Brevet FR2791339A1 — publié le 20000929

! La présente invention concerne des perfectionnements apportés au traitement d'aseptisation des boues résultant des traitements d'épuration d'eaux résiduaires. On sait que ces boues constituent un problème technique et économique majeur pour l'exploitant des stations d'épuration. Par ailleurs, il est connu que la taille de l'installation de traitement des boues est sensiblement fonction: - du flux journalier de pollution carbonée et azotée des eaux résiduaires à traiter; - du niveau de traitement à assurer avant rejet dans le milieu naturel et, - de la destination finale des boues résultant du traitement. On connaît la filière de traitement des boues biologiques provenant de stations d'épuration qui consiste à extraire les boues afin de les transmettre à i5 une digestion anaérobie permettant d'obtenir des boues stabilisées, ces dernières étant ensuite conditionnées soit par un traitement chimique (traitement par polymère, par chlorure en fer et chaux) soit par un traitement thermique, les boues étant ensuite soumises à une déshydratation. Après le traitement, se pose le problème de l'utilisation des boues. L'une des destinations finales des boues les plus prisées à ce jour est la valorisation agricole, par épandage, qui, dans plusieurs pays européens, représente plus de la moitié des boues provenant des stations d'épuration des eaux résiduaires. Les étapes concernant l'extraction des boues, leur digestion anaérobie, leur conditionnement et leur déshydratation en vue d'une valorisation agricole sont bien connues de l'homme de l'art. On peut à cet égard se référer au "Memento Technique de l'Eau". Edition du cinquantenaire, 1989, édité par Degrémont, chapitre 24 "Traitement des effluents urbains", notamment pages 1309 à 1314. Compte tenu des préoccupations environnementales et de santé, les industriels du traitement des eaux sont amenés à concevoir des procédés susceptibles de garantir l'innocuité des boues des stations d'épuration. Dans ce but, on peut soumettre les boues à un traitement en vue de les aseptiser pour obtenir une élimination intensive des germes pathogènes, comme mentionné par exemple dans les réglementations de l'US Environmental Protection Agency. A l'heure actuelle, ce traitement d'inactivation totale des pathogènes est généralement une pasteurisation. Selon cette technique connue, les boues sont soumises à une température de C pendant un temps minimum de 30 minutes. La technique actuellement mise en oeuvre pour assurer cette pasteurisation est décrite notamment dans le "Memento Technique de l'Eau" ouvrage cité ci-dessus (pages 945-946), auquel le lecteur est prié de se reporter. Parmi les techniques utilisées pour assurer cette pasteurisation, la plus courante et la plus logique consiste à assurer le chauffage des boues par les calories résultant de la combustion des gaz de digestion des boues. Cette combustion est effectuée dans un brûleur qui peut être extérieur à l'installation de pasteurisation ou bien encore par un brûleur immergé dans les boues. L'écueil majeur auquel se heurte cette conception est que le chauffage est assuré par "barbotage" des gaz de combustion, ces gaz conduisant à un strippage de la suspension de boues en cours de pasteurisation, avec toutes les nuisances olfactives que l'on peut imaginer. La solution à ce problème a été la mise en place d'équipements de désodorisation des gaz de chauffage, ce qui conduit à mettre en oeuvre des installations complexes et coûteuses, techniquement sans commune mesure avec le caractère relativement rustique de la technique de pasteurisation. La présente invention se propose d'apporter une solution simple et économique à ce délicat problème de la "neutralité environnementale" de la technique d'aseptisation des boues, c'est-à-dire de l'élimination intensive des pathogènes qu'elles contiennent et/ou de la pasteurisation. En conséquence la présente invention concerne un procédé d'aseptisation des boues résultant des traitements d'épuration d'eaux résiduaires, en vue d'obtenir une inactivation totale des genrmes pathogènes qu'elles contiennent, caractérisé en ce qu'il consiste à isoler les boues par rapport au milieu ambiant et à procéder à leur chauffage par voie indirecte, par échange thermique gaz-gaz en utilisant les calories résultant de la combustion des gaz de digestion des boues pour réchauffer les gaz constituant le ciel gazeux du réacteur dans lequel s'effectue l'aseptisation, ces gaz étant recyclés en continu dans ce réacteur par passage au travers des boues à aseptiser. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend outre un réacteur dans lequel s'effectue l'aseptisation des boues, un échangeur de chaleur regénératif gaz-gaz assurant le chauffage indirect des boues à aseptiser, le fluide primaire dudit échangeur étant constitué par les produits de la combustion des gaz de digestion des boues et le fluide secondaire étant constitué par les gaz du ciel gazeux dudit réacteur, recyclés en continu. Selon un mode de réalisation de ce dispositif ledit échangeur comporte au moins deux compartiments, pouvant être montés en parallèle, contenant des boules de matériaux silicatés servant d'accumulateurs de chaleur, les deux compartiments fonctionnant alternativement pour accumuler les calories au cours de la phase de balayage par lesdits gaz de combustion et restituant ces calories au cours de la phase de mise en contact avec le ciel gazeux recyclé du réacteur dans lequel s'effectue l'aseptisation des boues. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé dont la figure unique est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif du dispositif objet de cette invention. En se référant au dessin on y a désigné par la référence 10 le réacteur dans lequel s'effectue l'aseptisation des boues, c'est-à-dire une élimination intensive des pathogènes que ces boues contiennent, ce réacteur 10, qui contient les boues 12 à aseptiser, pouvant être un réacteur de pasteurisation, dans ce cas ces dimensions doivent être suffisantes pour assurer un temps de séjour minimum des boues de 30 minutes, à une température de 70 C.. Le chauffage des boues à la température d'aseptisation, c'est-à-dire à la température de pasteurisation et/ou d'élimination intensive des pathogènes est assuré par les gaz constituant le ciel gazeux 16 de ce réacteur qui sont recyclés en continu et qui sont réchauffés par passage dans un échangeur régénératif gaz-gaz 11. Le fluide primaire assurant le réchauffage du ciel gazeux du réacteur 10 est constitué par les gaz de combustion d'un brûleur 13 alimenté par les gaz de digestion des boues. Dans cet exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif, l'échangeur 11 comporte deux compartiments 14 et 15 montés en parallèle, chacun d'eux étant garni de boules de matériaux accumulateurs de chaleur, par exemple des matériaux silicates. La disposition est telle que les compartiments 14 et 15 de l'échangeur 11 fonctionnent en "bascule", c'est-à- dire alternativement de façon à agir en tant qu'accumulateurs de chaleur au cours de la phase de balayage par les gaz de combustion du brûleur 13 et à restituer cette chaleur au cours de la mise en contact des matériaux accumulateurs de chaleur avec les gaz constituant le ciel gazeux 16 du réacteur 10, ceux-ci étant recyclés en continu dans la boucle en circuit fermée constituée par les canalisations 17 et 18, le réchauffage des boues 12 à la température d'aseptisation s'effectuant par barbotage (en 19) du ciel gazeux 16 ainsi réchauffé. Les boues aspetisées, ne comportant plus de germes pathogènes sont évacuées en 20. Bien entendu, on peut prévoir plus de deux compartiments tels que 14 et 15 et ceux-ci ne sont pas obligatoirement montés en parallèle. Selon l'invention le traitement d'aseptisation des boues peut être effectué avant ou après le passage des boues dans le digesteur. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et/ou représentés mais qu'elle englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS I - Procédé d'aseptisation des boues résultant des traitements d'épuration d'eaux résiduaires, en vue d'obtenir une inactivation totale des germes pathogènes qu'elles contiennent, caractérisé en ce qu'il consiste à isoler les boues par rapport au milieu ambiant et à procéder à leur chauffage par voie indirecte, par échange thermique gaz-gaz en utilisant les calories résultant de la combustion des gaz de digestion des boues pour réchauffer les gaz constituant le ciel gazeux du réacteur dans lequel s'effectue l'aseptisation, ces gaz étant recyclés en continu dans ce réacteur par passage au travers des boues à aseptiser. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'aseptisation se situe avant l'étape de digestion des boues. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'aseptisation se situe après celle de digestion des boues. 4 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le traitement d'aseptisation des boues est un traitement de pasteurisation, les boues étant soumises à une température de 70 C pendant un temps minimum de 30 minutes. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un réacteur (10) dans lequel s'effectue l'aseptisation des boues en vue de l'élimination intensive des pathogènes qu'elles contiennent, caractérisé en ce que ce dispositif comporte un échangeur de chaleur régénératif gaz-gaz (11) assurant un chauffage indirect des boues (12) à aseptiser, le fluide primaire dudit échangeur étant constitué par les produits de la combustion des gaz de digestion des boues et le fluide secondaire étant constitué par les gaz du ciel gazeux (16) dudit réacteur, recyclés en continu. 6 - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le réacteur (10) est un réacteur de pasteurisation, ses dimensions étant déterminées de manière à assurer aux boues un temps de séjour minimum de 30 minutes à une température de 70 C. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit échangeur (Il) comporte au moins deux compartiments (14,15), contenant un matériau accumulateur de chaleur, les deux compartiments (14,15) fonctionnant alternativement pour accumuler les calories au cours de la phase de balayage par lesdits gaz de combustion et restituant ces calories au cours de la phase de mise en contact avec les gaz du ciel gazeux (16) du réacteur (10), le réchauffage des boues à la température d'aseptisation étant assuré par barbotage (18) des gaz ainsi réchauffés et recyclés. 8 - Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que les compartiments (14, 15) dudit échangeur (11) sont montés en parallèle. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le réacteur (10) est positionné en amont du digesteur des boues. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le réacteur (10) est positionné en aval du digesteur.