BE499442A

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Publication number: BE499442A
Authority: BE
Priority date: 1949-11-17
Also published as: FR1171902A

Description

PROCEDE ET APPAREIL POUR LA DESHYDRATATION DES BOUES PROVENANT D'IMMONDICES,

EAUX-VANNES OU AUTRES REBUTS

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la déshydratation des boues provenant d'immondices, d'eaux-vannes ou d'autres rebuts ou déchets.

On répand généralement ces boues sur des champs de séchage, sur lesquels on les laisse reposer jusqu'à ce que l'écoulement de l'eau et le séchage soient suffisants pour que les boues partiellement séchées se laissent manutentionner à la pelle.

Or, on a constaté que la partie aqueuse des boues se compose de deux constituants distincts. Le premier est l'eau libre mélangée aux matières solides et se laissant facilement séparer de ces dernières. Le deuxième constituant est formé par de l'eau retenue par capillarité dans les corps solides. Ceux-ci sont à leur tour essentiellement constitués par des matières colloïdales coagulées présentant une texture spongieuse et réticulaire formée par des fibrilles polymoléculaires. L'eau est retenue dans les vacuoles et interstices capillaires de la texture réticulaire par des forces osmotiques et capillaires puissantes agissant à des distances très réduites et qui opposent une résistance tenace à l'extraction de l'eau retenue.

Lorsqu'on répand les boues sur des champs de séchage, l'eau libre s'écoule et elle est largement éliminée après un repos d'une journée. Mais l'eau retenue par capillarité ne peut être séparée par la pesanteur; elle doit-être extraite par évaporation. Or, même dans les conditions les plus favorables, pendant de longues heures de soleil et de pluie, il faut au moins sept jours pour que la teneur en eau s'abaisse suffisamment (par exemple à 65%) pour amener les boues à un état permettant leur manutention à la pelle. Dans des conditions moins favorables, la période de repos sur les champs de séchage peut atteindre trois semaines et plus.

Manifestement, le séchage à l'air des boues est dans les meilleures conditions un expédient imparfait. En effet, comme il faut prévoir une surface d'épandage de 0,05 à 0,10 mètre carré environ pour chaque habitant, il est nécessaire d'utiliser un champ très vaste même pour une ville d'une importance moyenne. De plus, on ne peut éviter les dépenses élevées de maind'oeuvre, parce que les boues doivent être répandues et éventuellement extraites. D'autre part, il faut remédier au fléau résultant de la prolifération des mouches et des mauvaises odeurs.

On évite ces inconvénients des champs de séchage en utilisant des filtres à vide, souvent combinés avec l'opération initiale du traitement chimique des boues. Hais ce traitement possède lui-même ses inconvénients, qui sont principalement les dépenses élevées pour l'installation nécessaire et son fonctionnement.

Le but de la présente invention est de créer un procédé efficace et un.appareil pour la déshydratation des boues, permettant d'éviter dans une large mesure les inconvénients des procédés connus.

Le procédé suivant l'invention dépend pour son efficacité du fait important précité que la majeure partie de l'eau des boues est retenue par capillarité.

Ce procédé pour la déshydratation des boues provenant d'immondices, eaux-vannes ou autres rebuts ou déchets consiste à soumettre une masse de ces boues à des chocs rapides et répétés, de façon à faire agir sur les particules des constituants des forces extérieures ayant une amplitude suffisante pour vaincre les forces osmotiques et capillaires retenànt l'eau dans les particules, et pour libérer une proportion au moins appréciable de l'eau retenue, cette eau libérée étant ensuite évacuée de la masse de boues.

Le meilleur moyen connu pour le traitement des boues consiste à faire couler celles-ci sur un tamis vibrant. Bien entendu, on doit choisir la fréquence et l'amplitude des vibrations de façon à exercer l'action désirée sur les particules, c'est-à-dire à imposer à ces particules des forces extérieures d'une amplitude suffisante pour vaincre les forces osmotiques et capillaires retenant l'eau. A titre d'exemple, on a trouvé que des vibrations d'une fréquence d'environ 3000 périodes par minute et d'une faible amplitude, en l'espèce non supérieure à 1,6 mm, libèrent une proportion appréciable de l'eau retenue.

Il convient d'interrompre ou de ralentir la progression générale des boues sur la surface du tamis. L'effet principal à obtenir est une certaine perturbation qui désagrège la masse des boues ayant tendance à se tasser sous l'action des vibrations. Cette perturbation intervient pour soumettre aux vibrations les particules qui pourraient autrement résister au traitement, et pour faciliter de cette manière l'évacuation de l'eau libérée.

Une autre manière de procéder qui est avantageuse, destinée au même effet, consiste à prévoir un certain nombre de plans, d'étages ou de tamis à des niveaux différents, à faire tomber, et à retourner les boues d'un plan à l'autre.

Un autre procédé consiste à centrifuger les boues à l'aide d'un plan qui peut être simultanément animé de vibrations.

Les dessins schématiques annexés représentent diverses réalisations d'un appareil convenant à la mise en oeuvre du procédé précité.

La fig. 1 est une vue en perspective d'un appareil à tamis unique.

La fig. 2 est une vue en coupe verticale longitudinale de cet appareil.

La fig. 3 est une vue en plan d'un appareil dont le tamis est

un peu différent.

La fig, 4 est une vue en plan fragmentaire d'un tamis d'un autre genre.

La fig. 5 est une vue en coupe verticale longitudinale d'un tamis à gradins.

La fig. 6 est une vue partielle en coupe verticale longitudinale d'un tamis à gradins, dont un étage est en pente ascendante.

La fig. 7 est une vue en coupe verticale transversale d'une variante de l'appareil.

La fig. 8 est une vue en plan schématisée d'un dispositif de remise en circulation.

Dans le cas des figs. 1 et 2, les boues descendent par une gou-

mailles pour 25 mm (ce qui dépend dans une certaine mesure du degré de digestion des boues). Au-dessous de la toile 4 le tamis 2 présente une chambre collectrice'^ recueillant l'eau extraite des boues. Cette eau s'écoule

Le tamis 3. est animé de vibrations par des moyens pouvant être mécaniques, en l'espèce par un moteur de déséquilibrage ou par un électroaimant. Dans l'hypothèse que suppose les figs. 1 et 2, le tamis 2 porte une armature 1 fixée à l'une de ses extrémités et coopérant avec un électroai-

Pour imposer aux particules des boues (amenées sur le tamis 3. par la goulotte 2) des forces extérieures ayant une amplitude suffisante pour rompre la texture réticulaire retenant l'eau, il est indiqué (quoique non indispensable) de- soumettre les particules aux vibrations dans des plans perpendiculaires à la surface de la toile, ou tout au moins à une composante essentiellement perpendiculaire à ces plans. A cet effet, le tamis 3. est suspendu par des ressorts 2 ou d'autres organes élastiques, de façon que les vibrations transmises au tamis 3. par l'électroaimant 8 soient en grande partie perpendiculaires au tamis.

La fréquence et l'amplitude des vibrations imposées au tamis dépendent dans une certaine mesure du degré de digestion des boues. Pour des boues bien digérées, une fréquence de l'ordre de 3000 périodes par minute est suffisante ainsi qu'une amplitude qui n'est pas très supérieure à 1,6 mm. Sous l'action de vibrations de cet ordre, les particules de boue sont projetées de bas en haut et retombent pour rebondir sur le tamis 3 avec une force et une rapidité telles que les forces imposées aux particules rompent la texture réticulaire retenant l'eau des boues, et surmontent les forces de retenue pour libérer une proportion appréciable de l'eau, qui est projetée ou refoulée à travers la toile pour être recueillie dans la chambre &#65533;, d'où elle s'écoule sous l'action de la pesanteur par le conduit d'évacua-

une auge collectrice 10.

Suivant un mode de réalisation possible, l'électroaimant 8 est alimenté par du courant alternatif auquel on superpose un courant continu.

Les vibrations imposées aux boues ont tendance à les tasser. Pour empêcher une forte agglomération des particules des boues sur le tamis 2 et diviser les boues en parcelles d'une grosseur relativement faible en vue d'exposer les particules autant que possible-' l'action du tamis, on prévoit sur toute l'étendue de la toile un certain nombre d'obstacles ou d'éléments diviseurs destinés à interrompre ou à ralentir la progression générale des boues, afin de découper et de désagréger la masse. Dans la construction que montrent les figs. 1 et 2, les obstacles sont constitués par une série de nervures transversales 11. Dans le cas de la fig. 3, ils sont constitués par des taquets triangulaires ou couteaux 12 qui font dévier le courant de matière du parcours rectiligne. Dans le cas de la fig. 4, les obs-

port au grand axe du tamis 3. et partant alternativement des parois opposées.

Dans vous les cas, le courant de matière est soumis d'une manière répétée à Inaction de composantes latérales relativement importantes; et il est continuellement retourné pour exposer les particules nouvelles à l'action du tamis. Le courant de matière suit donc un parcours sinueux. Il en résulte que la progression du courant est ralentie et que les particules de matière sont retenues sur le tamis .1 pendant une période prolongée, ce qui augmente considérablement le nombre de chocs qu'elles subissent et, par conséquent, la quantité d'eau libérée.

Il peut être avantageux de diminuer progressivement la hauteur

portion de la teneur en humidité progressivement réduite des particules de boue se déplaçant sur le tamis.

On peut prévoir d'autres obstacles, par exemple des fils métalliques tendus en travers du tamis.

Dans la construction que montre la fig. 5, les boues progressent

sés en gradins descendants. Les boues quittant chaque étage tombent sous l'action de la pesanteur sur l'étage inférieur suivant. L'ensemble du tamis est animé de vibrations par un électroaimant 8a. Mais chaque étage peut être constitué par un tamis séparé et vibrant séparément. Dans un agencement de ce genre, on peut faire varier progressivement la fréquence et l'amplitude des vibrations d'un étage à l'autre, en fonction de la teneur en humidité des boues traitées sur chaque tamis. C'est ainsi que la fréquence des vibrations sur le dernier tamis peut être très supérieure à celle du premier, pour favoriser la rupture des parties les plus résistantes de la texture réticulaire, que les vibrations précédentes n'ont pu désagréger.

dans une auge collectrice 10a.

Le tamis (ou chaque tamis si l'appareil en comporte plusieurs) est semblable à celui que montrent les figs. 1 et 2, en ce sens qu'il est

ne pas prévoir d'obstacles tels que ceux qui sont indiqués en 11 ou 12, parce que la chute des boues d'étage en étage peut convenablement désagréger la masse.

Dans la fig. 6 est montré partiellement un tamis semblable à ce-

en s'élevant. Une particularité avantageuse de cet agencement c'est que la pente de l'étage peut être modifiée en vue du réglage de la vitesse d'avancement des boues et, par conséquent, de sa durée de retenue sur le tamis. Cet étage peut ou non comporter une série d'obstacles.

De façon générale, l'un quelconque des.tamis représentés sur le dessin peut présenter une pente ascendante.

Dans la construction que montre la fig. 7, les boues sont amenées

La force centrifuge imposée aux particules de boue peut être en soi suffisante pour libérer une partie importante de l'eau retenue par capil-

être favorisée par une série d'obstacles ou de nervures prévus sur la sur-

ner les boues de façon que toutes les particules arrivent en contact avec la paroi.

La paroi 16 peut être animée de vibrations pour favoriser le dé-

soit un peu déséquilibré.

La fréquence et l'amplitude des vibrations dépendent encore de l'état des boues. Elles sont, de préférence, du même ordre que pour les tamis horizontaux. L'eau libérée est recueillie dans une chambre annulaire

res solides tombent de l'intervalle annulaire 14 dans un collecteur approprié.

On peut-réintroduire dans le circuit la totalité ou une partie

de la matière provenant du tamis pour la soumettre éventuellement à un nouveau traitement, de la manière indiquée par la figo 8. Cette matière ne contient pas seulement de l'eau retenue par capillarité, mais également

une certaine proportion de particules de boue suffisamment fines pour traverser le tamis. L'addition de ces fines particules solides aux boues brutes arrivant sur le tamis A est assurée par une pompe P qui les injecte

dans le courant de boues ou immondices pénétrant dans une cuve de digestion B. Les boues sortant de cette cuve sont amenées sur le tamis A. Le tropplein du tamis est évacué de l'installation.

REVENDICATIONS.

1. Procédé de déshydratation de boues provenant d'immondices, d'eaux-vannes, d'eaux d'égouts ou autres déchets consistant à soumettre une masse de boue à des chocs rapides et répétés pour imposer aux particules

des forces extérieures ayant une amplitude suffisante pour vaincre les forces osmotiques et capillaires retenant l'eau dans les particules et libérer au moins une proportion appréciable de l'eau retenue, ensuite à évacuer l'eau ainsi extraite de la masse de boue.

Claims

2-. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet les particules de boue à des variations rapides et répétées de vitesse et de direction. <EMI ID=16.1>

qu'on fait couler les boues sur un tamis vibrant avec une amplitude et une fréquence choisies pour imposer aux particules de boue des forces capables de vaincre leurs forces osmotiques et capillaires.

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on applique des vibrations d'une fréquence de 3000 à 3600 périodes par minute environ, et d'une amplitude d'environ 1,6 mm.

5. Procédé suivant les revendications 1. ou 2, caractérisé en ce qu'on soumet les boues à une centrifugation continue en contact avec un tamis (vibrant ou non).

6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'on interrompt ou ralentit périodiquement l'avancement du courant de boue en certains points espacés du parcours.

7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on interrompt périodiquement le courant pour faire dévier les particules obliquement par rapport à la direction générale de l'avancement.

<EMI ID=17.1>

que d'un bout à l'autre du tamis dans la direction de l'écoulement.

<EMI ID=18.1>

ractérisé en ce qu'on fait couler les boues sur une série de tamis placés

à des niveaux différents.

10. Procédé suivant les revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'on fait couler les boues sur un tamis présentant plusieurs étages en gradins 11. Procédé suivant les revendications 3 ou 4 ou l'une quelconque des revendications 6 à 10 caractérisé en ce qu'on fait couler les boues sur un ou plusieurs tamis en pente ascendante dans la direction de l'écoulement.

12. Procédé suivant les revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on réintroduit l'eau libérée, avec la partie des boues ayant également traversé le tamis, en un point antérieur du processus en vue d'un nouveau traitement de déshydratation.

13. Appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé comportant une surface de traitement, un dispositif pour faire passer un courant de boue d'un bout à l'autre de cette surface, un dispositif pour transmettre aux particules de boue, au cours de leur passage sur ladite surface, des chocs rapides et répétés choisis pour imposer aux particules des forces d'une amplitude suffisante pour vaincre les forces osmotiques et capillaires retenant l'eau dans les particules, et pour libérer de cette manière au moins une proportion appréciable de l'eau retenue par capillarité, et un dispositif pour séparer l'eau libérée du courant de boue.

14. Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif destiné à soumettre les particules à l'action de chocs est constitué par des organes, ou est combiné avec des organes permettant d'imposer aux particules des changements répétés et rapides de direction et (ou) de vitesse.

15. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la surface en question est constituée par une face d'un tamis.

16. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à faire vibrer le tamis ou plus généralement la surface de traitement pour imposer aux particules les changements précités de mouvement.

<EMI ID=19.1>

le dispositif vibreur est agencé pour faire vibrer le tamis ou la surface de traitement à une fréquence d'environ 3000 à 3600 périodes par minute avec une amplitude de l'ordre de 1,6 mm.

18. Appareil suivant les revendications 13 à 17, caractérisé en ce que le tamis ou la surface de traitement est incurvé et combiné avec un dispositif permettant de centrifuger un courant de boue d'un bout à l'autre du tamis.

19. Appareil suivant les revendications 13 à 18, caractérisé en des obstacles sont répartis avec des intervalles sur le tamis ou la surface de traitement dans la direction de l'écoulement des boues et agencés pour retarder, dissocier ou interrompre l'avancement des particules de boue,

20. Appareil suivant la revendication 19, caractérisé en ce que la hauteur des obstacles diminue progressivement dans la direction de l'écoulement des boues.

21. Appareil suivant la revendication 20, caractérisé en ce que les obstacles sont constitués de façon à faire dévier les particules de boue dans des directions obliques par rapport à la direction générale de l'avancement du courant de boue.

22. Appareil suivant les revendications 20 et 21, caractérisé en ce que le tamis ou la surface de traitement présente une pente ascendante dans la direction de l'écoulement.

23. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 13 à 18 ou 20 à 21, caractérisé en ce qu'il comporte une série de tamis ou de surfaces placés à des niveaux différents, chaque tamis étant disposé pour recevoir les boues tombant du tamis précédent.

24. Appareil suivant la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend une goulotte de descente prévue entre deux tamis ou plans consécutifs. 25. Appareil suivant les revendications 23 ou 24, caractérisé en ce que le tamis présente plusieurs étages en gradins à des niveaux de plus en plus bas dans la direction de l'écoulement.

<EMI ID=20.1>

un dispositif pour réintroduire en un point antérieur de l'installation, en vue d�un nouveau traitement, au moins une partie de l'eau libérée et des particules de boue ayant traversé le tamis avec cette eau.