Brevet FR2729383A1 — publié le 19960719

EDaississeur et comDacteur de boue. La présente invention concerne l'épaisissement et le compactage des boues. Elle s'applique plus particulièrement avec avantage lorsqu'une boue à traiter comporte une proportion notable de fibres. Tel est notamment le cas des boues constituées par les effluents de papeterie. Typiquement ces fibres peuvent présenter des longueurs comprises entre 0,5 et 3 mm. Dans une boue & épaissir leur concentration peut être de 20 60 % en poids, le reste de la boue étant essentiellement de l'eau et des charges minérales sous la forme de particules solides. A l'état naturel, de telles boues peuvent décanter mal, voire même flotter. Il est alors connu d'effectuer une première opération d'épaississement par introduction de produits tels que des floculants Un compacteur de boue connu peut transformer une boue à traiter même très diluée en une boue compactée présentant une concentration en matière solide supérieure 50 %. Il comporte pour cela deux étages de traitement successifs constituant un épaisisseur et une presse d'essorage. L'épaississeur comporte une succession de raclettes poussant la boue à épaissir sur une grille métallique horizontale à travers laquelle l'eau s'écoule. Ces raclettes sont entraînées dans un trajet dessinant une boucle dans un plan vertical, seule la partie inférieure rectiligne de la boucle mettant les raclettes au contact de la grille métallique. La presse d'essorage comporte un tube perforé horizontal dans lequel la boue épaissie progresse sous la poussée d'une vis tournant coaxialement dans ce tube. Le coût d'exploitation de ce compacteur connu semble devoir être élevé. La présente invention a notamment pour buts - d'obtenir une bonne siccité de boues compactées formées à partir de boues à traiter de caractéristiques diverses notamment de boues de papeterie, - d'obtenir un coût d'exploitation faible. Dans ces buts elle a notamment pour objet un épaisisseur de boue comportant des raclettes se déplaçant sur le fond perméable d'une cuve recevant une boue épaissir, cet épaississeur étant caractérisé par le fait qu'il comporte en outre au moins une rampe de décolmatage se déplaçant avec une dite raclette et dirigeant un jet de décolmatage vers ledit fond perméable. A l'aide des figures schématiques ci-jointes, on va décrire plus particulièrement ci-après, à titre d'exemple non limitatif, comment la présente invention peut être mise en oeuvre. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le meme signe de référence. La figure 1 représente une vue en élévation d'un compacteur de boue selon la présente invention. La figure 2 représente une vue en coupe axiale d'une cuve d'épaisissement du compacteur de la figure 1. La figure 3 représente une vue de dessus de la cuve de la figure 2. La figure 4 représente une vue partielle en coupe à échelle agrandie selon une flèche IV de la figure 3. La figure S représente une vue de la même cuve en coupe partielle selon une ligne V-V de la figure 4. La figure 6 représente une partie à échelle agrandie de la figure 3. Conformément à la figure 1 un compacteur de boue avec préepaisissement comporte - un épaississeur 2 pour recevoir une boue à épaissir et à compacter et pour en former d'une part une boue épaissie et d'autre part un filtrat d'épaississement, - et une presse d'essorage 4 recevant cette boue épaissie et en formant d'une part une boue compactée d'autre part un filtrat de compactage. Ce dernier filtrat est évacué par une sortie 5. La presse d'essorage est d'un type connu. Elle comporte un tube ou grille d'essorage 10 à axe sensiblement horizontal 8. Un tel tube est perméable sur au moins une partie de sa longueur. Il s'étend entre une extrémité d'entrée 12 pour recevoir la boue épaissie et une extrémité de sortie 14 pour fournir la boue compactée. Cette extrémité de sortie se raccorde à une sortie de boue compactée 15. Une vis de pressage 16 tourne coaxialement dans le tube d'essorage pour presser la boue épaissie vers cette extrémité de sortie. Elle est entraînée par un moteur 18. L'épaississeur comporte les éléments essentiels suivants qui sont connus quant b leurs fonctions premières indiquées ci-dessous - Une cuve d'épaissisement 20 ayant une entrée 22 pour recevoir la boue à compacter. Cette dernière est constituée d'un liquide de base qui est typiquement de l'eau et qui est chargé de particules notamment fibreuses. Cette cuve a aussi une paroi latérale 24 et un fond 26. Ce fond présente des ouvertures qui le rendent perméable au liquide de base et qui le laissent apte à retenir les particules. Il est par exemple constitué par une grille de barreaux métalliques croisés.Les ouvertures ont typiquement la forme de fentes dont l'ouverture est comprise entre 0,3 et 2 n. La cuve d'épaississement a enfin une sortie 28 pour permettre la sortie d'une boue épaissie contenant une proportion accrue de particules dans le liquide. Cette sortie présente la forme d'une trémie s'ouvrant à sa partie supérieure dans une ouverture du fond perméable 26 et débouchant & sa partie inférieure dans l'extrémité d'entrée 12 du tube d'essorage 6. - Des moyens d'introduction de boue 30 tels qu'une pompe pour introduire la boue dans la cuve d'épaisissement 20 par sa dite entrée 22. Ces moyens ont un débit éventuellement réglable en continu. - Des raclettes R1...R8 formant une succession et présentant chacune, par exemple la raclette R2 représentée à la figure 4, un bord de raclage 32 par lequel cette raclette peut racler le fond perméable 26. - Enfin des moyens de guidage et d'entralnement pour entrainer les raclettes dans un déplacement de raclage. Ce déplacement a une vitesse et une direction en chaque point d'un trajet qu'il impose aux raclettes. Les moyens de guidage maintiennent les bords de raclage 32 des raclettes selon une direction transversale par rapport å ce déplacement dans une position de raclage sur le fond perméable 26. Ils maintiennent en outre des intervalles 33, représentés à la figure 6, entre les raclettes successives. Le déplacement de raclage définit pour chaque raclette telle que R3 un côté avant tel que R3V et un côté arrière tel que R3R. Chaque intervalle entre deux raclettes est alors situé du côté avant de l'une de ces raclettes. Il constitue un intervalle avant de cette raclette. Au cours de son trajet chaque raclette rencontre d'abord une quantité de la boue à épaissir au voisinage de l'entrée 22. Puis cette raclette pousse cette quantité parallèlement au fond perméable 26 audessus de celui-ci. Une partie du liquide de base de cette quantité de boue passe alors progressivement à travers ce fond en constituant un filtrat d'épaisissement qui est évacué par une conduite 3 représentée sur les figures 1 et 2. La poussée de cette raclette R3 donne à cette quantité de boue la forme d'un tas 36 occupant une zone d'accumulation de boue FR représentée à la figure 6. Cette zone est propre à cette raclette et mobile avec cette raclette. Elle s'étend à l'avant de cette dernière sur une distance décroissant le long de ce trajet. En chaque point de ce trajet cette distance est en outre une fonction croissante du débit d'introduction de boue et une fonction décroissante de la vitesse du déplacement de raclage. Cette raclette amène enfin cette quantité de boue à la sortie de boue épaissie. Selon la présente invention cet épaississeur de boue comporte en outre au moins une rampe de décolmatage D3 entraînée dans le déplacement de raclage au-dessus du fond perméable 26 du côté avant d'une raclette R3 associée & BR Le débit des moyens d'introduction de boue 30 est suffisamment petit et la vitesse du déplacement de raclage 34 et l'intervalle avant 33 de la raclette associée à la rampe de décolmatage sont suffisamment grands pour que, au moins dans une partie terminale du trajet de cette raclette, l'étendue de la zone d'accumulation de boue de cette raclette vers l'avant occupe seulement une fraction arrière de cet intervalle. Il en résulte qu'une fraction avant de cet intervalle n'est pas recouverte par ledit tas. La rampe de décolmatage est avantageusement disposée dans cette fraction avant. Les moyens d'alimentation de décolmatage fournissent le fluide de décolmatage sous une pression suffisante pour que le jet de décolmatage atteigne directement et décolle des particules ayant adhéré au fond perméable 26 et ayant obturé des ouvertures de ce fond. De préférence le fluide de décolmatage est de méme nature que le liquide de base. De préférence l'épaississeur comporte une succession de rampes de décolmatage D1...D8 associées à des raclettes respectives R1...R8, par exemple à toutes les raclettes. On adopte de préférence les dispositions suivantes en ce qui concerne les formes générales des éléments mentionnés ci-dessus : la paroi latérale 24 de la cuve d'épaississement est cylindrique de révolution autour d'un axe de cuve vertical 42. Le fond perméable 26 de cette cuve est horizontal et typiquement plan. Les raclettes R1...R8 présentent la forme de plaquettes s 'étendant radialement et verticalement et se succédant angulairement. Chaque rampe de décolmatage D3 présente la forme d'un tube s'étendant radialement entre deux raclettes. Elle est avantageusement portée par une raclette R2 précédant dans le déplacement de raclage la raclette R3 associée å cette rampe. Elle est de préférence fixée à faible distance à l'arrière de cette raclette précédente par l'intermédiaire d'une plaque de support horizontale 66.Le bord arrière de cette plaque porte une bande verticale radiale 68 qui coopère avec cette plaque et avec la raclette pour empêcher des éclaboussures de s'échapper d'une chambre de décolmatage formée par cette bande, cette plaque, la raclette et le fond 16. Les moyens de guidage et d'entraînement comportent - un arbre de cuve 44 disposé selon l'axe de cuve et entrainant les raclettes et les rampes de décolmatage, - et un moteur 46 pour entraîneur l'arbre de cuve en rotation. Les moyens d'alimentation de décolmatage comportent - une source de fluide de décolmatage 48 fournissant ce fluide sous pression, - un raccord tournant 50 monté coaxialement sur l'arbre de cuve 44 et alimenté par cette source, - et un conduit axial 52 intérieur à l'arbre de cuve et alimenté par le raccord tournant 50, ce conduit alimentant les rampes de décolmatage telle que D3. A titre d'exemple la partie perméable du fond de la cuve d'épaississement peut présenter la forme d'une couronne circulaire plane avec un diamètre intérieur de 50 cm et un diamètre extérieur de 420 cm. Le débit d'introduction de boue peut être de 100 à 150 m3/h. Les raclettes peuvent être au nombre de huit et tourner à une vitesse comprise entre 0,5 et 3 tours par minute. Plus particulièrement les moyens d'entralnement et de guidage comportent en outre les éléments suivants - Une piste de support de raclettes 54. Cette piste est circulaire et coaxiale à la cuve d'épaississement 20. - Pour chaque raclette telle que R2 un galet 56, voir figure 4, disposé à une extrémité radialement externe d'une structure de support supérieure 58 de cette raclette. Ce galet est monté rotatif autour d'un axe radial 60. Il roule sur la piste de support de raclettes. - Enfin, encore pour chaque raclette, une articulation 61 disposée à une extrémité radialement interne de la structure de support 58 de cette raclette. Cette articulation relie cette structure à l'arbre de cuve 44 en permettant une rotation de cette raclette autour d'un axe tangentiel 62. Les moyens d'alimentation de décolmatage comportent alors en outre pour chaque rampe de décolmatage un tuyau flexible 64 raccordant cette rampe au conduit 52 intérieur à l'arbre de cuve 44. REVENDICATIONS 1) Epaisisseur de boue comportant des raclettes (R1...R8) se déplaçant sur le fond perméable (26) d'une cuve (20) recevant une boue à épaissir, cet épaississeur étant caractérisé par le fait qu'il comporte en outre au moins une rampe de décolmatage (D3) se déplaçant avec une dite raclette (R3) et dirigeant un jet de décolmatage vers ledit fond perméable. 2) Epaisisseur de boue comportant - une cuve d'épaissisement (20) ayant une entrée (22) pour recevoir une boue à épaissir constituée d'un liquide de base chargé de particules, cette cuve ayant aussi une paroi latérale (24) et un fond (26), ce fond présentant des ouvertures le rendant perméable à ce liquide et le laissant apte à retenir ces particules, cette cuve ayant enfin une sortie de boue épaissie (28) pour permettre la sortie d'une boue épaissie contenant une proportion accrue de dites particules dans ledit liquide, - des moyens d'introduction de boue pour introduire la boue à épaissir dans la cuve d'épaisissement (20) par sa dite entrée (22), ces moyens ayant un débit, - des raclettes (R1...R8) formant une succession et présentant chacune, (R2, figure 4), un bord de raclage (32) par lequel cette raclette peut racler ledit fond perméable (26), - et des moyens de guidage et d'entrainement pour entrainer les raclettes dans un déplacement de raclage, ce déplacement ayant une vitesse et une direction en chaque point d'un trajet qu'il impose aux raclettes, ces moyens maintenant les bords de raclage (32) des raclettes selon une direction transversale par rapport à ce déplacement dans une position de raclage sur ledit fond perméable (26), ces moyens maintenant en outre des intervalles (33, figure 6) entre les raclettes successives, ce déplacement définissant pour chaque raclette (R3) un côté avant (R3V) et un côté arrière (R3R), chaque dit intervalle entre deux raclettes étant situé du côté avant de l'une de ces raclettes et constituant un intervalle avant de cette raclette, ledit trajet de chaque raclette étant tel que cette raclette rencontre d'abord une quantité de la boue à épaissir au voisinage de l'entrée (22) de la cuve d'épaisissement (20) puis que cette raclette pousse cette quantité parallèlement audit fond perméable au-dessus de celui-ci en laissant une partie du liquide de base de cette quantité de boue passer progressivement à travers ce fond, la poussée de cette raclette (R3) donnant à cette quantité de boue la forme d'un tas (36) occupant une zone d'accumulation de boue (FR, figure 6), cette zone étant propre & cette raclette, mobile avec cette raclette et s'étendant à l'avant de cette raclette sur une distance décroissant le long de ce trajet, cette distance étant en chaque point de ce trajet une fonction croissante dudit débit d'introduction de boue et une fonction décroissante de la vitesse du déplacement de raclage, ce trajet étant enfin tel que cette raclette amène cette quantité de boue à la sortie de boue épaissie, cet épaississeur de boue étant caractérisé par le fait qu'il comporte en outre - au moins une rampe de décolmatage (D3) entraînée dans ledit déplacement de raclage au-dessus dudit fond perméable (26) du côté avant d'une dite raclette (R3) associée à cette rampe, - et des moyens d'alimentation de décolmatage pour fournir un fluide de décolmatage à la rampe de décolmatage, la rampe de décolmatage comportant des moyens de formation de jet (38) pour former un jet de décolmatage constitué par le fluide de décolmatage et pour diriger ce jet vers ledit fond perméable (26) dans une zone de décolmatage (40) s'étendant selon la direction transversale pour parcourir la surface de ce fond perméable, le débit des moyens d'introduction de boue (30) étant suffisamment petit et la vitesse du déplacement de raclage (34) et l'intervalle avant (33) de la raclette associée à la rampe de décolmatage étant suffisamment grands pour que, au moins dans une partie terminale dudit trajet de cette raclette, la zone d'accumulation de boue de cette raclette s'étende seulement sur une fraction arrière de cet intervalle de sorte qu'une fraction avant de cet intervalle n'est pas recouverte par ledit tas, la rampe de décolmatage étant disposée dans cette fraction avant, les moyens d yen d'alimentation de décolmatage fournissant le fluide de décolmatage sous une pression suffisante pour que le jet de décolmatage atteigne directement et décolle desdites particules ayant adhéré audit fond perméable et ayant obturé des dites ouvertures de ce fond. 3) Epaississeur selon la revendication 2, cet épaississeur comportant une succession de rampes de décolmatage (D1...D8) associées à des raclettes respectives (Rl. . .R8), par exemple à toutes les raclettes. 4) Epaississeur selon la revendication 2 dans lequel le fluide de décolmatage est de même nature que le liquide de base. 5) Epaississeur selon la revendication 2 dans lequel le fond perméable (26) de la cuve d'épaississement est constitué par une grille de barreaux métalliques. 6) Epaississeur selon la revendication 2 caractérisé par le fait que, en ce qui concerne les formes générales, la paroi latérale (24) de la cuve d'épaississement est cylindrique de révolution autour d'un axe de cuve vertical (42), le fond perméable (26) de cette cuve étant horizontal, les raclettes (R1...R8) s'étendant radialement et verticalement et se succédant angulairement, chaque rampe de décolmatage (D3) présentant la forme d'un tube s'étendant radialement entre deux raclettes. 7) Epaississeur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lesdits moyens de guidage et d'entralnement comportent - un arbre de cuve (44) disposé selon l'axe de cuve et entrainant les raclettes et chaque rampe de décolmatage, - et un moteur (46) pour entraîner l'arbre de cuve en rotation, les moyens d'alimentation de décolmatage comportant - une source de fluide de décolmatage (48) fournissant ce fluide sous pression, - un raccord tournant (50) monté coaxialement sur l'arbre de cuve (44) et alimenté par cette source, - et un conduit axial (52) intérieur à l'arbre de cuve et alimenté par le raccord tournant (50), ce conduit alimentant chaque rampe de décolmatage (D3). 8) Epaississeur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens d'entrainement et de guidage comportent en outre - une piste de support de raclettes (54), cette piste étant circulaire et coaxiale à la cuve d'épaississement (20), - pour chaque raclette (R2) un galet (56, figure 4) disposé à une extrémité radialement externe d'une structure de support supérieure (58) de cette raclette, ce galet étant monté rotatif autour d'un axe radial (60) et étant en appui sur la piste de support de raclettes, - et, pour chaque raclette (R2), une articulation (61) disposée à une extrémité radialement interne de la structure de support (58) de cette raclette, cette articulation reliant cette structure à l'arbre de cuve (44) en permettant une rotation de cette raclette autour d'un axe tangentiel (62), chaque rampe de décolmatage (D3) étant portée par une raclette (R2) précédant dans le déplacement de raclage la raclette (R3) associée à cette rampe, les moyens d'alimentation de décolmatage comportant en outre pour chaque rampe de décolmatage un tuyau flexible (64) raccordant cette rampe au conduit (52) intérieur à l'arbre de cuve (44).