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La présente invention a pour objet l'élimination des eaux d'égouts, c'est-à-dire l'élimination facile et inoffnsive des déchets des villes et des- usines. L'invention a plus particulièrement pour objet des nouveaux procédés et appareils pour déshydrater les boues des eaux .d'égout ou autres.
Le degré de traitement des eaux d'égouts et des produits de-déchets industriels a été déterminée en grande partie9par les conditions se rapportant aux eaux collectrices, dans lesquelles le produit provenant du procédé doit être déversé. Par exemple, si les courants à découvert ou les voies d'eau souterraines risquaient de se polluer ou si, par suite d'un' traitement incomplet, il y avait 'un danger au point de vue sanitaire, un programme complet et détaillé nécessitait généralement une clarification primaire et secondaire, une digestion, un condition- nement et une déshydratation des boues.
La première clarification nécessite une série de moyens mécaniques pour extraire les grosses particules des eaux résiduelles'brutes, à savoir, en ré- sumé, une chambre à gravier, grille à barreaux ou broyeur et un réservoir de dé- cantation ainsi que des dispositifs et un équipement appropriés pour le pompage, le transport et l'évacuation.' Cet appareillage élimine, du produit entrant, envi- ron 60% de produits solides pouvant décanter et un même pourcentage de B.O.D.
(Biochemical Oxygen Demand Oxygène biochimiquement nécessaire). Lorsqu'on exige, des eaux collectrices, d'éliminer plus de produits solides et de B.O.D., on entre- prend, en plus de la première clarification, un deuxième procédé de clarification qui consiste à oxyder les solides et les nitrites restant dans les eaux résiduel- les provenant de la première clarification et dans lequel on utilise un clarifica- teur finale On peut effectuer cette oxydation en appliquant le procédé par boue activée ou en utilisant un dispositif de filtration par dégouttement. Le produit traité doit encore décanter davantage dans un clarification.final en effectuant le transport et l'évacuation habituels, comme pour la première clarification.
Les boues recueillies de ces clarificateurs ont été traitées ou dé- truites suivant plusieurs méthodeso Suivant un procédé habituel, la boue provenant des deux clarificateurs, est placée dans un digesteur fonctionnant dans des con- ditions anaérobiques et, endéans une période d'environ 30 jours;, une grande partie des produits organiques solides est décomposée et l'on obtient une matière relati- vement inerte, que 1 on peut éliminer par séchage sur des couches de boue ou dé- shydrater dans un filtre rotatif sous vide, dont le gateau peut être utilisé direc- tement à des fins agricoles, séché davantage à la chaleur ou brûléo Il y a plu; sieurs raisons primordiales pour laisser digérer la boue.
Tout d'abord, les soli- des recueillis après le premier traitement ou après le traitement complet, sont sales et dégagent une odeur; aussi, le procédé de digestion donne un produit final inerte et inoffensif. En second lieu, le procédé de digestion donne d'importantes quantités de méthane;, que l'on peut utiliser comme source d'énergie pour pomper les eaux résiduelles ou Tour insuffler de l'air dans le procédé par boue activée.
D'autre part, l'emploi du procédé de digestion dans le traitement des- déchets nécessite un appareillage important et coûteux ainsi qu'une surface de travail relativement grande. Toutefois, la technique de destruction des boues n'a pas progressé à un point tel qu'il soit souhaitable, dans une installation moyenne, d'éliminer le dispositif de digestion. Cette remarque est particulièrement exacte, car, en plus de cette fonction essentielle, les réservoirs de digestion ont four- ni une surface intermédiaire de stockage relativement importante, qui a tendance à égaliser les vitesses de traitement avant et après cette étape du procédé.
Toutefois, il existe un certain nombre d'installations d'évacuation des eaux d'égouts, dans lesquelles on déshydrate habituellement, après condition- nement, les solides décantés venant des clarificateurs, et ce,au moyen de filtres sous vide à tambour rotatif et à milieux filtrants serrés; ensuite, on élimine les solides soit en déversant le gateau sur un tas ou en utilisant le séchage ther- mique et en brûlant le produit éliminé. La première objection que l'on peut faire à cette méthode directe, est le problème des odeurs ; en second lieu, les milieux filtrants utilisés antérieurement dans le filtre sous vide à tambour rotatif s'obs-
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truent ou s'encrassent.
Compte tenu de ce qui précède, l'objet principal de la présente in- vention est de mettre au point un procédé de destruction des déchets du type indi- qué ci-dessus, dans lequel on élimine réellement le procédé de digestion sans ren- contrer les inconvénients citéso La présente invention a également pour objet de proposer certains moyens mécaniques, dont l'emploi permettra de régler l'écoule- ment du produit par les différentes phases, sans se baser sur d'importantes capa- cités intermédiaires comme celles que réclament, par exemple, les réservoirs de di- gestiono
D'autres objets et caractéristiques d'originalité ressortiront de la description ci-après, si on la lit en se référant au dessin en annexe, donnant un schéma illustrant, à titre d'exemple,
une forme de réalisation de la présente in- ventiono Sans se limiter à tous les éléments décrits pour l'appareillage et les étapes du nouveau procédé, la description ci-après peut servir de guide pour com- prendre la nature générale de la présente invention, cette description étant éta- blie en se référant aux dispositifs par lesquels passent les produits de déchets.
La série de ces dispositifs, que l'on adopte de préférence, est la suivante g (a) Clarificateur (ou clarificateurs, suivant le nombre de réservoirs et le degré de traitement) ; (b) Pompe de boue à double clapet ; (bl) Dispositif d'alimentation de chaux ; (b2) Dispositif d'alimentation de chlorure ferrique ; (b3) Dispositif d'alimentation de produits chimiques auxiliaires ; (c) Filtre sous vide à tambour rotatif ; (d) Dispositif d'élimination du gateau ;
(d) Dispositif pour renvoyer continuellement les solides du deuxième clarificateur au premier clarificateur (utilisé uniquement lors du traitement complet)
En observant et en étudiant les boues obtenues des clarificateurs, on a constaté que, si elles sont sales et qu'elles dégagent une odeur en sortant des clarificateurs l'addition d'hydroxyde de calcium, intimement dispersé dans les boues, élimine et inhibe immédiatement les odeurs ;
il se forme alors une odeur fraîche et relativement inoffensiveo Ce procédé amélioré consiste, en partie, à introduire cet hydroxyde de calcium à un endroit du circuit de pompage, de manière à pouvoir utiliser cette propriétéo
Suivant le dessin, figure 1, qui est un schéma représentant le passa- ge du produit depuis les déchets tels qu'ils sont recueillis jusqu'à l'évacuation du produit de sortie et des solides déshydratés suivant les principes de la pré- sente invention, les eaux résiduelles brutes entrent d'abord dans une chambre à gravier 10;
ensuite, elles traversent une grille à barreaux ou broyeur 11, d'où elles sont dirigées vers un réservoir de décantation 12, ces trois dispositifs étant considérés comme les éléments de la première clarificationo Les solides den- ses contenus dans le produit brut entrant seront éliminés dans la chambre à gra- vier et les éléments plus gros seront éliminés à la grille à barreaux ou broyeur; un dispositif approprié est prévu pour éliminer les solides denses ou débris flot- tants aux moments voulus, au cours du fonctionnement de ce système. Si cet appa- reillage comporte un broyeur plutôt qu'une grille à barreaux, les fins produits solides déchiquetés sont tels qu'ils peuvent passer avec les eaux résiduelles vers le réservoir de décantation.
Si, comme indiqué ci-dessus, il faut effectuer une oxydation pour augmenter davantage le degré de traitement, on fait passer le pro- duit sortant du premier réservoir de décantation dans un dispositif d'oxydation 13 et un deuxième réservoir de décantation 14, ces dernières constituant le deu- xième clarificateuro Les produits solides provenant de la deuxième clarification sont renvoyés au réservoir de décantation du premier clarificateur, comme indiqué en trait plein sur le schéma, ou ajoutés à l'évacuation des produits solides ve- nant du premier clarificateur, comme indiqué en pointillés.
Que l'on effectue ou non la deuxième clarification, la boue provenant
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du premier réservoir de décantation 12 passera directement sans digestion;, par la conduite d'aspiration A, de préférence fermée, dans la pompe à boue 15. Avant d'arriver à la pompe, la boue brute est traitée à l'hydroxyde de calcium venant du dispositif d'alimentation doseur 16, réglé pour ajouter ce produit chimique sui- vant l'écoulement de la boue à travers la conduite d'aspiration dé la pompe.--On ajoute l'hydroxyde de calcium en quantité suffisante pour conditionnner intimement la boue et,comme indiqué ci-dessus,pour éliminer les odeurs nauséabondes.
Comme on le sait d'après la pratique antérieure, cette addition de chaux est habituelle- ment comprise entre environ 6 et 12 % (en moyenne environ 10%), calculé sur le poids des produits solides secs. L'étape de traitement à la chaux, effectuée de la sorte, fait augmenter la concentration en ions hydrogène à environ pH 9 à pH 11, rendant ainsi le gateau de filtre obtenu pratiquement exempt de bactérieso Comme on l'expliquera ci-après d'une manière plus spécifique, l'étape de conditionnement ou d'agglomération peut comprendre l'addition d'autres produits chimiques, en par- ticulier sous forme de floculants tels que le chlorure ferrique.
Pour faire passer le produit de la boue, tel qu'il est recueillie dans le clarificateur, on a mis au point un dispositif auxiliaire de pompage perfection- né. Habituellement, on utilise une pompe de circulation dans laquelle on emploie une membrane ou un piston avec un simple clapet de contrôle de chaque côté du pis- ton ou de la membraneoLes pompes de circulation tombent facilement en panne par exemple, par suite d'une épingle à vêtement ou autre gros objet, qui risque d'obs- truer ou de tenir le clapet de contrôle à bille ouvert, du côté de l'aspiration ou -de l'évacuation.
Suivant la présente invention, on a ajouté un double clapet de contrôle à bille 17, 17', monté en série à la fois sur la conduite d'aspiration A et la conduite d'évacuation B de la pompe ; ce système s'est avéré pratique lors du fonctionnement de ce genre de pompe, car, si 1 un ou l'autre objet maintient un des clapets de contrôle à bille ouvert, par exemple, du côté de l'aspiration, il arrive rarement qu'un autre objet maintienne l'autre clapet de contrôle à bille ouvert du même côté, et ainsi, la pompe continuera à fonctionner En pratique;
, on a trouvé qu'en remplaçant les clapets de contrôle simples par le système à dou- ble clapet de contrôle, la pompe ne doit être vérifiée qu'au bout de trois semai- nes, alors qu'une pompe habituelle à simples clapets de contrôle nécessite un net- toyage des clapets plusieurs fois par journée de travail.
La mise au point de ce dispositif constitue une découverte très importante dans le domaine des appareils de traitement des eaux résiduelles, en particulier lorsque la pompe à boue fait également office de dispositif de mesure, de sorte que l'on peut régler et déter- miner d'une manière précise, la vitesse d'écoulement de la boue ou du produit ré- siduelvenant. de l'étape de clarification, ce qui servira de base pour calculer les quantités de produit injecté;, comme par exemple la chaux ou autres produits chimiques.
Les dispositifs d'alimentation de produits chimiques et leurs disposi- tifs auxiliaires interviennent également dans l'appareillage pour effectuer la coagulation ou autre traitement indispensable entre la pompe à'boue 15 et le fil- tre 18, suivant les cas qui peuvent se présenter, avec les dispositifs repris sub b1, b2 et b3, renseignés ci-dessus dans la description du procédé.
Dans le cadre plus large de la présente invention, on peut varier les étapes ,de conditionnement;, d'agglomération et de coagulation en inversant 1 ordre- de traitement à la chaux et 1 addition des floculants tels que la chlorure ferriqueo
De même, dans certaines installations, il peut également être souhaitable d'effec- tuer le traitement à la chaux en deux étapes en y intercalant l'introduction des floculantso Quelle que soit la proportion, l'addition de ces produits chimiques doit être effectuée en un endroit de la conduite, situé-près de la pompe à boueo
On peut effectuer cette addition comme représenté dans le schéma, où la ligne en pointillé représente une charge alternative de chaux en un endroit situé juste au- delà du clapet de contrôle de sortie de.la pompe.
Une autre amélioration de la présente invention porte également sur les milieux filtrants du filtre à tambour rotatif, auquel la boue est amenée pour être déshydratée. Jusqu'à présent, on a considéré qu'il était nécessaire d'employer
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un milieu filtrant "serré" afin d'empêcher les produits solides de s'échapper dans le produit de filtration et de là, revenir dans la boue déshydratéeo Par milieu "serré", on entend un milieu où les interstices entre les fils tissés sont très petits.
On envisageait évidemment de limiter les ouvertures à la grosseur des particules extraiteso
On a trouvé que l'on améliorait considérablement le fonctionnement en utilisant un filtre à grosses mailles dans le tambour de filtre, soit sous for- me d'une série de filaments comme représenté en partie par le milieu "A" de la figure que l'on peut retirer de la surface du tambour pour évauer le gateau et pour effectuer le lavage avant le renvoi au tambourg soit également sous forme d'un tissu fixe représenté par le milieu "B", d'où le gâteau est retiré au moyen de racleurs ou de filets;
de même, on améliore considérablement le fonctionnement en maintenant le milieu filtrant suffisamment ouvert pour laisser passer une cer- taine partie des produits solides dans la boueo Le milieu à filaments, tel que re- présenté par "A" dans le dessin, peut avoir la forme d'une courroie amovible La filtration réelle consiste dès lors à déposer une couche de particules solides sur les milieux filtrants "A" ou "B" et ensuite filtrer le restante qui est repris par la différence de pression dans la couche initialeo En réalité,cela signifie qu'il n'y a pas de classification ni de gradation positive basée sur la grosseur des particules, car le filtre ne possède rien qui puisse établir cette classifi- cation.
De préférence, les interstices du filtre à tambour à utiliser peuvent être de l'ordre de 0,010 pouce à 0,028 pouce de diamètre, quel que soit le type d'écran. Par exemple, on peut utiliser,en obtenant des résultats très satisfai- sants, le filtre décrit dans le brevet américain N 2.699.260, accordé le '11 jan- vier 1955 et ayant pour titre "Milieux filtrants". Dans ce cas, les interstices formés entre chaque torsades de filaments en ressort hélicoïdale sont d'environ
0,012 pouce de diamètre.
De même, dans le cas d'un milieu "B", on peut réaliser un même espacement en utilisant une matière plastique tissée, dure et résistant à l'usure, comme par exemple le "Saran" (chlorure de polyvinylidène) ou la "Fibre
Teflon" (tétrafluoro-éthylène), mise au point récemment.
Que 1 on utilise l'une ou l'autre de ces matières plastiques, on rencontre les propriétés connues de ré- sistance à l'attaque des produits chimiques, ce qui est très important lorsqu'il s'agit de déchets des villes ou des usineso Le principe-fondamental dans le milieu à filaments ou dans le milieu tissé, est d'avoir de larges interstices dans le milieu de travail, contrairement à la pratique antérieure, afin d'éviter toute obstruction et pour permettre une évacuation libre, tout en réglant en même temps la filtration par la couche initiale de produits7solides, qui s'accumule sur le milieuo
Comme on l'a indiqué ci-dessus dans l'exposé général des objets de la présente invention, on a trouvé que l'emploi de milieux filtrants ordinaires en tissu étroitement tissé dans les filtres sous vide à tambour rotatif,
ne donnait pas satisfaction, car le tissu: du filtre s'obstrue et s'encrasse trop rapidement et tout le procédé est ralenti et devient très coûteux. On a cru que le milieu filtrant devait être à mailles très fines afin d'empêcher les "fines" du produit résiduel de repasser dans le système, croyant que ce passage excédentaire initial de "fines" arrêterait le procédé ou le rendrait inefficace.
Toutefois, on a trou- vé qu'en utilisant des milieux filtrants à grosses mailles, sur lesquels les ma- tières solides initiales peuvent former leur propre milieu filtrant éventuel, l'on pouvait travailler avec beaucoup d'efficacité, tout en augmentant considéra- blement la vitesse de fonctionnement du nouveau systèmeo Suivant la présente in- vention, on a trouvé, de façon étonnante, que les solides initiaux passant par le milieu à grosses mailles, sont d'une nature telle qu'ils se déposent facilement dans les réservoirs de décantation lors du recyclage du produit de filtration.
On peut dire que, jusqu'à présent ,tous les techniciens spécialisés en la matière considéraient que le retour des produits solides en suspension du produit de filtration, en une quantité supérieure à 100-200 parties par million,
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était néfaste au procédé de traitement des eaux résiduelles. Toutefois, en appli- quant le procédé suivant la présente invention, on a trouvé que l'on pouvait en- voyer, sans inconvénients, jusqu'à 100000 parties par million de solides en sus- pension.
Une caractéristique probablement plus importante) de la présente in- vention réside dans l'efficacité inattendue du dispositif de filtration fourni par la présente invention pour'la rétention générale des "fines" dans le gateau de filtre, par rapport à celle obtenue dans le produit de filtration, ce pourcentage étant d'environ 80 à 98%. En même temps;, la vitesse de filtration augmente consi- dérablement par rapport à la vitesse obtenue lorsqu'on utilise un milieu habituel étroitement tisséo
La boue provenant du filtre à tambour rotatif 18 peut, comme dans le cas d'une boue déshydratée provenant d'une procédé de digestion, être utilisée di- rectement pour l'agriculture ou être éventuellement séchée ou brûlée.
Le produit sortant du filtre est renvoyé à la première clarificationg en un des trois points représentés par la ligne en trait plein ou la ligne en pointilléso
D'après la description ci-dessus, on constat que le système suivant la présente invention pour le traitement des boues des eaux résiduelles est pra- tiquement continu et ne comporte aucune phase ou étape comprenant la digestion, le mélange prolongé, l'épaississement, le stockage ou toute autre interruption prolongée dans l'écoulement continu des eaux résiduelles. Evidemment, on n'entend par là aucune interruptions momentanées requises, par exemple pour maintenir les niveaux de liquide dans la cuve ou au fond du filtre à tambourni les arrêts de nuit ou autres interruptions¯habituelles d'entretien.
Dès lors, les termes "écou- lement continu" et "sans arrêt du mouvement de progression 9 doivent être inter- prêtés, dans les revendications, en admettant ces exceptions conventionnelleso REVENDICATIONS.
1.- Dans la technique du traitement des eaux résiduelles, où les soli- des sont éliminés progressivement des eaux résiduelles dans une série de disposi- tifs de traitement suivant leurs dimensions ainsi que leurs propriétés physiques et chimiques, le procédé comprenant, fondamentalement, les étapes qui consistent à clarifier les eaux résiduelles, à faire passer la boue de l'étape de clarifi- cation dans une étape de cqnditionnement ou d'agglomération et de là, dans un fil- tre sous vide du type à tambour, puis à y filtrer la boue, ce procédé étant carac- térisé en ce qu'on pompe la boue de l'étape de clarification pour l'amener à ce filtre, sans la soumettre à une période de digestion, en ce qu'on emploie, dans le filtre sous vide, un milieu filtrant à grosses mailles et en ce que,
au cours du passage de la boue à travers le filtre, on crée progressivement, à'la surface du milieu filtrant, une couche filtrante se composant des solides contenus dans la boue, le courant ultérieur de boue passant à travers le filtre étant filtré au moyen de cette couche filtrante, y accumulant ainsi d'autres solides sous forme d'un gâteau de filtre, ce dernier ainsi que le produit provenant du procédé de clarification étant éliminés d'une manière appropriéeo
2.
Procédé de traitement des eaux résiduelles suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'on fait repasser plusieurs fois le produit de fil- tration-venant du filtre sous vide du type à ,tambour, au moins par une partie de l'étape de clarification, les solides en suspension entraînés avec le produit de filtration étant alors à nouveau décantés et filtrés, ce procédé permettant de faire passer, par le filtre, dans le produit de filtration, une plus grande quan- tité de solides en suspension que celle des méthodes habituelles de filtration des boues des eaux résiduelles, sans toutefois exercer un effet néfaste sur le procédé.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The object of the present invention is the disposal of sewage, that is to say the easy and harmless disposal of waste from towns and factories. A more particular subject of the invention is novel methods and apparatus for dehydrating sludge from sewage or other waters.
The degree of treatment of sewage and industrial waste products has been determined in large part9 by the conditions relating to the collecting waters, into which the product from the process is to be discharged. For example, if open currents or underground waterways were likely to become polluted or if, as a result of 'incomplete treatment' there was a danger from a health point of view, a comprehensive and detailed program would generally require primary and secondary clarification, digestion, conditioning and dehydration of the sludge.
The first clarification requires a series of mechanical means to extract the coarse particles from the raw wastewater, namely, in summary, a gravel chamber, bar grid or crusher and a settling tank as well as devices and appropriate equipment for pumping, transport and disposal. ' This apparatus removes, from the incoming product, about 60% of solid products that can settle and the same percentage of B.O.D.
(Biochemical Oxygen Demand Biochemically required oxygen). When it is required from the collecting water to remove more solid products and BOD, in addition to the first clarification, a second clarification process is undertaken, which consists of oxidizing the solids and nitrites remaining in the water. residuals from the first clarification and in which a final clarifier is used. This oxidation can be accomplished by applying the activated sludge process or by using a drip filtration device. The processed product still needs to further decant in a final clarification by performing the usual transport and disposal, as for the first clarification.
The sludge collected from these clarifiers was treated or destroyed according to several methods o Following a usual process, the sludge from the two clarifiers is placed in a digester operating under anaerobic conditions and, within a period of about 30 days ;, a large part of the solid organics is decomposed and a relatively inert material is obtained, which can be removed by drying over layers of sludge or dehydrated in a rotary vacuum filter, the cake of which can be removed. be used directly for agricultural purposes, further heat-dried or burnt It rained; many prime reasons for allowing the mud to digest.
First, the solids collected after the first treatment or after the full treatment are dirty and give off an odor; also, the digestion process gives an inert and harmless end product. Secondly, the digestion process yields large amounts of methane, which can be used as an energy source to pump the waste water or alternatively to blow air into the activated sludge process.
On the other hand, the use of the digestion process in the treatment of waste requires a large and expensive apparatus as well as a relatively large working surface. However, the technique of sludge destruction has not progressed to such an extent that it is desirable, in an average plant, to eliminate the digestion device. This remark is particularly correct because, in addition to this essential function, the digestion reservoirs have provided a relatively large intermediate storage surface, which tends to equalize the processing rates before and after this stage of the process.
There are, however, a number of sewage disposal facilities in which the settling solids from the clarifiers are usually dehydrated after conditioning by means of rotary drum vacuum filters. with tight filter media; then the solids are removed either by dumping the cake on a pile or by using thermal drying and burning the removed product. The first objection which can be made to this direct method is the problem of odors; second, the filter media previously used in the rotary drum vacuum filter is observed
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foul or clog.
In view of the above, the main object of the present invention is to develop a method of destroying waste of the type indicated above, in which the digestion process is actually eliminated without encountering the drawbacks cited The object of the present invention is also to propose certain mechanical means, the use of which will make it possible to adjust the flow of the product through the different phases, without being based on significant intermediate capacities such as those required. , for example, the di- gestiono reservoirs
Other original objects and characteristics will emerge from the description below, if it is read with reference to the attached drawing, giving a diagram illustrating, by way of example,
one embodiment of the present invention Without being limited to all the elements described for the apparatus and the steps of the new process, the following description can serve as a guide to understand the general nature of the present invention, this description being established with reference to the devices through which the waste products pass.
The series of these devices, which are preferably adopted, are as follows: g (a) Clarifier (or clarifiers, depending on the number of reservoirs and the degree of treatment); (b) Double valve slurry pump; (bl) Lime feeder; (b2) Ferric chloride feed device; (b3) Device for feeding auxiliary chemicals; (c) Rotary drum vacuum filter; (d) Device for removing the cake;
(d) Device for continuously returning solids from the second clarifier to the first clarifier (used only during full processing)
By observing and studying the sludge obtained from the clarifiers, it was found that, if they are dirty and give off an odor when they leave the clarifiers, the addition of calcium hydroxide, intimately dispersed in the sludge, immediately eliminates and inhibits the smells ;
a fresh and relatively harmless odor is then formed. This improved process consists, in part, of introducing this calcium hydroxide at a point in the pumping circuit, so that this property can be used.
According to the drawing, Fig. 1, which is a diagram showing the passage of the product from the waste as collected to the discharge of the output product and the solids dehydrated according to the principles of the present invention. , the raw residual water first enters a gravel chamber 10;
then, they pass through a grid with bars or mill 11, from where they are directed towards a settling tank 12, these three devices being considered as the elements of the first clarification o The solid contents contained in the incoming crude product will be eliminated in the gravel chamber and the larger elements will be eliminated with the bar grate or grinder; a suitable device is provided to remove dense solids or floating debris at the desired times during the operation of this system. If this apparatus includes a crusher rather than a bar grid, the fine shredded solid products are such that they can pass with the residual water to the settling tank.
If, as indicated above, it is necessary to carry out oxidation to further increase the degree of treatment, the product exiting the first settling tank is passed through an oxidation device 13 and a second settling tank 14, these last constituting the second clarifier o The solid products coming from the second clarification are returned to the settling tank of the first clarifier, as indicated in solid lines on the diagram, or added to the discharge of the solid products coming from the first clarifier, as shown in dotted lines.
Whether or not the second clarification is carried out, the mud coming from
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from the first settling tank 12 will pass directly without digestion ;, through the suction line A, preferably closed, into the slurry pump 15. Before reaching the pump, the raw sludge is treated with calcium hydroxide from the metering feeder 16, set to add this chemical following the flow of the slurry through the suction line of the pump. - Add calcium hydroxide in sufficient quantity to condition intimately mud and, as noted above, to remove foul odors.
As is known from prior practice, this lime addition is usually between about 6 and 12% (on average about 10%), calculated on the weight of the dry solids. The lime treatment step, carried out in this way, increases the concentration of hydrogen ions to about pH 9 to pH 11, thus rendering the resulting filter cake practically free of bacteria. As will be explained below from more specifically, the conditioning or agglomeration step may comprise the addition of other chemicals, particularly in the form of flocculants such as ferric chloride.
To pass the product out of the sludge as collected in the clarifier, an improved auxiliary pumping device has been developed. Usually a circulation pump is used in which a diaphragm or piston is used with a simple check valve on each side of the piston or diaphragm o Circulation pumps easily break down, for example, due to a pin clothing or other large object, which may obstruct or hold the ball control valve open on the suction or discharge side.
According to the present invention, a double ball check valve 17, 17 'has been added, mounted in series on both the suction line A and the discharge line B of the pump; This system has proven to be practical when operating this kind of pump, because if one or the other object keeps one of the ball check valves open, for example, on the suction side, it seldom happens that 'another object keeps the other ball check valve open on the same side, and thus the pump will continue to operate.
, it has been found that by replacing the single check valves with the double check valve system, the pump need only be checked after three weeks, whereas a usual single check valve pump check requires cleaning of the valves several times a working day.
The development of this device constitutes a very important discovery in the field of waste water treatment apparatus, in particular when the slurry pump also acts as a measuring device, so that it is possible to adjust and determine specifically, the flow rate of the sludge or residual product. the clarification step, which will serve as a basis for calculating the quantities of product injected ;, such as lime or other chemicals, for example.
The chemical supply devices and their auxiliary devices are also involved in the equipment to effect the coagulation or other essential treatment between the slurry pump 15 and the filter 18, depending on the cases which may arise, with the devices listed under b1, b2 and b3, provided above in the description of the process.
Within the broader scope of the present invention, the stages of conditioning, agglomeration and coagulation can be varied by reversing 1 order of lime treatment and 1 addition of flocculants such as ferrique chloride.
Likewise, in some installations it may also be desirable to carry out the lime treatment in two stages with the introduction of flocculants interposed. Whatever the proportion, the addition of these chemicals must be carried out in a place in the pipe, located near the mud pump
This addition can be made as shown in the diagram, where the dotted line represents an alternating charge of lime at a location just beyond the outlet control valve of the pump.
Another improvement of the present invention also relates to the filter media of the rotary drum filter, to which the sludge is fed for dewatering. Until now, it has been considered necessary to employ
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a "tight" filter medium in order to prevent the solid products from escaping into the filter product and from there return to the dehydrated sludge. By "tight" medium is meant a medium where the interstices between the woven threads are very small.
It was obviously planned to limit the openings to the size of the particles extracted.
The operation has been found to be greatly improved by using a coarse mesh filter in the filter drum, either as a series of filaments as shown in part by middle "A" in the figure as 1. 'can be removed from the surface of the drum to scoop the cake and to perform washing before returning to the drum is also in the form of a fixed fabric represented by the middle "B", from which the cake is removed by means of scrapers or nets;
likewise, operation is considerably improved by keeping the filter medium open enough to allow some of the solids to pass into the slurry. The filament medium, as shown as "A" in the drawing, can have the effect. shape of a removable belt The actual filtration therefore consists in depositing a layer of solid particles on the filter media "A" or "B" and then filtering the remainder which is taken up by the pressure difference in the initial layer. this means that there is no classification or positive gradation based on particle size, because the filter does not have anything that can establish this classification.
Preferably, the interstices of the drum filter to be used can be in the range of 0.010 inch to 0.028 inch in diameter, regardless of the type of screen. For example, it is possible to use, with very satisfactory results, the filter described in US Pat. No. 2,699,260, granted January 11, 1955, and entitled "Filter media". In this case, the interstices formed between each twist of helical spring filaments are approximately
0.012 inch in diameter.
Likewise, in the case of a "B" medium, the same spacing can be achieved by using a woven, hard and wear-resistant plastic material, such as for example "Saran" (polyvinylidene chloride) or " Fiber
Teflon "(tetrafluoroethylene), recently developed.
Whether one or the other of these plastics is used, the known properties of resistance to chemical attack are encountered, which is very important when it comes to waste from cities or towns. factorieso The fundamental principle in the filament medium or in the woven medium is to have large interstices in the working environment, unlike the previous practice, in order to avoid any obstruction and to allow free evacuation, while at the same time regulating the filtration by the initial layer of solid products, which accumulates on the medium.
As indicated above in the general discussion of the objects of the present invention, it has been found that the use of ordinary filter media of tightly woven fabric in rotary drum vacuum filters,
was not satisfactory, because the fabric of the filter clogs and becomes clogged too quickly and the whole process is slowed down and becomes very expensive. It was believed that the filter media should be very fine meshed in order to prevent the "fines" of the residual product from re-entering the system, believing that this initial excess passage of "fines" would stop the process or render it inefficient.
However, it has been found that by using coarse-mesh filter media, on which the initial solids can form their own eventual filter medium, one can work with great efficiency, while considerably increasing. In accordance with the present invention, it has surprisingly been found that the initial solids passing through the coarse-mesh medium are of such a nature that they settle easily in the reservoirs. settling during recycling of the filtration product.
It can be said that, until now, all the technicians specialized in the matter considered that the return of the solid products in suspension of the filtration product, in an amount greater than 100-200 parts per million,
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was detrimental to the wastewater treatment process. However, by applying the process according to the present invention, it has been found that up to 100,000 parts per million suspended solids can be supplied without inconvenience.
A possibly more important feature of the present invention is the unexpected efficiency of the filtration device provided by the present invention for the general retention of "fines" in the filter cake, compared to that obtained in the product. filtration, this percentage being about 80 to 98%. At the same time, the filtration rate increases considerably over the rate obtained when using a usual tightly woven medium.
The sludge from the rotary drum filter 18 can, as in the case of dehydrated sludge from a digestion process, be used directly for agriculture or possibly be dried or burned.
The product leaving the filter is returned to the first clarification g at one of the three points represented by the solid line or the dotted line o
From the above description, it can be seen that the system according to the present invention for the treatment of sludge from residual water is practically continuous and does not include any phase or step comprising digestion, prolonged mixing, thickening, storage or any other prolonged interruption in the continuous flow of waste water. Obviously, this does not mean any momentary interruptions required, for example to maintain the liquid levels in the tank or at the bottom of the drum filter provided overnight shutdowns or other usual interruptions of maintenance.
Therefore, the terms "continuous flow" and "without stopping the advancing movement 9 must be interpreted in the claims, allowing these conventional exceptions. CLAIMS.
1.- In the technique of waste water treatment, where the solids are gradually removed from the waste water in a series of treatment devices according to their dimensions as well as their physical and chemical properties, the process comprising, basically, the stages which consist of clarifying the residual water, passing the sludge from the clarification stage to a conditioning or agglomeration stage and from there to a drum type vacuum filter, then to y filtering the sludge, this process being characterized in that the sludge from the clarification stage is pumped to bring it to this filter, without subjecting it to a period of digestion, in that it is used in the vacuum filter, coarse-mesh filter medium and in that,
During the passage of the sludge through the filter, a filter layer consisting of the solids contained in the sludge is gradually created on the surface of the filter medium, the subsequent stream of sludge passing through the filter being filtered by means of of this filter layer, thus accumulating therein other solids in the form of a filter cake, the latter as well as the product from the clarification process being removed in an appropriate manner.
2.
Process for the treatment of waste water according to claim 1, characterized in that the filtration product from the drum type vacuum filter is passed several times through at least part of the stage. clarification, the suspended solids entrained with the filter product then being again decanted and filtered, this process allowing a greater quantity of suspended solids to pass through the filter into the filter product than that usual methods of filtering sludge from residual water, without however having a detrimental effect on the process.
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