ce tambour, à partir de la trémie chauffée 35, cette écume étant fournie en permanence et son débit étant réglé par la soupape V. Au cours de la rotation permanente du tambour, l'écume descend dans ce tambour, et, sous l'effet de l'air chauffé sous pression élevée, les éléments combustibles fondent, tombant par les perforations 61 dans la chambre de collationnement 91 (figure 2). Les perforations sont dégagées par soufflage d'air sous pression élevée lorsqu'elles parviennent devant la gorge de sortie 83 du canal 81, dans la chambre de pression supérieure 89. L'écume sera filtrée par le tambour avant d'avoir parcouru les 2/3 de la longueur de ce dernier. Les débris de filtrage continuent à descendre vers l'extrémité inférieure du tambour, et, sous l'effet de l'air sous pression en provenance de l'enceinte 71 et de l'écume non filtrée parvenant à l'extrémité supérieure du tambour, se déchargent par les orifices de décharge 57 de l'extrémité inférieure. Quant aux hydrocarbures filtrés, ils passent par la soupape 95 de sortie et tombent dans le collecteur 97. L'appareil que l'on vient de décrire constitue une forme d'appareillage permettant de mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention, soit un procédé de filtrage de l'écume desclicllur d'égout pour en séparer les éléments combustibles et les débris, ces éléments combustibles pouvant être utilisés comme source d'énergie. Les dessins des figures 1, 2 et 3 sont schématiques et illustrent un appareil essentiellement composé d'un tambour tournant à l'intérieur d'une coquille isolante qui forme une chambre étanche autour de la partie perforée de ce tambour. Le procédé conforme à l'invention, pour le traitement de l'écume des eaux d'égout, comporte les étapes suivantes : - collationnement de l'écume des eaux d'égout, notamment des eaux du réseau d'égout d'une commune, l'écume étant recueillie et amenée dans une trémie de préchauffage 35, - amenée de l'écume dans un tambour de filtrage perforé 25, par la sortie de trémie 33, et le tube. d'alimentation 31, ce dernier traversant axialement, avec joint d'étanchéité 29, la paroi d'extrémité du tambour, - entraRnement du tambour en rotation permanente autour de son axe longitudinal, lequel fait un angle d'inclinaison d'environ 200 par rapport à l'horizontale, - envoi d'air chaud sous pression au travers de la paroi extérieure du tambour, le long d'une ligne des perforations 61 que comporte cette paroi sur sa longueur, afin d'éliminer les débris qui bouchent ces perforations, de chauffer et de faire fondre les éléments combustibles que contient l1écume, et de faire progresser les débris accumulés le long du tambour, - décharge des débris à l'extrémité inférieure du tambour par des orifices de décharge 57, et - collationnement en permanence des éléments combustibles filtrés en provenance du tambour. Le collationnement des éléments combustibles filtrés se fait dans une chambre de collationnement 91 de la coquille isolante qui entoure de manière étanche le tambour rotatif et qui définit également, entre coquille et tambour, une chambre de pression située audessus du tambour, une chambre de collationnement se trouvant au-dessous de ce tambour. Le dispositif de soufflage 75 fournit normalement de l'air chaud à raison de 28 m3 par minute, cette valeur pouvant varier entre 14 et 42 m3. L'élément de chauffage 77 que comporte le dispositif de soufflage chauffe l'air à une température de 12100 environ, cette température pouvant varier entre 93 et 14900. Le tambour peut être entraidé à-une vitesse aussi faible que 1 tr/mn, mais dans une version recommandée conforme à l'invention, cette vitesse peut se situer entre 1 et 20 tr/mn. Conformément à l'invention, on préchauffe l'écume recueillie avant filtrage. REVENDICAGIONE 1) Procédé de traitement de l'écume des eaux d'égout, laquelle contient des éléments combustibles liquides et partiellement solidifiés ainsi que des débris, caractérisé en ce qu'il consiste - à recueillir l'écume des eaux d'égout, - à amener cette écume vers un tambour de filtrage perforé sur les 3600 de son pourtour, - à entrafaer le tambour en rotation en permanence, à au moins une vitesse de 1 tr/mn, autour de son axe longitudinal faisant un angle aigu par rapport à l'horizontale, - à souffler de l'air chauffé à au moins 9300, sous pression, à raison d'au moins 14 m3 par mi nute, sur la paroi extérieure de ce tambour, le long d'une ligne définie sur sa longueur, et au travers des perforations de ce tambour, afin de décoller les débris accumulés sur ces perforations, de chauffer et de faire fondre les éléments combustibles, et de faire progresser les débris accumulés le long du tambour, - à décharger les débris du tambour, - et à collationner en permanence les éléments combustibles filtrés en provenance du tambour. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air chauffé est fourni à raison de 3 28 m3 par minute environ. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air chauffé est fourni à raison de 14 m3 à 42 m3 par minute environ. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air chauffé est à une température d'environ 12100. 5) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'air chauffé est à une température de 93 à 14900 environ. 6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 11 angle d'inclinaison est de 200 environ. 7) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison de l'axe du tambour est aJustable. 8) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tambour est entrainé à une vitesse de 1 à 20 tr/mn environ. 9) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tambour est entraîné à une vitesse de 8 à 20 tr/mn environ. 10) Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce que l'écume recueillie est préchauffée avant d'être amenée au tambour de filtrage. 11) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments combustibles filtrés sont collationnés à l'intérieur d'une coquille qui enferme les perforations du tambour et comporte une sortie. 12) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amenée d'écume en permanence dans le tambour a pour effet de faire progresser les débris le long de ce tambour. 13) Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce que, l'air chauffé ayant une température comprise entre 93 et 14900, et étant fourni à raison de 14 à 42 m3 par minute, environ, l'angle d'inclinaison du tambour est de 200 environ, et la vitesse de rotation de ce tambour est comprise entre 1 et 20 tr/mn environ. 14) Appareil de filtrage de l'écume des eaux d'égout, laquelle contient des éléments combustibles liquides et partiellement solidifiés, ainsi que des débris, caractérisé en ce qu'il comporte un tambour cylindrique allongé (25) comportant une partie perforée (61) sur les 3600 de son pourtour, et un axe longitudinal monté sur un support (13), - des moyens (43 45, 23-21-15) montés sur le support, supportant le tambour à ses extrémités opposées, pour lui permettre de tourner autour de son axe longitudinal, cet axe étant incliné selon un angle aigu par rapport à l'horizontale, - des moyens d'entraînement (53, 51, 49, 47) accouplés au tambour de manière à ltentraRner en rotation permanente, - une paroi d'extrémité supérieure (27) formée sur le tambour et pourvue d'une ouverture destinée au passage de l'écume préchauffée, - une paroi d'extrémité inférieure formée sur le tambour avec des orifices de décharge (57) pour la décharge des débris collationnés à l'intérieur de ce tambour, - une coquille cylindrique (65) enfermant la partie perforée du tambour, placée à une certaine distance de cette partie perforée, dont l'axe longitudinal est incliné sur le même angle que l'axe longitudinal du tambour, et montée sur le support (13), cette coquille comportant des parois d'extrémité (67, 68) pourvues d'une ouverture qui s'engage autour du tambour avec joint d'étanchéité (69) à ltextérieur de la partie perforée de ce tambour, - des cloisons (85) formées à l'intérieur de la coquille, entre cette coquille et le tambour, la coquille et ses cloisons définissant une chambre de pression (89) au-dessus du tambour et une chambre de colla tionnement d'écume filtrée (91) au-dessous de ce tambour, - un canal d'air allongé (81) formé longitudinalement à l'intérieur de la coquille, dans la chambre de pression, pourvu d'une gorge de sortie (83) longitudinale à ce canal, à légère distance des perforations du tambour, - une enceinte (71) montée sur la coquille au milieu de sa longueur, comportant une sortie qui communique avec le canal, ainsi qu'une entrée (72), - un dispositif de soufflage d'air (75) monté à une certaine distance de la coquille, associé à un réchauffeur (77) et à une sortie (74) pour fournir de l'air chauffé sous pression, - un conduit de raccordement (73) de la sortie (74) à l'enceinte (71), et - une sortie de décharge (93) à soupape (95) à proximité de l'extrémité inférieure de la coquille, coauniquant avec la chambre de collationnement (91) de l'écume filtrée. 15) Appareil selon la revendication 14, ca ractérise en ce que la paroi d'extrémité inférieure du tambour (25) est tronconique et se termine par un prolongement axial (41), les moyens de support du tambour se composant d'un palier (43) recevant le prolongement (41) et de deux galets (23) à distance l'un de l'autre latéralement qui supportent l'extrémité supérieure du tambour, à l'extérieur de la coquille (63). 16) Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison du tambour est de 200 environ. 17) Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que les galets (23) sont supportés par des moyens de réglage (21, 19, 17, 15) de l'angle d'in clinaison. 18) Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comportent un pignon (47) monté sur le prolongement (41), et un moteur à vitesse variable (53) monté sur le support (13) dont l'arbre d'entra#nement (51) porte un pignon (49) en prise avec le pignon (47). 19) Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte un tube d'alimentation en écume (31) de descente et incliné, traversant la paroi d'extrémité supérieure (27) du tambour, avec joint étanche (29) interposé. 20) Appareil selon la revendication 15, caract & isé en ce que les ouvertures pratiquées dans la paroi d'extrémité inférieure tronconique du tambour sont allongées et effilées (57), les débris se déchargeant en permanence par ces ouvertures dès qu'elles parviennent à la partie inférieure de l'ensemble. 21) Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que la coquille comporte un revêtement ex riveur (79) en matériau isolant. 22) Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que la coquille (63) porte, sur la totalité de sa longueur, deux cloisons (85) dirigées radialement vers l'intérieur sensiblement jusqu'au niveau du tambour (25), à l'opposé l'une de l'autre, ces cloisons définissant les chambres de pression (89) et de collationnement (91). 23) Appareil selon la revendication 22, ca ractérisé en ce qu'une bande d'étanchéité (87) est placée sur les bords des cloisons (85) et frottent contre le tambour. 24) Appareil selon la revendication 14, caractrisé en ce que le canal d'air (81) est limité par des cloisons convergentes définissant une gorge de sortie (83) par laquelle l'air chauffé sous pression élevée est dirigé radialement en passant par les perforations (61) du tambour. 25) Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'enceinte (71) est évasée vers l'extérieur et vers le bas pour s'adapter sur une partie de la longueur du canal d'air (81).