Brevet FR2607080A1 — publié le 19880527

I 2607080 La présente invention est relative à une unité mobile tractable pour le traitement de boues. De nombreux traitements industriels, miniers ou agro- alimentaires donnent lieu à la formation de grandes quantités de boues formées d'un mélange d'eau et de solides divers. C'est ainsi, par exemple, que l'exécution d'un forage donne lieu au rejet progressif, dans un bourbier afférent, de fluides de forage usés, non réutilisables, qui sont constitués par un mélange d'eau, renfermant des produits chimiques à pH élevé, et de particules minérales de;tailles et de natures très variées se trouvant en suspension. De même, divers traitements agro-alimentaires, tels que, par exemple, celui des betteraves à sucre ou celui du pressage des olives, laissent subsister dans des bourbiers dont on ne sait que faire de grandes quantités de boues malodo- rantes, formées d'un mélange d'eau et de pulpe qu'il faudrait pouvoir séparer. Pour respecter l'environnement, il est nécessaire de pouvoir, d'une part, traiter l'eau de ces boues, afin qu'elle ne soit pas polluante, puis la séparer et la rejeter sans in- convénient dans le réseau hydrographique, et de pouvoir, d'au- tre part, déshydrater suffisamment les matières solides et les compacter à un volume minimal, afin qu'elles puissent à moindre coût être pelletées dans des conteneurs et être transportées par la route et/ou par le rail soit à un autre endroit de ré- utilisation, comme c'est le cas pour les résidus solides agro- alimentaires (aliments pour bétail, tourteaux, etc...), soit déversées dans des décharges ou sur des terrains d'épandage, des champs ou analogues, ce sans risque de les polluer ni d'en- traTner de grosses dépenses, ainsi que c'est le cas, notamment, lorsqu'il s'agit de résidus de boues de forage ou de traitement d'eaux usées. En ce qui concerne les résidus de boues de forage, on ne sait pas actuellement déshydrater les résidus solides d'une manière suffisante pour qu'ils soient directement trans- portables, par camion-benne, par exemple. On est en effet obligé, après centrifugation, comme ils sont encore trop li- quides, d'y ajouter de grandes quantités de ciment pour les so- lidifier avant pelletage, ce qui coûte extrêmement cher. 2 2607080 Un autre aspect de ces problèmes est que l'activité donnant lieu à la formation de ces boues n'est pas obligatoire- ment permanente, mais présente souvent un caractère sporadique, comme c'est le cas notamment lorsqu'il s'agit de traitements agro-alimentaires, soit même un caractère temporaire, lorsqu'il s'agit par exemple de forages d'essai et non de production, cas dans lequel les machines de forage doivent être déplacées d'un endroit à un autre, soit encore un caractère purement saison- nier, lorsqu'il s'agit par exemple de! faire face à l'énorme augmentation d'eaux usées, provoquée notamment dans les locali- tés balnéaires, par la saison touristique d'été, et d'assurer leur traitement immédiat et rapide. Pour ces raisons, il est nécessaire que le système de traitement des boues soit mobile afin de pouvoir l'installer l1 o il faut pendant une campagne donnant lieu à la formation de boues; il est nécessaire également que le système soit relati- vement peu emcombrant, tout en ayant une capacité de traitement élevée (de 20 à 90 mètres cubes de boue à l'heure), car les em- placements réservés aux forages pétroliers, par exemple, sont de plus en plus exigus. L'invention apporte une solution au problème rappelé ci-dessus et elle a pour objet une unité mobile tractable de traitement de boues présentant, pour un emcombrement réduit aux normes réglementaires pour son transport sur route, une capaci- té de traitement relativement élevée par rapport à son volume. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'unité mobile tractable de traitement de boues comporte en combinaison constructive et fonctionnelle: - une plate-forme mobile acheminable directement par la route l'emplacement de travail o elle est immobilisée, - des moyens prévus sur ladite plate-forme pour le montage et la fixation amovible ou à demeure d'organes de traitement de la boue, d'une cabine de commande et de contrôle fixée sur ladite plate-forme et comportant les moyens nécessaires à la commande et au contrôle du fonctionnement d'appareils divers tels que bacs à produits de traitement, moteurs, agitateurs, pompes de reprise, vérins, vannes, régulateurs et autres as- surant la progression, à ses différents stades de traitement, de la boue à épurer, la cabine précitée présentant une arma- ture de renforcement permettant sur place, sur le lieu de travail de l'unité, la mise en place et la fixation, sur le toit de ladite cabine montée à l'arrière de la plate-forme, d'une structure amovible de stockage et de première décanta- tion de la boue qui comporte des réservoirs de réception et de traitement de la boue, pourvus d'agitateurs, destinés à recevoir la boue à traiter et également les produits de trai- tement préalable tels que poly-électrolytes, chaux, chlorure ferrique, etc... contenus dans les'bacs de la cabine de com- mande et de contr6le, - un séparateur lamellaire, associé auxdits réservoirs de trai- tement de la boue et auquel est délivré, par des conduites, la boue préalablement traitée dans lesdits réservoirs, ledit séparateur lamellaire étant monté, pour y déverser la boue déjà fortement débarrassée de son eau, au-dessus d'un épais- sisseur placé sur la partie basse de la plate-forme à c8té de la cabine et depuis lequel le floc est envoyé par une pompe dans un filtre-presse à bande porté sur la partie haute avant de la plate-forme, à un niveau aussi élevé que possible, au bord extrême de ladite plate-forme. On réalise ainsi une unité mobile de traitement, dont la partie principale, à savoir la semi-remorque portant la ca- bine de commande, l'épaississeur et le filtre à bande présente une largeur hors-tout n'excédant pas les 2 m50 prévus par le Code de la route. Cependant, pour pouvoir accéder rapidement depuis la cabine aux différents organes de l'unité de traitement, il est prévu sur le côté de celle-ci, à deux niveaux, une passerelle étagée pourvue d'une rambarde de sécurité, l'ensemble pouvant sur route être rétracté ou replié dans le plan de la face lon- gitudinale de la cabine qui, quant à elle, comporte une échelle reliant les deux passerelles superposées. Selon une forme préférée de réalisation, la plate- forme mobile est constituée par une semi-remorque attelable à un tracteur autonome, le filtre-presse à bande étant placé au- dessus du point d'attelage, sur la partie la plus haute de la semiremorque. On obtient ainsi entre le sol et la sortie d'expul- sion par le filtre à bande du gâteau de matière débarrassée de 4 2607080 son eau, un intervalle suffisant pour l'insertion sur le lieu de fonctionnement de l'unité d'épuration, d'une benne récep- trice pouvant être, de façon connue, montée après remplissage, sur un camion pourvu d'une hydraulique pour la soulever. En même temps, on obtient sur le site de traitement, une assise parfaite de l'unité de traitement du fait que la semi-remorque est avantageusement équipée, de façon connue, de vérins hydrauliques d'appui pourvus chacun de patins d'ancrage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la conduite évacuant l'eau séparée des produits solides dans le filtre-presse à bande est contrôlée par une pompe délivrant la- dite eau dans la tuyauterie évacuant elle-même l'eau clarifiée séparée des produits solides dans le séparateur lamellaire placé en position haute au-dessus de l'épaississeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard des des- sins annexés qui représentent, schématiquement et simplement titre d'exemple, un mode de réalisation préparé de l'unité de traitement de boues. Sur ces dessins: La Fig. 1 est une vue longitudinale en élévation montrant la semi-remorque, la cabine, les divers bacs supé- rieurs et leurs agitateurs, le séparateur lamellaire et l'épaississeur, ainsi qu'à l'avant, au-dessus du point d'attelage au tracteur de la semiremorque, le filtre à bande servant à terminer le traitement de dessication. La Fig. 2 est une vue schématique en élévation latérale, illus- trant la circulation des produits dans l'unité de traitement de la boue. La Fig. 3 est une vue en plan de dessus de la cabine montée sur la remorque, montrant les différents éléments qu'elle renferme et le caillebottis supérieur permet- tant d'accéder, depuis la passerelle latérale, au- dessus du séparateur lamellaire surplombant l'épais- sisseur. Ainsi que l'on peut le voir de façon tout-à-fait schématique à la figure 1 des dessins, l'unité mobile comporte essentiellement pour son transport sur route et sa mobilité sur le terrain, une semi-remorque désignée dans son ensemble par la référence 1, comportant une partie 2 venant en position de dé- placement de l'unité, se placer sur l'attelage du tracteur au- dessus des roues motrices de ce dernier, et une partie 3 sur- baissée comportant, de manière connue, deux essieux 4 et 5 équipés de roues 6 et 7. Sur la partie arrière surbaissée 3 de la plate-forme 1 est disposée une structure inférieure constituée d'un épais- sisseur 8 et d'une cabine de contr8le désignée dans son ensem- ble par la référence 9 et comportant (cf. Fig. 3) de part et d'autre d'une cloison de séparation 10, deux compartiments 11 et 12, dans lesquels on peut pénétrer depuis l'extérieur par deux portes 13 et 14, respectivement munies de vitres 15 et 16. Dans cette cabine sont montés à demeure les différents or- ganes de manoeuvre et de contr8le de l'unité mobile de traite- ment de boue, dont il sera question plus loin. Au-dessus du toit 17 de la cabine 9 est prévue une armature de renforcement comportant notamment des poteaux tels que 18 servant à supporter et à maintenir des récipients récep- teurs de boue 19, 20, 21 22 et 23 communicants, qui sont pour- vus chacun d'un agitateur 24, 25, 26, 27 et 28, respectivement. Au-dessus de l'épaississeur 8 est placé un séparateur lamellaire 29 dont la fonction sera indiquée plus loin. Sur la partie antérieure surélevée 2 de la semi- remorque 1 est assujetti un filtre-presse à bande 30. La posi- tion de ce filtre, constituant en soi un appareil relativement lourd, assure une bonne adhérence au sol des roues du tracteur lors du déplacement de la remorque 1, dont il équilibre le chargement. En position de travail de l'unité, et après dégage- ment du tracteur proprement dit, la semi-remorque prend appui l'avant, de façon connue, à l'aide de patins 31 d'ancrage au sol qui sont déplacés et maintenus en position stable par des vérins 32. Les structures superposées de l'unité mobile de trai- tement sont accessibles par des passerelles rétractables ou basculantes 33 et 34, d'une part, pour la structure inférieure, et 35, d'autre part, pour la structure supérieure. 6 2607080 Ces passerelles, reliées entre elles par une échelle 36, sont pourvues chacune d'une rambarde de protection désignée notamment par les références 37, 38 pour la passerelle infé- rieure et par 39 pour la passerelle supérieure. Comme on peut le voir à la figure 1 des dessins, les parties antérieure 33 et postérieure 34 de la passerelle inférieure sont reliées par un escalier 37' compensant le décalage de niveau. Un étançon 41 de raidissement relie avantageusement la partie antérieure en porte-à-faux du séchoir lamellaire 29 et la partie supérieure du filtre-presse a bande 30. En ce qui concerne la cabine 9 proprement dite de ma- noeuvre et de contrôle, divisée par la paroi 10 en deux compar- timents 11 et 12, elle renferme tous les éléments nécessaires au traitement de la boue. C'est ainsi que cette cabine 9 comprend, dans le com- partiment antérieur 11, une armoire 42 servant par exemple au rangement d'effets, de plans, de documents et analogues, ainsi que deux armoires 43 et 44 pour les différents circuits élec- triques d'alimentation et de contrôle, des boites de commande 45, 46, 47, 48 et 49 pour les variateurs (non représentés) des moteurs des différentes pompes illustrées schématiquement à la figure 2. Une table 50, qui recouvre le moteur d'entraînement 52 de la pompe principale 51, complète l'installation. Dans le second compartiment postérieur 12 se trouve disposée, essentiellement dans le sens axial, la pompe princi- pale 51, qui peut être avantageusement une pompe du type "MOINEAU" à rotor excentré, qui prélève la boue dans le bour- bier à épurer et l'envoie dans les récipients supérieurs 19 à 23 montés sur place au-dessus de la cabine 9 de commande et de contrôle, par l'intermédiaire des poteaux 18 de renforcement et de soutien. Le moteur 52 de la pompe 51 est placé dans le compar- timent 11. Dans le compartiment 12, sont disposés, le long de la pompe principale 51, deux bacs 53 et 54 à produit de traitement et, en bout, un réservoirtampon 55 rempli de boue et destiné à protéger la pompe principale 51 contre un fonctionnement à vide. Transversalement, le long de ce réservoir-tampon 55, sont prévus deux bacs 56 et 57 présentant avantageusement la même capacité que les bacs 53 et 54, à savoir une contenance de 4 m3 chacun, par exemple. Entre les bacs 53, 54, d'une part, et les bacs 56, 57, d'autre part, sont avantageusement disposées deux pompes 58 et 59, respectivement, qui sont destinées à refouler les li- quides de traitement des bacs dans les récipients supérieurs accolés et communicants 19, 20, 21, 22 et 23 constituant en- semble la chambre de traitement proprement dite de la boue qui, selon sa nature, est traitée par floculation ou par coagula- tion, ou par les deux procédés à la fois. Au-dessus des pompes 58 et 59 et de la pompe princi- pale 51 est prévu un caillebotis 60 permettant au personnel de service d'accéder, par un petit escalier 61, aux bacs frontaux 56 et 57 renfermant des produits de traitement. Comme on le voit à la figure 3, les bacs 53, 54, 56 et 57, placés dans la cabine 9, sont équipés chacun d'un agita- teur 62, 63, 64 et 65, respectivement, destiné à assurer le brassage permanent des produits de traitement. Ainsi qu'on peut par ailleurs le voir à la figure 2, une pompe 66 est prévue au-dessous de l'épaississeur 8 pour en- voyer le floc de ce dernier, par la conduite 67, au filtre- presse 30 à bande. A la partie inférieure de ce filtre-presse 30, une conduite de vidange 68, contrôlée par une pompe 69 évacue l'eau clarifiée, par une conduite 70 directement reliée à une con- duite 71 par laquelle l'eau séparée de la boue sort du sépara- teur lamellaire 29. De la conduite 71, on peut si on le désire, par une canalisation non représentée qui est contrôlée par une vanne volumétrique (également non représentée) qui est commandée de- puis la cabine 9, réinjecter de l'eau en un point désiré de l'installation, notamment dans l'épaississeur, pour le cas ou la fluidité du floc serait insuffisante pour pouvoir traiter ce dernier dans le filtre-presse 30 à bande. Un ordinateur, couplé à des appareils d'analyse de la boue qui lui fournissent les paramètres désirés (densité, flui- dité, granulométrie du solide, plasticité, etc...), assure le réglage des vannes et pompes contrôlant le circuit décrit par 8 2607080 la boue dans l'installation, de même que le dosage précis des produits de traitement à ajouter à ladite boue avant de séparer l'eau et les constituants solides s'y trouvant en suspension. Il est ainsi possible d'adapter l'unité de traitement a toute qualité de boue rencontrée. Le fonctionnement de l'unité mobile de traitement se déduit aisément de la figure 2. La boue prélevée dans le bourbier par la pompe 51, travers le réservoir-tampon 55, est chargée dans les bacs supé- rieurs 19 - 23 de traitement préalable formant une capacité d'ensemble 72 constamment brassée par les agitateurs 24 - 28. Dans cette capacité, on ajoute au choix en fonction des ana- lyses et mesures effectuées, par les pompes 58 et 59, la quan- tité nécessaire de produit de traitement. La boue est ensuite envoyée, par les conduites 73 et 74, dans le séparateur lamel- laire 29 ob elle est soumise à une première séparation de l'eau qu'elle renferme, ladite eau étant évacuée par la conduite 71 couplée à la conduite 70 provenant du filtre-presse 30. Du séparateur lamellaire, la boue déjà épaissie passe dans l'épaississeur 8 situé au-dessous oU elle est lentement brassée par un agitateur à pâles non spécialement représenté. Le floc formé dans l'épaississeur est ensuite envoyé par la pompe 66 et la conduite 67 dans le filtre-presse à bande qui termine son traitement et éjecte par une goulette incli- née 75, dans une benne de réception appropriée, le gateau formé de substances solides pratiquement anhydres et évacue, par la conduite de vidange 68 et la pompe 69 l'eau qui s'est séparée, en l'envoyant rejoindre, par la conduite 70, celle évacuée par la conduite 71. Accessoirement, un climatiseur 75 peut être monté dans l'enceinte 12 de la cabine 9 pour réguler la température à l'intérieur de ladite cabine. Il va de soi que l'unité mobile de traitement de boue n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, purement limitatif, et que diverses modifications de détails pourraient être apportées à la forme de réalisation indiquée, sans qu'on sorte pour autant du domaine de l'invention. C'est ainsi notamment que la pompe 66 pourrait être asservie à la pompe 69 de vidange du filtre-presse 30 à bande. 9 2607080 REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Unité mobile tractable de traitement de boue, ca- ractérisée par le fait qu'elle comporte en combinaison cons- tructive et fonctionnelle: - une plate-forme mobile (1) acheminable directement par la route à l'emplacement de travail o elle est immobilisée, - des moyens prévus sur ladite plate-forme pour le montage et la fixation amovible ou à demeure d'organes de traitement de la boue, d'une cabine (9) de commande et de contrôle fixée sur ladite plate-forme et comportant les moyens nécessaires la commande et au contr8le du fonctionnement d'appareils di- vers tels que bacs à produits de traitement, moteurs, agita- teurs, pompes de reprise, vérins, vannes, régulateurs et autres assurant la progression, à ses différents stades de traitement, de la boue à épurer, la cabine (9) précitée pré- sentant une armature (18) de renforcement permettant sur place, sur le lieu de travail de l'unité, la mise en place et la fixation, sur le toit de ladite cabine (9) montée sur la partie arrière (3) de la plate-forme (1), d'une structure amovible de stockage et de première décantation de la boue qui comporte des réservoirs (19, 20, 21, 22 et 23) de récep- tion et de traitement de la boue, pourvus d'agitateurs (24, , 26, 27 et 28), destinés à recevoir la boue à traiter et également les produits de traitement préalable tels que poly- électrolytes, chaux, chlorure ferrique, etc... contenus dans les bacs (53, 54, 56 et 57) de la cabine (9) de commande et de contrôle, - un séparateur lamellaire (29) associé auxdits réservoirs (19, , 21, 22 et 23) de traitement préalable de la boue et au- quel est délivré, par l'intermédiaire de conduites (73, 74), la boue préalablement traitée dans les réservoirs précités, ledit séparateur lamellaire (29) étant monté, pour y déverser la boue déjà fortement débarrassée de son eau, au-dessus d'un épaississeur (8) placé sur la partie basse (3) de la plate- forme (1) à côté de la cabine (9) et depuis lequel le floc est envoyé par une pompe (66) et une conduite (67) dans un filtre-presse (30) à bande porté sur la partie avant (2) de la plate-forme (1), à un niveau aussi élevé que possible, au 2607080 bord extrême de ladite plate-forme. 2. Unité mobile tractable de traitement de boue selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle présente sur le côté, à deux niveaux correspondant l'un au plancher de la cabine (9) et du filtre-presse (30) à bande, et l'autre à la base des réservoirs (19 - 23) de réception et de traitement de la boue et du séparateur lamellaire (29), une passerelle (33 - ) pourvue d'une rambarde (37 - 39) de sécurité, l'ensemble pouvant sur route être rétracté ou replié dans le plan de la face longitudinale verticale de la cabine (9) qui, quant à elle, comporte sur sa paroi une échelle (36) reliant les deux passerelles (34 - 35) superposées. 3. Unité mobile tractable de traitement de boue selon les revendications i et 2, caractérisée par le fait que la plate-forme mobile (1) est constituée par une semi-remorque attelable à un tracteur autonome, le filtre-presse (30) à bande étant placé au-dessus du point d'attelage, sur la partie la plus haute (2) de la semi-remorque. 4. Unité mobile tractable de traitement de boue selon les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la con- duite (70) évacuant l'eau séparée des produits solides dans le filtre-presse (30) à bande est contr8ôlée par une pompe (69) dé- livrant ladite eau dans la tuyauterie (71) évacuant elle-même l'eau clarifiée séparée des produits solides en suspension dans le séparateur lamellaire (29) placé en position haute au-dessus de l'épaississeur (8). 5. Unité mobile tractable de traitement de boue selon les revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'un réser- voir-tampon (55), disposé transversalement dans la cabine (9) de contrôle et de conduite, est intercalé dans le circuit de boue en amont de la pompe principale (51) d'alimentation. 6. Unité mobile tractable de traitement de boue selon les revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'un cail- lebotis (60) transversal, prévu dans la structure inférieure de l'unité de traitement, permet d'accéder par un escalier (61) aux bacs (56 - 57) à produit de traitement qui sont placés en bout de la cabine (9), parallèlement au réservoir-tampon (55) de protection de la pompe principale (51) à boue. il 2607080 7. Unité mobile tractable de traitement de boue selon les revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que l'eau sortant du filtre-presse (30) à bande peut être recyclée en tout point de l'installation pour modifier éventuellement les propriétés rhéologiques de la boue à traiter. 8. Unité mobile tractable de traitement de boue selon les revendications i à 7, caractérisée par le fait que le filtre-presse (30) à bande est disposé sur la partie la plus haute de la remorque (1), avantageusement à l'extrémité fron- tale de la partie antérieure surélevée (2) sous laquelle le tracteur est attelé.