Brevet FR2782317A1 — publié le 20000218

La présente invention concerne d'une façon générale, un dispositif destiné à assurer la déshydratation des boues provenant notamment du traitement d'eaux résiduaires, et elle vise plus particulièrement, le conditionnement des boues dans une filière de déshydratation des boues mettant en oeuvre un filtre presse. On sait que la destination finale la plus répandue des boues issues des stations de traitement d'eaux résiduaires est une mise en décharge ou une incinération. Dans le premier cas, compte-tenu de la réglementation européenne, les boues doivent présenter une siccité minimale de 30% et dans le second cas, il est nécessaire d'obtenir une siccité importante, supérieure à 25%. On connaît dans l'état antérieur de la technique du traitement des boues, I'utilisation de filtres presses pour réaliser la déshydratation des boues. On peut à cet égard se référer au Mémento Technique de l'Eau, 9ème édition, pages 977 et suivantes. La déshydratation par filtre presse des boues extraites des stations d'épuration d'eaux résiduaires est effectuée en trois phases: À épaississement des boues permettant d'obtenir des boues épaissies liquides; * mélange de ces boues épaissies avec des réactifs favorisant la déshydratation, de manière à préparer les boues pour la phase finale et, déshydratation proprement dite. Dans ces conditions, une filière classique de déshydratation des boues par filtre presse comprend, de façon schématique trois parties correspondant à ces trois phases. Sur la figure 1 des dessins annexés, on a représenté de façon très schématique un exemple de réalisation d'une filière classique de déshydratation des boues provenant d'une station de traitement d'eaux résiduaires. Dans cet exemple, la référence 1 désigne le bassin d'o sont extraites les boues à déshydrater, sur le site de la station d'épuration d'eaux résiduaires. Les boues à déshydrater sont extraites de cette station de manière continue ou discontinue par l'intermédiaire d'une pompe 2. La forte siccité des boues est obtenue à l'aide d'un système d'épaississement qui comprend d'une part, un appareil 3 mettant en oeuvre un procédé de séparation solide-liquide par flottation à l'air dissout et un bassin 4 de stockage des boues, ce bassin étant nécessaire car les boues flottées doivent être extraites en continu alors que les dispositifs situés en aval fonctionnent de manière discontinue. Le bassin de stockage 4 est dimensionné de façon a stocker le volume de boues extraites pendant un week-end et il est équipé d'un moyen d'agitation afin d'éviter toute décantation ou évolution de la boue. Le système d'épaississement décrit ci-dessus peut être remplacé, de manière connue, par un appareil d'épaississement mécanique, avec ou sans bassin de stockage des boues. L'installation de déshydratation classique comporte ensuite une partie io assurant le conditionnement des boues épaissies et qui est constituée d'une série de bassins tels que 5, 6 alimentés en boues épaissies provenant du bassin de stockage 4 par l'intermédiaire d'une pompe à boues à rotor excentré 8. Les bassins de conditionnement 5, 6 sont équipés de systèmes de brassage et ils sont destinés à assurer le mélange des boues avec des réactifs appropriés aux fins de faciliter la déshydratation. De manière connue, ces réactifs sont des polyélectrolytes, de la chaux, du chlorure ferrique, etc. Généralement, on utilise deux réactifs: en premier lieu un réactif minéral, puis, soit un polymère organique, soit un réactif minéral, les conditions de préparation et de stockage étant différentes pour ces derniers qui exigent des bassins de conditionnement différents. Les bassins de mélange 5 et 6 alimentent un bac tampon 7 muni d'un système d'agitation. La déshydratation finale s'effectue dans un appareil de filtration sous pression en chambres étanches, appelé filtre presse, désigné dans son ensemble par la référence 9 et qui est alimenté en boues épaissies et conditionnées à partir du bac tampon 7, au moyen d'une pompe à boues volumétrique 10. Le filtre presse 9 permet d'obtenir une siccité élevée. Il fonctionne de manière discontinue (par lots ou " pressées " successifs) et il exige l'intervention de personnel. Ce filtre presse n'est donc utilisé que pendant les heures ouvrables, ce qui présente un inconvénient majeur. Afin de pallier les inconvénients des installations classiques de déshydratation des boues, la présente invention se propose d'apporter un nouveau dispositif de conditionnement des boues dans lequel ces dernières sont extraites de la station d'épuration en fonction de la demande du système de déshydratation, c'est-à-dire du filtre presse. Le dispositif selon l'invention est réalisé de façon à permettre de supprimer le stockage intermédiaire des boues épaissies (bassin 4) et de simplifier la partie mélange en supprimant les bassins de mélange 5 et 6 et en outre de réduire la dimension des appareils, en particulier dans la partie épaississement, et donc de diminuer la dimension des locaux et de leurs annexes (dispositifs de ventilation, de chauffage et de désodorisation notamment). En outre, l'invention permet de passer d'un réactif minéral à un polymère organique et de réduire la durée des " pressées " du filtre presse. En conséquence, la présente invention concerne un dispositif de o déshydratation en ligne des boues provenant d'une station d'épuration d'eaux résiduaires comportant un moyen d'épaississement des boues, un moyen destiné au mélange des boues avec des réactifs facilitant la déshydratation et un moyen de déshydratation des boues épaissies, réalisé sous la forme d'un filtre presse, ce dispositif étant caractérisé en ce que: - l'extraction des boues provenant de la station d'épuration et leur épaississement sont effectués de manière discontinue en fonction de la demande du filtre presse; - le moyen d'épaississement est constitué d'un système d'égouttage conçu de façon à obtenir des boues épaissies présentant une concentration de l'ordre de 50 grammes par litre; - le moyen de mélange des boues est constitué d'un dispositif hydraulique comportant un système de rétrécissement de la voie de passage des boues épaissies, réalisé notamment sous la forme d'un venturi ou d'un diaphragme et d'au moins un mélangeur statique cyclonique. Selon la présente invention, le système d'égouttage assurant l'épaississement des boues peut être réalisé conformément aux dispositions revendiquées dans le brevet français 96 12072 publié sous le n 2 754 191, c'est-à- dire réalisé sous la forme d'une grille d'égouttage, plane et fixe, sur laquelle les boues sont amenées en continu, ces dernières étant râclées en permanence par un système de râclage à lames souples, la grille d'égouttage étant constituée d'une pluralité de barreaux dont les entrefers varient sur leur longueur. On peut bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, utiliser un dispositif d'égouttage équivalent permettant d'obtenir des boues épaissies présentant une concentration plus élevée que dans les filières classiques, ce qui permet de réduire, d'une part la quantité de boues liquides à déshydrater et, d'autre part, la quantité de réactifs nécessaires à l'épaississement et devant être mélangés aux boues épaissies. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique de l'installation de déshydratation des boues, de type classique, discutée ci-dessus et, - la figure 2 représente de manière également schématique, un exemple de réalisation de l'installation selon la présente invention. io En se référant à la figure 2, on voit que, comme dans l'exemple de l'installation connu illustré par la figure 1, les boues à déshydrater sont extraites du bassin 1 de la station de traitement d'eaux résiduaires, par une pompe d'extraction 2 et elles sont délivrées au moyen 11 qui assure l'épaississement des boues jusqu'à l'obtention d'une concentration en matières solides de l'ordre de 50 grammes par i5 litre. Ainsi qu'on l'a spécifié ci-dessus, le moyen 11 est constitué, par exemple, par une grille d'égouttage réalisée selon les dispositions du brevet français mentionné ci-dessus ou par une table d'égouttage ou par tout autre système équivalent. Les boues épaissies alimentent ensuite les moyens de mélange selon la présente invention, par l'intermédiaire d'une pompe à boues 12 à rotor excentré. Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 2, ces moyens de mélange comprennent un venturi 16 muni de moyens 13 d'injection de réactifs (par exemple chlorure ferrique) et un mélangeur statique cyclonique 14 pourvu de moyens 15 d'injection de réactifs (par exemple polyélectrolytes ou chaux). On peut, sans sortir du cadre de la présente invention, remplacer le venturi par un diaphragme ou par tout autre moyen permettant de rétrécir la voie de passage des boues épaissies. La déshydratation des boues s'effectue ensuite à l'aide d'un filtre presse 9, comme dans l'installation classique illustrée par la figure 1. Ainsi, les boues épaissies provenant des moyens de mélange 16, 14 et alimentant un bac tampon 17 sont délivrées au filtre presse 9 par l'intermédiaire de la pompe volumétrique d'alimentation 10. On notera qu'étant donné que le filtre presse 9 est alimenté par une boue épaissie de concentration plus élevée que dans les installations classiques, le filtre presse est de dimensions plus réduites. Parmi les avantages apportés par le dispositif objet de l'invention, on peut citer notamment les suivants: - conditionnement en ligne, en sortie de l'épaississement; - suppression du stockage des boues épaissies avant conditionnement; - fonctionnement sans énergie électrique; - possibilité de passer, sans modification de l'installation, de l'addition d'un réactif de type organique, tel que notamment un polymère, a un réactif de type minéral; - possibilité d'utiliser seulement la puissance excédentaire de la pompe 0io d'alimentation du filtre presse. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et/ou représentés ici mais qu'ellle en englobe toutes les variantes entrant dans le cadre de l'invention tel que défini par les revendications annexees. 6 2782317 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de déshydratation et de conditionnement des boues provenant d'une station d'épuration d'eaux résiduaires comportant un moyen d'épaississement des boues, un moyen destiné à mélanger les boues avec des réactifs facilitant la déshydratation et un moyen de déshydratation des boues épaissies, réalisé sous la forme d'un filtre presse, ce dispositif étant caractérisé en ce que: - I'extraction des boues de la station d'épuration (1) et leur épaississement sont effectués de manière discontinue en fonction de la demande du filtre presse (9); - le moyen d'épaississement est constitué d'un système d'égouttage (11) conçu de façon à obtenir des boues épaissies présentant une concentration en matières solides de l'ordre de 50 grammes par litre et, - le moyen de mélange des boues est constitué d'un dispositif hydraulique i5 comportant un système (16) assurant un rétrécissement de la voie de passage des boues épaissies et d'au moins un mélangeur statique cyclonique (14). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système (16) assurant un rétrécissement de la voie de passage des boues épaissies est réalisé sous la forme d'un venturi. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système (16) assurant un rétrécissement de la voie de passage des boues épaissies est réalisé sous la forme d'un diaphragme. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système d'égouttage (11) est réalisé sous la forme d'une grille d'égouttage, plane et fixe, sur laquelle les boues sont amenées en continu, ces dernières étant râclées en permanence par un système de râclage à lames souples, ladite grille étant constituée d'une pluralité de barreaux dont les entrefers varient sur leur longueur. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que ledit système (16) assurant le rétrécissement de la voie de passage des boues épaissies, notamment un venturi ou un diaphragme, est muni de moyens (13) d'injection de réactifs de déhydratation. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou lesdits mélangeurs statiques cycloniques sont munis de moyens (15) d'injection de réactifs. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les réactifs injectés sont du type organique. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les réactifs injectés sont du type minéral. o15 1ó