Brevet FR2591585A1 — publié le 19870619

"PROCèDE ET INSTALLATION DE CONDITIONNEMENT DE BOUES RESIDUWIRES" L'invention concerne le conditionnement de boues résiduaires d'opérations d'épuration d'eaux usées, et plus particulierement les traitements comportant une opération de floculation avec intervention de réactifs chimiques, puis d'une boue épaisse apte à être finalement utilisée par épandage sur sols de cultures, mise en décharge, ou destruction. Les réactifs chimiques de floculation ont pour but de destabiliser les structures colloldales des éléments tres hydrophiles des boues. Les réactifs de floculation de conditionnement des boues résiduaires sont généralement à base d'ions ferriques (chlorure ferrique, chlorosulfate ferrique, auxquels on adjoint presque toujours de la chaux, et parfois des floculants organiques, tels les polyélectrolytes anioniques ou cationiques. Dans de nombreuses applications, c'est le sulfate ferrique qui parait actuellement souvent approprié, car son efficacité est certaine mais son prix est élevé, alors que le sulfate ferreux, tres bon marche au contraire, s'est révélé être beaucoup moins efficace, du fait que l'activité des cations minéraux dans la floculation est proportionnelle au nombre de charges électriques portée par ces cations. La présente invention vise à assurer, dans le traitement de boues résiduaires, l'application dépolluante d'ions ferriques de façon moins onéreuse qu'actuellement et ce but est atteint en ce que l'on assure la formation d'ions ferriques à partir de sulfate ferreux mis en solution dans une eau à dissolution d'oxygine de qualité industrielle. L'expérience montre qu'on arrive ainsi à transformer en ions ferriques (avec trois charges positives) les ions ferreux (avec seulement deux charges positives) du sulfate ferreux. On constate que cette transformation des ions ferreux en ions ferriques nécessite un apport d'oxygène de l'ordre de 0,14 kg/kg de sulfate ferreux et un traitement approprié des boues conduit à maintenir une quantité du sulfate ferreux (FeSO4, 7H2) à raison de 2800 mg à 11000 mg par litre de boues à traiter. De façon préférentielle, le sulfate ferreux est préalablement mis en suspension dans de l'eau de dissolution à raison d'environ 400 g par litre d'eau, après quoi la solution obtenue de sulfate ferreux est adjointe aux boues et le tout est soumis à une action d'oxygénation telle qu'indiquée plus haut, puis à l'opération de fîcculation. L'intérêt de la présente invention est essentiellement d'avoir combiné l'avantage économique d'un sulfate ferreux bon marché avec une action oxydante à partir d'oxygène industriel, de prix modéré, qui permet d'obtenir la transformation des ions ferreux en ions ferriques dans les meilleurs conditions éconaniques et d'investissement, puisque la cinétique de la transformation est directement proportionnelle à la concentration en oxygene. Ainsi, si l'on avait proposé d'utiliser de l'air atmosphérique au lieu de l'oxygène industriel, la cinétique de transformation d'ions ferreux en ions ferriques serait tellement lente qu'elle impliquerait des installations de taille prohibitive.Au contraire, en utilisant de ltoxygene industriellement pur, on accélère oensidérableeent cette vitesse d'oxydation, et le cas échéant, si l'on utilise de l'oxygène à partir de stockage cryogénique, on peut obtenir l'oxygène vaporisé sous une pression relativement importante, par exemple jusqu'à 15 bars sans énergie de compression supplémentaire, et la vitesse cinétique de la transformation en est encore amelioree. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procééé rappelé ci-dessus, du genre slsgrenant, d'amont en aval en épaississeur, un floculateur associé à un séparateur avec une conduite de soutirage des boues résiduaires, avec des moyens d'adjonction de réactifs dans le floculateur et cette installation est caractérisée en ce qu'un moyen d'adjonction d'un réactif comprend un moyen de dissolution dans de l'eau de sulfate ferreux et un moyen d ' oxygénation du sulfate ferreux ainsi dissous, ce dernier moyen incorporant une chambre d'oxygénation avec une conduite d'amenée d'oxygène industriel. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dont la figure unique représente une vue schématique d'une installation selon l'invention. En se référant à la figure, l'installation comporte un épaississeur 29, un floculateur 1 équipé d'un moyen de brassage 2 avec une conduite d'alimentation en boues 3 et une conduite de soutirage de boues floculées 4 aboutissant à un filtre 5 pourvu d'une conduite de soutirage 6 pour les boues résiduaires déshydratées et d'une conduite d'dvacuation d'un fluide 7. Le floculateur 1 est également équipé de différentes conduites d'adjonction de réactifs chimiques, notamment de chaux 12 et, le cas échéant, de floculants organiques 13. L'adjonction de réactifs à base d'ions ferriques s'effectue dans une cuve d'oxygénation 21, en forme de chambre fermée avec agitateur 22 et dans laquelle pénètrent d'une part l'oxygène, via une conduite 24, issu d'un réservoir 25, d'autre part un écoulement composite copportant les boues épaissies via une conduite 28 en provenance de l'épaississeur 29, et le sulfate ferreux via une conduite à pompe 30 en provenance d'une cuve de préparation 31 dans laquelle s'effectue la dissolution appropriée du sulfate ferreux (FeSO4, 7H2O). L'invention s'applique à tous les procédés de traitement de boues residuaires qui mettent en oeuvre des réactifs physico-chimiques, en général issues de décanteurs primaires, ou physico-chimiques, ou les deux. REVENDICATIONS 1. - Procédé de conditionnement des boues résiduaires d'opérations d'épuration d'eaux usées, comportant une opération de floculation avec intervention de réactifs comprenant un sel de fer ferrique et de la chaux, puis Séparation d'une boue déshydratée et d'un surnageant liquide, caractérisé en ce que l'on assure la formation d'ions ferriques à partir de sulfate ferreux mis en solution dans une eau à dissolution d'oxygène de qualité industrielle. 2. - Procédé de conditionnement de boues résiduaires selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on adjoint, par litre de boues à traiter, 2800 mg à 11000 mg, de sulfate ferreux (FeSO4, 7H20), avec apport d'oxygène de l'ordre de 0,14 kg/kg de sulfate ferreux. 3. - Procédé de conditionnement de boues résiduaires selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le sulfate ferreux est préalablement mis en suspension dans de l'eau de dissolution à raison d'environ 400 g/l d'eau, puis mélangé à la boue à traiter, le tout étant soumis à une oxygénation, avant d'être floculé. 4. - Installation de traitement de boues résiduaires, du genre comprenant d'amont en aval un épaississeur, un floculateur associé à un séparateur-filtre, une conduite d'alimentation en boues résiduaires aboutissant à l'épaississeur, puis au floculateur, une conduite de soutirage de boues traitées issues du filtre, avec des moyens d'adjonction de réactifs dans le floculateur, caractérisée en ce qu'un moyen d'adjonction d'un réactif comprend un moyen de dissolution dans de l'eau de sulfate ferreux et un moyen d'oxygénation du sulfate ferreux ainsi dissous, ce dernier moyen incorporant une chambre d'oxygénation avec une conduite d'amenée d'oxygène industriel. 5. - Installation de conditionnement de boues résiduaires selon la revendication 4, caractérisée en ce que le moyen de dissolution du sulfate ferreux comprend une cuve de préparation adaptée à recevoir du sulfate ferreux, avec une conduite d'alimentation en eau de dissolution et une conduite de soutirage vers le moyen d'oxygénation, qui est raccordé au floculateur par une conduite de transfert. 6. - Installation de conditionnement de boues résiduaires selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le moyen d'oxygénation incorpore une chambre d'oxygénation fermée avec admission d'oxygène et moyen de brassage, avec un moyen d'admission du sulfate ferreux dissous et des boues venant de l'épaississeur.