Brevet FR2754812A1 — publié le 19980424

L'invention décrite ci après concerne un appareillage destiné à épaissir des boues primaires ou secondaires de stations d'épuration urbaines et industrielles ainsi qu'à l'égouttage de matières en suspension contenues dans un liquide. Les boues auront auparavant pu subir un éventuel traitement de floculation pour faciliter l'égouttage. L'épaississement des boues de stations d'épuration est aujourd'hui réalisé par divers moyens présentant tous des inconvénients majeurs dans leur utilisation quotidienne. Les techniques employées sont les suivantes: -Racleurs droits en mouvement linéaire sur une grille à barreaux trapézoïdaux ou sur une tôle perforée. Cette méthode pose les problèmes techniques suivants: -"beurrage" ou du "tartinage" de la surface filtrante par les racleurs en matière synthétique, -dispositif mécanique d'entraînement par chaînes lourd en maintenance et en entretien, -qualité de filtrat médiocre du fait que les racleurs forcent les liquides et matières à passer au travers de la surface filtrante. -Tambour filtrant rotatif incliné ou horizontal équipé d'une vis d'Archimède intérieur fixe. Cette méthode pose les problèmes techniques suivants: -dispositif de mise en rotation du cylindre et de centrage lourd en maintenance et en entretien, -nettoyage quasi permanent de la toile filtrante d'où une importante consommation d' eau de nettoyage extérieure au dispositif. -Auge en tôle perforée avec vis d'Archimède rotative servant plus au prédégrillage des eaux résiduaire et difficilement utilisable en épaississement de boues de station d'épuration. Cette méthode pose les problèmes techniques suivants: -seuil de coupure trop élevé (5 mm et plus) -frottement de la vis sur la tôle d'où une usure accélérée du matériel -Dispositif à bandes de toile en continue. Cette méthode pose les problèmes techniques suivants: -encombrement important, -dispositif mécanique compliqué, -nettoyage quasi permanent de la toile filtrante d'où une importante consommation d' eau de nettoyage extérieure au dispositif. -Dispositif à vis d'Archimède verticale et rotative avec cage filtrante fermée autour de la vis. Cette méthode pose les problèmes techniques suivants: -différence de hauteur importante entre l'entrée et la sortie de l'appareil, -démontage systématique de la vis pour changer les joints d'étanchéité entre la brosse et la vis. L'appareil inventé utilise le principe de la vis d'Archimède entraînée en rotation par un motoréducteur. Le produit à filtrer ou à épaissir est ainsi transporté sur une auge filtrante réalisée en grille à barreaux trapézoïdaux. Au fur et à mesure de son avance, le liquide s'écoule au travers de la grille alors que les rétentats ou les boues épaissies restent à l'intérieur de l'auge filtrante. En fin de vis les matières et/ ou les boues épaissies sont évacuées gravitairement par une goulotte prévue à cet effet. Tous les inconvénients des systèmes déjà existants sont ainsi supprimés: -le phénomène de "beurrage" ou de "tartinage" est éliminé par la présence d'une brosse située en périphérie de la vis d'Archimède. Cette brosse assure également l'étanchéité vis/grille, le nettoyage intérieur de la grille, et permet d'éliminer complètement tout contact entre la vis et la grille. -le dispositif d'entraînement mécanique est réduit à sa plus simple expression: un motoréducteur et un ou deux paliers suivant les modèles pour la mise en rotation de la vis d'Archimède. -le système de nettoyage (intérieur et extérieur) de l'auge filtrante est alimenté par les filtrats récupérés dans un bac situé sous l'auge. La consommation d'eau extérieure est ainsi supprimée. Les dispositifs de nettoyage pourront être statiques ou mobiles. -l'encombrement au sol et en hauteur est optimisé par la firme semi-cylindrique ou cylindrique de la grille de séparation ainsi que son éventuelle inclinaison suivant les applications. Les dessins annexés illustrent l'invention. -Les figures 1A et 1B représentent en coupe le dispositif de l'invention. -La figure 2a représente une vue de grille à barreaux trapézoïdaux bouclés. -La figure 2b représente une vue de grille à barreaux trapézoïdaux soudés. -Les figures 3a et 3b représentent les brasseurs équipant les derniers pas de la vis. En référence aux dessins des figures 1 A et I B le dispositif d'épaississement comporte un châssis mécano-soudé (I) servant de support à l'ensemble de l'appareil. Le liquide à filtrer ou les boues à épaissir sont alimentés en A. Une vis d'Archimède (2) entraînée par un moto-réducteur (3), supportée par un ou deux paliers et équipée d'une brosse (4) en périphérie, fait avancer les matières en suspension vers la sortie de la machine tandis que le liquide s'écoule au travers de l'auge filtrante (5). En extrémité de la vis les rétentats (matières retenues dans l'auge) sont évacués gravitairement par la goulotte (C). Les filtrats (liquide et matières en suspension s'écoulant au travers de la grille) s'écoulent dans un bac (6) situé sous l'auge filtrante (5). La vis d'Archimède peut selon les cas présenter un pas variable ce qui permet de diminuer la vitesse d'avance linéaire des matières retenues dans l'auge filtrante et d'améliorer ainsi le facteur d'égouttage des rétentats ou la siccité des boues en sortie de machine. Des "brasseurs" (cf. figure 3a et 3b) situés entre les dernières ailes de la vis permettent de malaxer la boue en fin de transfert et d'améliorer ainsi le facteur d'égouttage des rétentats ou la siccité des boues en sortie de machine. L' auge est constituée par un cylindre ou un demi cylindre réalisé en grille à barreaux trapézoïdaux soudés ou bouclés (cf. les figures 2a et 2b). Les fissures sont placées parallèlement à l'axe de la vis d'Archimède décrite ci dessus. Les barreaux à profil trapézoïdal ou triangulaire limitent le colmatage de la grille et diminuent ainsi la fréquence des cycles de lavage. La longueur de la grille est identique à celle de la vis d'Archimède. L'ensemble vis/auge peut etre soit horizontal, soit présenter une inclinaison positive vers l'avant de l'appareil. L'étanchéité entre la vis et l'auge est assurée par une brosse linéaire (4) fixée à la périphérie de la vis d'Archimède. Cette brosse suivant les cas peut se présenter sous la forme de secteurs angulaires ou d'un seul tenant. Elle assure également le nettoyage de la face intérieure de l'auge filtrante. Le bac de réception des filtrats (7) situé sous l'auge peut être selon le cas équipé d'une cloison (7) permettant de retenir un certain volume de filtrats, le surplus étant évacué par débordement vers la bride de sortie (B). Cette réserve est utilisée, par l'intermédiaire d'un surpresseur (9), pour nettoyer l'auge filtrante en injectant l'eau sous pression dans des rampes de lavage (10) statiques ou mobiles situées sous l'auge filtrante. La rampe de lavage intérieur est constituée par l'axe central (8) de la vis d'Archimède, équipé de buses de projection L'ensemble de l'appareil est équipé d'un capotage et d'une bride pour prise de désodorisation évitant ainsi l'émission d'odeur et le phénomène de mise en suspension de goutellettes lors des nettoyages. REVENDICATIONS -1-Dispositif d'égouttage de liquides contenant des matières en suspension, ou/et d'épaississement de boues de stations d'épuration caractérisé en ce qu'il comporte une vis d'Archimède rotative dont l'auge filtrante est constituée d'une grille à barreaux trapézoïdaux, bouclés ou soudés, dont les ouvertures sont parallèles à l'axe de la vis d'Archimède. -2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation d'un pas variable sur la vis d'Archimède. -3-Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé par l'utilisation d'une brosse ou autre joint fixé en périphérie de la vis pour assurer l'étanchéité entre la vis et l'auge filtrante simultanément avec le nettoyage de la face intérieure de l'auge filtrante. -4-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation du filtrat (liquide obtenu après la séparation des charges sur l'auge filtrante) pour assurer le nettoyage de l'auge filtrante, face intérieure et extérieure. -5-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation de brasseurs spécifiques placés entre les ailes des derniers pas de la vis d'Archimède pour améliorer l'égouttage des rétentats ou l'épaississement des boues de stations d'épuration (cf. figure 3A et 3B).