FR2460897A1

FR2460897A1 - Procede de traitement des boues

Info

Publication number: FR2460897A1
Application number: FR8015353A
Authority: FR
Inventors: Hiroshi Asada; Kohei Kobayashi; Toshiro Iwama
Original assignee: Nichireki Kagaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nichireki Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1980-07-10
Publication date: 1981-01-30
Also published as: JPS5613099A; US4559143A; GB2058035B; DE3026187A1; GB2058035A; FR2460897B1

Abstract

PROCEDE POUR LE TRAITEMENT DE BOUES CONTENANT DES MATIERES ORGANIQUES, PAR COAGULATION ET SEPARATION SOLIDE-LIQUIDE. ON AJOUTE A LA BOUE UNE FIBRE, A RAISON DE 0,05 A 150 EN POIDS PAR RAPPORT AUX MATIERES SOLIDES CONTENUES DANS LA BOUE, ET UN COAGULANT NON ORGANIQUE OU UN POLYMERE, AFIN DE COAGULER LA BOUE. L'EAU EST ELIMINEE DE LABOUE COAGULEE, AFIN D'OBTENIR UN GATEAU DE FILTRE A FAIBLE TENEUR EN EAU. L'INVENTION S'APPLIQUE PARTICULIEREMENT AU TRAITEMENT DE BOUES D'EAUX RESIDUAIRES URBAINES OU INDUSTRIELLES, DE MATIERES DE VIDANGE, DE BOUES DE TRAITEMENT D'EAU D'ALIMENTATION, OU DE BOUES DEPOSEES AU FOND DES RIVIERES, PORTS, LACS ET MERS.

Description

I La présente invention se rapporte à un procédé

de traitement de boues, telles que boues d'eaux résiduai-

res urbaines, matières de vidange, boues d'eau d'alimen-

tation, boues déposées au fond des rivières, lacs, ports, et mers et boues de rejets industriels. Plus particuliè- rement, la présente invention se rapporte à un procédé de traitement des boues qui convient pour la coagulation de solides et la séparation solides-liquides dans des boues contenant des matières organiques et des particules fines

de matières minérales.

Pour l'élimination des boues, on utilise généra-

lement un procédé dans lequel on ajoute un coagulant à une

boue pour coaguler les matières solides. La séparation so-

lide-liquide est ensuite effectuée, ou les solides coagu-

lés sont déshydratés mécaniquement, afin d'obtenir une boue déshydratée de volume réduit. La boue déshydratée est évacuée en l'état, ou bien elle est rejetée sous forme de

cendres après incinération, ou elle est solidifiée par in-

corporation d'une matière de solidification.

Les boues riches en matières organiquespar exem-

ple les boues d'eaux usées urbaines, contiennent de grandes quantités de substances colloidales hydrophiles et ont une forte teneur en eau. Par conséquent, il est difficile de

les déshydrater directement en leur état initial. On ajou-

te donc à ces boues un coagulant,de façon à coaguler les matières solides. La boue est ensuite déshydratée pour former une boue épaisse, appelée dans ce qui suit "gâteau de filtre". Ce gâteau peut être rejeté en l'état ou après son incinération. Un coagulant non organique, tel que le

chlorure ferrique ou la chaux éteinte, est le plus fréquem-

ment utilisé comme coagulant et la filtration sous vide

est en général adoptée pour cette déshydratation mécanique.

Toutefois, comme le coagulant non organique est ajouté en quantité relativement grande aux matières solides dans la

boue, la quantité de gâteau de filtre à évacuer est aug-

mentée. Dans le cas o le gâteau est brûlé, il se forme

une grande quantité de cendres et le rendement de combus-

tion du géteau de filtre est diminué par l'incorporation

du coagulant. En outre, pendant la phase de déshydrata-

tion, du chlorure ferrique ou du carbonate de calcium se dépose sur la toile du filtre de déshydratation, ce qui

entraine une diminution du rendement de filtration.

On connait également un procédé dans lequel on utilise comme coagulant un polymère organique, appelé dans ce qui suit "polymère coagulant", afin de coaguler la

boue et de former un floc qui est ensuite déshydraté mé-

caniquement. Ce procédé est avantageux par rapport à ce-

lui qui utilise une charge non organique, car la quantité de gèteau de filtre et la quantité de cendres laissées après combustion du g9teau sont diminuées. Toutefois, le taux de rétention d'eau du floc formé par coagulation est élevé et, puisque l'eau n'est pas facilement séparée du floc, celui-ci se brise facilement. Par conséquent, on ne peut pas utiliser une filtration sous vide ou une filtration sous pression pour déshydrater ce floc, ce

qui oblige à effectuer cette déshydratation par centri-

fugation. Toutefois, la déshydratation par centrifugation ne diminue pas notablement la teneur en eau du g9teau. En

outre, ce procédé mettant en oeuvre un polymère organi-

que de coagulation présente un inconvénient en ce que le

coût du traitement est augmenté.

On Cherché à améliorer la filtrabilité des

boues et en particulier des boues organiques dont la dés-

hydratation est très difficile, par exemple les boues

d'eaux usées urbaines. On a trouvé que, lorsqu'une fi-

brede polypropylène, vinylon, polyester ou nylon est in-

corporéedans une boue et qu'on y ajoute ensuite un poly-

mère coagulant, la résistance d'un floc obtenu par coa-

gulation est augmentée et la compressibilité du floc

est améliorée. Il en résulte que la filtrabilité ou ca-

pacité de déshydratation de la boue est fortement amélio-

rée. On a également constaté que de bons résultats sont

de même obtenus lorsqu'on disperse une fibre dans une so-

lution aqueuse d'un polymère coagulant et qu'on ajoute cette dispersion à une boue. D'autre part, on a trouvé que lorsqu'on ajoute un coagulant non organique à une boue et qu'on déshydrate mécaniquement la boue coagulée, si une fibre est incorporée en association au coagulant, la

filtrabilité est sensiblement améliorée et la sépara-

tion du gâteau de la toile filtrante est obtenue plus fa-

cilement et proprement qu'avec le procédé usuel. La pré-

sente invention est basée sur les idées ci-dessus.

La présente invention a pour objet un procédé de traitement des boues qui évite les inconvénients des procédés connus. Elle permet d'améliorer sensiblement la filtrabilité des boues, même lorsqu'on utilise des coagulants usuels, et elle facilite le post-traitement

des gàteaux de filtre.

Plus particulièrement, la présente invention

vise un procédé de traitement de boues qui comprend l'in-

corporation et le mélange d'une fibre et d'un coagulant dans une boue afin de coaguler les matières solides de la

boue, et la déshydratation de la boue coagulée.

Dans la présente description et les revendica-

tions qui l'accompagnent, le terme "boue" désigne des boues d'eaux usées urbaines, par exemple boues fraiches, boues digérées et mélanges de ces boues formées dans les installations de traitement d'eaux usées, des matières de

vidange, des boues formées dans les installations d'épu-

ration et d'alimentation en eau, des boues déposées et dé-

cantées au fond de rivières, lacs, ports et mers, et des

boues d'eaux résiduaires industrielles.

Suivant la présente invention, on incorpore une

fibre dans une boue à traiter, en association avec un coa-

gulant. Comme fibre utilisable dans la présente invention,

on peut citer par exemple des fibres non organiques, tel-

les que fibres d'amiante, de verre et de laine minérale, des fibres organiques naturelles ou manufacturées, telles que fibres de coton, lin, chanvre, crins, laine,papier,

pulpe, rayonne et acétate de cellulose, des fibres syn-

thétiques, telles que fibres de polyester, vinylon, poly-

amide, polyamide aromatique, fibres acryliques, fibres de polypropylène, chlorure de polyvinyle et polyvinylidéne, fibres de carbone et fibres métalliqoes. La longueur de la fibre qui est utilisée dans la présente invention est en général de 1 à 50 mm environ, et de préférence de 2 à

30 mm environ.

La forme de la fibre n'est pas impérative dans

la présente invention, mais on préfère en général une fi-

bre obtenue par tronçonnage d'un monofilament d'une tail-

le habituellement inférieure à 100 deniers environ, ou

une fibre formée par groupement d'une pluralité de fila-

ments, traitement de ces filaments groupés avec un liant et tronçonnage des filaments liés, ou une fibre formée par groupement d'une pluralité de filaments en un fil et tronçonnage de ce fil résultant. D'autre part, une étoffe tissée, une étoffe non tissée, ou un filet peuvent être

utilisés après avoir été convenablement coupés ou démé-

lés.

Ces fibres peuvent être des fibres nouvelle-

ment préparées, des fibres régénérées, des déchets de fi-

bres ou des fibres de rebut. Par exemple, on peut utili-

ser des fibres de rebut obtenues en coupant finement des vêtements ou des textiles usés, des fibres obtenues par

battage et démêlage de morceaux coupés au moyen d'un bat-

teur, et des déchets de fibres de câbles de pneumatique

obtenus lors de lapulvérisation de pneumatiques en caout-

chouc pour automobile en vue de former un caoutchouc en

poudre ou de récupération.

On peut utiliser dans la présente invention des fibres dont la surface est traitée avec un produit tensioactif ou un dispersant, ou des fibres qui n'ont

pas été soumises à un tel traitement de surface.

L'addition d'une fibre à une boue facilite la formation d'uetloc par un coagulant et, en même temps, la

résistance du floc formé est augmentée et la compressibi-

lité du floc est améliorée. En outre, l'addition de la fibre à une boue accélère la séparation de l'eau, ce qui permet une déshydratation rapide, et la teneur en eau dans un gàteau de filtre est réduite, ce qui facilite la

manipulation du gâteau.

On obtient des résultats particulièrement bons, lorsque la fibre utilisée est une fibre organique. Plus particulièrement, la combustibilité d'un gâteau de filtre

dans l'opération de combustion est augmentée par la pré-

sence de la fibre organique. La quantité de cendres for-

mées par la combustion est réduite et on obtient un pro-

duit de qualité lorsque le g9teau de filtre est transfor-

mé en engrais.

La quantité de fibre utilisée varie suivant le type et les caractéristiques de la boue à traiter, le

type de la fibre et du coagulant utilisés et les condi-

tions de traitement, mais la fibre est en général utili-

sée à raison de 0,05 à 150% environ, en poids, et de préférence 0,1 à 100% environ en poids, sur la base des

matières solides contenues dans la boue. Lorsque la quan-

tité de fibre est inférieure à 0,05% en poids par rapport

aux matières solides dans la boue, on ne peut pas obte-

nir d'augmentation sensible de l'effet d'amélioration de

la filtrabilité par accroissement de la quantité de fi-

bre utilisée mais la viscosité de la boue est augmentée et il se produit des emmêlements de la fibre, ce qui rend

les opérations suivantes difficiles. D'autre part, l'in-

corporation d'une trop grande quantité de fibre n'est pas avantageuse du point de vue économique. Lorsque la

boue est traitée en grande quantité par des moyens mé-

cahiques, si la fibre est incorporée en quantité impor-

tante, l'opération de déshydratation mécanique devient difficile. Par conséquent, il est avantageux d'incorporer la fibre jusqu'à une teneur de 20% en poids par rapport

aux matières solides dans la boue. On peut adopter diffé-

rents procédés-pour ajouter la fibre à une boue. Par exem-

ple, on peut adopter un procédé dans lequel la fibre est directement ajoutée à une boue et mélangée à la boue, un procédé dans lequel la fibre est incorporée et dispersée dans une solution aqueuse d'un polymère coagulant, la dispersion étant incorporée et mélangée dans la boue, et un procédé dans lequel la fibre est incorporée et

dispersée dans l'eau, un produit tensioactif ou disper-

sant étant ajouté à la demande et la dispersion étant

incorporée à une boue.

Dans chaque procédé, il est avantageux que la

fibre soit dispersée dans une boue de façon aussi homo-

gène que possible. Le point d'addition de la fibre à une boue n'est pas impératif mais en général la fibre est ajoutée à une boue avant l'incorporation d'un coagulant, ou la fibre est ajoutée à la boue en même temps que le coagulant. Lorsque la fibre est ajoutée à la boue après

incorporation du coagulant dans la boue, un effet suf-

fisant peut difficilement étr&obtenu par l'addition de la fibre. Toutefois, lorsqu'on ajoute deux ou plusieurs coagulants à une boue, que ces coagulants sont ajoutés à la boue en deux fois et que la coagulation commence d' abord avec l'addition du dernier coagulant, la fibre peut être ajoutée en un point intermédiaire, après addition

du premier coagulant et avant addition du dernier coagu-

lant. Les coagulants connus peuvent être utilisés dans la mise en oeuvre de la présenteinvention. En gros, les coagulants sont divisés en coagulants non organiques

et en coagulants organiques. Comme coagulants non orgard.

ques on peut citer par exemple le sulfate d'aluminium, le chlorure basique d'aluminium, le sulfate ferreux, le sulfate ferrique, les produits chlorés rFeCI3 + Fe2(WI17, le chlorure ferrique, l'alun, la chaux vive et la chaux éteinte.

Leeolymères coagulants comprennent des pro-

duits naturels et des produits synthétiques et ils sont

classés en coagulants anioniques, coagulants cationi-

ques, produits non ioniques à action de surface et coa-

gulants amphotères, suivant les caractéristiques ioniques.

Comme polymère coagulant anionique, on peut citer des produits tels que sels d'acide polyacrylique, sels de

copolymère d'acide acrylique-acide maléique, copolymé-

res d'acrylamide-acrylate de sodium, copolymères d'acry-

lamide-vinylsulfonate de sodium, polyacrylamide partiel-

lement hydrolysé, sel de sodium de carboxyméthyl cellu-

lose et alginate de sodium. Comme polymère coagulant cationique, on peut citer par exemple des produits tels

que méthacrylates de polydialkylaminoalkyles, polyamino-

méthylacrylamide, sels de polyvinylpyridium, sels de polydiacrylammonium, polyvinylimidazoline, polyamines, polyéthylène-imines, dérivés cationiques et copolymères cationiques de polyacrylamide, résines de chlorhydrate

d'aniline solubles dans l'eau, polycondensats d'hexamé-

thylènediamine-épichlorhydrine, chitosan et amidon ca-

tionique. Comme polymère coagulant non ionique, on peut

utiliser par exemple des produits tels que polyacryla-

mide, alcool polyvinylique, oxyde de polyéthylène, po-

lyvinyl pyrrolidone, résines d'uréesolubles dans l'eau,

amidon, prulan et gommeoComme polymère coagulant ampho-

tère, on peut citer la gélatine.

Lorsqu'on traite des boues organiques ou des

boues contenant de grandes quantités de substances colloï-

dales ou de fines particules, les polymères coagulants ca-

tioniques procurent souvent des meilleurs résultats que les autres polymères coagulants ioniques Ces coagulants peuvent être utilisés seuls, ou

sous forme d'un mélange de deux ou plusieurs d'entre eux.

Pour favoriser les effets de coagulation et de déshydratation du cQagulant, on peut utiliser des produits de correction du pH, des adjuvants de coagulation, des

produits tensioactifs et des sels solubles dans l'eau.

Comme réactif de correction du pH, on peut utiliser par

exemple l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, l'a-

cide nitrique, l'acide sulfamique, le gaz carbonique, l'acide acétique, l'hydroxyde de sodium, le carbonate de

sodium, la chaux vive et la chaux éteinte. Comme adju-

vant de coagulation, on peut citer des produits tels que

bentonite, kaolin, argile acide, zéolite, terre de dia-

tomées, argile activée et charbon actif. Les agents ten-

sioactifs comprennent des produits cationiques, anioni-

ques, non ioniques et amphotères. N'importe quel agent

tensioactif peut être utilisé dans la présente inven-

tion, mais on préfère généralement des produits tensio-

actifs cationiques. Par exemple, on utilise de préféren-

ce des produits tels que monoamines, diamines, triamines,

et amidoamines aliphatiques et aromatiques ayant un grou-

pe alkyle élevé, polyaminoéthyl imidazolines, diamines dt hydroxyalkyl alkylène supérieur, résine-amines, leurs

produits d'addition avec l'oxyde d'éthylène, sels d'am-

monium quaternaire et d'acide soluble dans l'eau de

ces amines et des produits d'addition d'oxyde d'éthy-

lène. L'utilisation combinée d'un agent tensioactif ca-

tionique et du coagulant est très efficace pour le trai-

tement de boues organiques et de boues contenant des sub-

stances colloïdales. En outre, puisque la quantité de fi-

bres peut être diminuée par l'emploi combiné d'un agent

tensioactif avec le coagulant, on obtient de bons résul-

tats dans la déshydratation d'une grande quantité de boues.

Comme sel soluble dans l'eau, on peut citer par exemple les sels de K, Na, Li, Sr, NH4, Ca, Mg, Zn, Fe, Ba et Ai

de l'acide chlorhydrique, acide nitrique, acide sulfu-

rique, acide sulfamique et acide acétique.

Dans la présente invention, le coagulant et 1' adjuvant de coagulation peuvent être introduits par les procédés habituels et les quantités utilisées pour ces

agents sont égales ou inférieures aux quantités généra-

lement employées dans le traitement des boues. Par exem-

ple, lorsqu'une boue d'eau résiduaire urbaine est trai-

tée au chlorure ferrique et à la chaux éteinte, on ajoute habituellement le chlorure ferrique à raison de 3 à 12% environ en poids par rapport aux matières solides dans la boue et on ajoute la chaux éteinte à raison de 10 à % environ en poids par rapport aux solides dans la boue. Lorsqu'or> itilise un polymère coagulant pour le

traitement d'une boue d'eau résiduaire urbaine, ce po-

lymère coagulant est ajouté à raison de 0,01 à 5% en-

viron en poids, et de préférence 0,05 à 3% environ en

poids par rapport aux matières solides dans la boue.

Ces coagulants peuvent être utilisés seuls, ou sous forme d'un mélange de deux ou plusieurs d'entre

eux, et l'incorporation de ces coagulants peut être ef-

fectuée par des procédés connus. On peut employer des

polymères coagulants de caractéristiques ioniques dif-

férentes en association, ou employer un polymère et un

coagulant non organique en association.

Comme indiqué précédemment, le coagulant est ajouté à une boue après que la fibre ait été incorporée et mélangée dans la boue, ou on ajoute le coagulant à la boue en même temps que la fibre. Lorsque le coagulant est ainsi ajouté à une boue, les solides dans la boue sont immédiatement coagulés pour former un floc, tout en provoquant la séparation solideliquide. Puisque la fibre favorise la déshydratation du floc, on peut obtenir

un bon effet de séparation de l'eau ou effet de déshydra-

tation dans ce floc, même dans le cas de déshydratation par gravité. De plus, si on applique une légère pression à ce résidu de filtration, l'eau dans le floc peut être

facilement éliminée. Par suite, lorsque la boue est coa-

gulée et déshydratée par une machine telle qu'un filtre à bande un décanteur ou un appareil de déshydratation presse du type/à courroie, la déshydratation de l'intérieur du gâteau est favorisée par la fibre tandis que le g&teau est renforcé par la fibre, la compressibilité du g9teau

étant fortement améliorée. Il en résulte que la déshydra-

rapidement et erficacement tation s'effectue facilement/et qu'on obtient un gâteau de filtre à faible teneur en eau. De plus, le colmatage

de la toile filtrante est fortement réduit et l'évacua-

tion du gâteau de la toile filtrante est remarquablement facilitée. On décrit ci-après les traits caractéristiques et les effets du procédé de traitement de boues suivant

la présente invention.

(1) Lorsqu'on utilise un coagulant non organique comme coagulant pour une boue, si la fibre est utilisée en association avec le coagulant non organique suivant

le procédé de la présente invention, la vitesse de dé-

shydratation de la boue est sensiblement augmentée et la filtrabilité est fortement améliorée. En outre, la

turbidité du filtrat est réduite.

(2) Lorsqu'on utilise un polymère comme coagulant pour une boue, même si le traitement est très difficile avec une petite quantité du polymère utilisé seul, le

traitement peut être effectué avantageusement si la fi-

bre est utilisée en association avec le polymère, con-

formément au procédé suivant l'invention.

(3) Lorsqu'on utilise un polymère seul, les types de boues qui peuvent être traitées sont limités mais,

si la fibre est utilisée en combinaison avec le poly-

mère coagulant, cette limitation disparaît et on peut obtenir un effet de traitement élevé, de façon stable,

indépendamment du type de la boue.

(4) Même dans le cas de boues organiques, bien

qu'on obtienne un effet notable de traitement seule-

ment par utilisation d'un polymère fortement cationique suivant le procédé usuel, on peut obtenir un effet de

traitement élevé avec le procédé de la présente inven-

tion, même lorsqu'on utilise un polymère moyennement ou

faiblement cationique.

(5) Lorsqu'on utilise le procédé suivant la présen-

te invention, la résistance du floc formé est augmentée et la filtrabilité est remarquablement améliorée. Puisque la filtrabilité est élevée et la teneur en eau du gâteau de filtre est faible, le cott d'incinération est réduit pour la phase d'incinération du gâteau. Lorsque la fibre utilisée est une fibre organique, on peut obtenir un effet de facilité d'incinération, suivant la quantité

de fibre organique incorporée.

(6) Le procédé suivant l'invention procure un effet de traitement satisfaisant même à de basses températures et le rendement de traitement aux basses températures est sensiblement amélioré par rapport au rendement de traitement à basse température qui peut être obtenu par

des procédés connus.

(7) Le procédé suivant la présente invention peut être mis en oeuvre au moyen d'un équipement existant et la capacité de traitement de l'équipement est augmentée

par l'adoption du procédé suivant l'invention.

(8) On peut utiliser effectivement un coagulant non

organique ou un polymère coagulant, dans le procédé sui-

vant l'invention. D'autre part, on peut obtenir des ré-

sultats satisfaisants, m4me si on utilise un polymère

anionique ou non ionique.

Le procédé suivant l'invention, décrit ci-dessus, procure divers effets et d'excellentes caractéristiques,

comme indiqué plus haut, et ce procédé convient particuliè-

* rement pour le traitement de boues d'eaux résiduaires. En

outre, le procédé suivant la présente invention s'appli-

que avantageusement au traitement de rejets de matières brutes, de boues de traitement d'eau d'alimentation, de boues déposées au fond de rivières, lacs, ports et mers et de boues d'effluents industriels. Le procédé suivant

la présente invention donne de très bons résultats lors-

que les boues sont mécaniquement déshydratées mais égale-

ment lorsqu'il est appliqué à des traitements dans les-

quels on n'effectue pas de déshydratation mécanique, car

la déshydratation par gravité est remarquablement amélio-

rée. La présente invention est ci-après décrite en détail avec référence à des exemples, non limitatifs. Ces

exemples illustrent le traitement de boues d'eaux rési-

duaires urbaines, qui sont des boues organiques dont la

déshydratation est la plus difficile.

EXEMPLE 1

On ajoute à 100 g d'une boue mélangée fraiche d'eaux résiduaires (teneur en matière solide = 3,5% en

poids, perte au feu des solides = 54% en poids), une fi-

bre de polypropylène (fabriquée et vendue sous le nom

de "-P-chopa par Chisso Corporation), en quantités indi-

quées dans le tableau 1 (voir page 20). On agite le mé-

lange pendant une minute environ. Puis on ajoute au mélan-

ge une solution aqueuse de chlorure ferrique (300 Baumé) et de chaux éteinte, en quantités indiquées dans

le tableau 1. On détermine la filtrabilité et la trans-

mission du filtrat par l'essai de Nutsche et on obtient

les résultats indiqués dans le tableau 1.

A titre de comparaison, on ajoute le chlorure ferrique ét la chaux éteinte à la même boue que celle de l'exemple 1, mais sans ajouter de fibre. On traite et on contrôle le mélange comme indiqué plus haut. Les résultats obtenus sont reportés dans le tableau 1l

La méthode d'essai adoptée est décrite ci-après. Il s'a-

git de l'essai de Nutsche, conforme aux méthodes d'essai de rejets, publiées par "Japan Sewage Works Association"&

On ajoute un coagulant à 100 g d'une boue d'eaux résiduai-

res, à laquelle une fibre est ajoutée ou non. Le mélange est agité puis chargé dans une bouteille filtrante et

soumis à une filtration sous vide, de la pression atmos-

phérique à 100 mmHg. On détermine (1) le temps en secon-

des nécessaire pour la formation de 50 ml de filtrat et (2) la quantité en ml du filtrat obtenue en 30 secondes

à partir du début de la filtration. En outre, (3) on me-

sure la transmission du filtrat lorsque la boue est fil-

trée jusqu'à ce que l'eau disparaisse de la surface de la boue. La transmission est exprimée en valeur relative cal- culée, basée sur la supposition que la transmission de

l'eau de ville est de 1CKP.

EXEMPLE 2

On ajoute à 100 g d'une boue mélangée fraiche d'eaux résiduaires (teneur en matière solide = 3% en poids, perte au feu de solides = 54% en poids), de la fibre de polypropylène P-Chop en quantités indiquées dans le tableau 2 (voir page 21). On agite le mélange pendant

une minute environ. Ensuite, on ajoute une solution aqueu-

se à 0,2% en poids d'un polymère coagulant cationique fa-

briqué et vendu sous le nom de Accofloc C485 par Mitsui-

Cyanamide Ltd, en quantités indiquées dans le tableau 2.

On agite le mélange pendant une minute environ. Un floc se forme immédiatement. Ensuite, on effectue l'essai de filtration et de séparation solide-liquide (filtration gravitaire et filtration par compression) et on mesure la quantité d'eau séparée et la teneur en eau du g9teau de filtre après la filtration gravitaire. Les résultats

obtenus sont reportés dans le tableau 2.

A titre de comparaison, seul le coagulant est ajouté, de la même façon, à la même boue que dans l'exemple 2,

sans addition de la fibre. Le mélange est traité et es-

sayé de la même façon que ci-dessus. Les résultats obte-

nus sont indiqués dans le tableau 2.

La méthode d'essai de filtration adoptée est décrite ci-

après. Il s'agit de l'essai de filtration gravitaire: On ajoute une quantité prédéterminée d'un coagulant à une boue, à laquelle une fibre a été ou non ajoutée. On agite le mélange pendant une minute environ, pour former un floc. Le mélange solide-liquide est versé sur une toile filtrante en polypropylène placée sur un becher de 200 ml et on laisse au repos pendant une minute. La quantité d' eau en ml qui s'écoule dans le bécher en une minute est mesurée et cette quantité est considérée comme étant la

quantité d'eau séparée.

On décrit maintenant l'essai de filtration par compres- sion: Après l'essai de filtration gravitaire décrit ci-dessus,

on place une colonne en acier d'un diamètre de 7,5 cm en-

viron, d'une hauteur de 8,6 cm environ et d'un poids de

3 kg, de façon à exercer une charge fixe pendant 30 se-

condes sur la boue, sur la toile filtrante. La quantité d'eau en millilitres qui s'écoule dans lebécher pendant

cette période est mesurée. La somme (en ml) de la quan-

tité d'eau ainsi mesurée et de la quantité d'eau séparée

mesurée lors de l'essai de filtration gravitaire est con- sidérée comme étant la quantité (en ml) d'eau séparée à

l'essai de filtration par compression.

On définit maintenant la teneur en eau du g&teau de fil-

tre après filtration par compression: Lorsque la filtration par compression a été effectuée pendant 30 secondes, on retire immédiatement la colonne d'acier et on mesure la teneur en eau du gàteau de filtre,

en pourcentage pondérai.

EXEMPLE 3,

On ajoute à 100 g de la même boue mélangée frai-

che d'eaux résiduaires que dans l'exemple 2, de la fibre P-Chop en quantités indiquées dans le tableau 3 (voir page

22). On agite le mélange pendant une minute environ. En-

suite, on ajoute au mélange une solution aqueuse à 0,2% en poids d'un polymère coagulant cationique fabriqué et vendu sous le nom de "Accofloc C451" par Mitsui-Cyanamide Ltd, en quantités indiquées dans le tableau 3. On agite le mélange pendant une minute environ et un floc de forme immédiatement. L'essai de filtration et de séparation solide-liquide (filtration gravitaire et filtration par compression) est effectué de la même façon que dans I'

exemple 2. On mesure la quantité d'eau séparée et la te-

neur en eau du gàteau de filtre après la filtration par compression. Les résultats obtenus sont reportés dans le

tableau 3.

A titre de comparaison, seul le coagulant est ajouté à la

même boue que dans l'exemple 3, sans addition de P-Chop.

Le mélange est traité et essayé de la même façon que dans l'exemple 3. Les résultats obtenus sont indiqués dans le

tableau 3.

EXEMPLE 4

On dissout, dans 100 parties en poids d'eau,

0,2 parties en poids d'Accofloc C485 et on ajoute la fi-

bre P-Chop à la solution, en quantité indiquée dans le

tableau 4 (voir page 23), pour former une solution a-

queuse d'un polymère coagulant à fibre incorporée. On ajoute ensuite 7 grammes de la solution coagulante ainsi

obtenue à 100 g de la même boue fraiche d'eaux résiduai-

res que dans l'exemple 2. On agite le mélange pendant une

minute environ, pour former un floc. L'essai de filtra-

tion et de séparation solide-liquide (filtration gravi-

taire et filtration par compression) est effectuée et la quantité d'eau séparée et la teneur en eau du gâteau

de filtre après la filtration par compression sont mesu-

rées. Les résultats obtenus sont reportés dans le ta-

bleau 4.

A titre de comparaison, une solution du polymère mais sans addition de fibre est ajoutée de la même façon à la même boue que dans l'exemple 4. Le mélange est traité

et essayé de la même façon que dans l'exemple 4. Les ré-

sultats obtenus sont indiqués dans le tableau 4.

EXEMPLE 5

On dissout 0,2 parties en poids d'Accofloc C451

dans 100 parties en poids d'eau. La fibre P-Chop est ajou-

tée à la solution, en quantité indiquée dans le tableau 5

(voir page 24), pour former une solution aqueuse d'un po-

lymère avec incorporation de fibre. On ajoute ensuite 7 grammes de la solution de coagulant ainsi obtenue à 1'00 g de la même boue que dans l'exemple 2. On agite le mélange pendant une minute environ, pour former un

floc. L'essai de filtration et de séparation solide-

liquide (filtration gravitaire et filtration par com- pression) est effectué et on mesure la quantité d'eau séparée et la teneur en eau du gâteau filtrant gprès Ob nus

la filtration par compression. Les résultats/sont repor-

dans le tableau 5.

A titre de comparaison, on ajoute de la même façon une so-

lution aqueuse du polymère, sans fibre, à la môme b-oue que dans l'exemple 5. Le mélange est traité et essayé de la même façon que dans l'exemple 5. Les résultats

obtenus sont indiqués dans le tableau 5.

EXEMPLE 6

On dissout 0,1 partie en poids d'Accofloc C485 dans 100 parties en poids d'eau. On ajoute à la solution

la fibre P-Chop d'une longueur de fibre de 5 mm, en quan-

tité indiquée dans le tableau 6 (voir page 25) pour for-

mer une solution aqueuse de polymère coagulant avec in-

corporation de fibre. On ajoute ensuite la solution de

coagulant ainsi obtenue, en quantité indiquée dans le ta-

bleau 6, à 100 g/ebaux erésiduaires digérées(teneur en solide = 3% en poids, perte au feu de solides = 60% en poids). On agitqIe mélange pendant une minute environ,

pour former un floc. L'essai de filtration et de sépara-

tion solide-liquide (filtration gravitaire et filtration par compression) est effectué et on mesure la quantité

d'eau séparée et la teneur en eau du gâteau de filtre a-

près la filtration par compression.

Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 6.

A titre de comparaison, on ajoute de la même façon une so-

lution aqueuse dtAccofloc C-485, sans fibre, à la mnme

boue que dans l'exemple 6. Le mélange est traité et es-

sayé de la même façon que dans l'exemple 6. Les résultats

obtenus sont reportés dans le tableau 6.

EXEMPLE 7

On dissout 0,2 parties en poids d'Accofloc

C485 et 0,1 partie en poids d'un sel d'ammonium quater-

naire d'un produit d'addition d'oxyde d'éthylène de suif aminé, comme agent tensioactif cationique, dans 100 par- ties en poids d'eau. La fibre P-Chop est incorporée et dispersée dans la solution, en quantité indiquée dans le tableau 7 (voir à la page 26), pour former une solution

aqueuse d'un coagulant à fibre incorporée. On ajoute en-

suite 7 g de la solution de coagulant ainsi obtenue à g-d'une boue fraiche d'eaux résiduaires (teneur en solide = 2,8% en poids, perte au feu de solides = 65%

en poids). On agite le mélange pendant une minute envi-

ron. L'essai de filtration (filtration gravitaire et fil-

tration par compression) est effectué et on mesure la quantité d'eau séparéqîet la teneur en eau du gâteau de filtre après la filtration par compression. Les résultats

obtenus sont indiqués dans le tableau 7.

EXEMPLE 8

On ajoute à 100 g de la même boue fraiche mélan-

gée que dans l'exemple 1, 0,1 g ou 0,3 g de fibre vinylon A (taille 6 deniers, longueur 5 mm) ou de fibre vinylon B (taille 20 deniers, longueur 10 mm), On ajoute ensuite au

mélange 7 g d'une solution aqueuse à 0,2% d'Accofloc C485.

On agite le mélange pendant 1 minute environ, pour former

un floc. L'essai de filtration et de séparation solide-

liquide (filtration gravitaire et filtration par compres-

sion) est effectué et on mesure la quantité d'eau séparée

et la teneur en eau du gâteau de filtre après la filtra-

tion par compression. Les résultats obtenus sont aussi bons que ceux qui sont obtenus dans l'exemple 2e

EXEMPLE 9

On dissout 0,2 parties en poids d'Accofloc C451 dans 100 parties en poids d'eau. Une partie en poids d' une fibre polyester (taille 20 deniers, longueur 5 mm) est incorporée et dispersée dans la solution, pour former

une solution aqueuse d'un polymère coagulant avec incor-

poration de fibre.On ajoute ensuite 7 g de la solution

de coagulant ainsi obtenue à 100 g de la même boue frai-

che mélangée que dans l'exemple 2 et on agite le mélange pendant une minute environ, pour former un floc. L'essai

de filtration et de séparation solide-liquide (filtra-

tion gravitaire et filtration par compression) est effec-

tué et on mesure la quantité d'eau séparée et la teneur

en eau du gâteau de filtre après la filtration par com-

pression. On obtient de très bons résultats.

EXEMPLE 10

On ajoute le même produit tensioactif cationi-

que (non ajouté dans certains essais) que dans l'exemple 7 et la fibre PChop (taille 2 deniers, longueur 5 mm), en quantités indiquées dans le tableau 8 (voir à la

page 27) à la même boue fraiche mélangée que dans l'exem-

ple 1. On agite le mélange pendant une minute environ. On ajoute ensuite une solution aqueuse à 0,2% en poids d' Accofloc C485 au mélange, en quantité indiquée dans le

tableau 8. On agite le mélange pendant 30 secondes en-

viron et un floc se forme immédiatement. On soumet ensui-

te le mélange à l'essai de filtration et de déshydrata-

tion, au moyen d'un filtre du type à bande de pression.

Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 8.

A titre de comparaison, l'essai de filtration et de dé-

shydratation est effectué de la même façon que ci-dessus mais sans addition de fibre. Les résultats obtenus sont

indiqués dans le tableau 8.

EXEMPLE 11

Une solution de coagulant est préparée par dis-

solution et dispersion dans de l'eau d'Accofloc C485, c' est-à-dire le même produit tensioactif cationique que dans l'exemple 7, et de Fibre PChop (taille 2 deniers, longueur 5 mm), en quantités indiquées dans le tableau

9 (voir à la page 29). La solution de coagulant est ajou-

tée, en quantités indiquées dans le tableau 9, à la même a - boue fraiche que dans l'exemple 7. On agite le mélange pendant une minute environ, pour former un floc. L'essai de filtration et de déshydratation est effectué au moyen d'un filtre du type à courroie de pressage. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 9.

A titre de comparaison, l'essai de filtration et de dé-

shydratation est effectué de la façon précédemment dé-

crite, excepté en ce que la fibre n'est pas incorporée dans la solution de coagulant. Les résultats obtenus sont

reportés dans le tableau 9.

Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportés dans la forme et la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci.

TABLEAU 1

Essai Quantités ajoutées, par rapport aux N solides dans la boue Solution aqueuse Chaux de chlorure fer- éteinte P-Chop,

rique (30 Baumé) (% e Quantité Lon-

% en poids poids) ajoutée gueur (% en (mm)de poids) fibre Essai de Nutsche Temps (secondes) nécessaire

à la for-

mation de ml de filtrat Quantité (ml)

de fil-

trat formé en

secon-

des

Transmis-

sion du filtrat Présente invention 1 1 Comparaison 2,9 14,3 28,6 2,9 14,3 28,6 2,9 14,3 28,6 2,9 14,3 28,6 2,5 2,5 2,5 ,0 ,0 ,0 2,5 2,5 2,5 ,0 ,0 , 0 22,0 14,0 12,0 22,0 19,0 ,0

- 57,0

- 408

oh ,6 96,7 96,0 96,3 97,8 94,4 92,5 94,3 93,4 91,3 88,2 89,7 58,1 72,0 72, 3 ,0 67,8 71,0 18,3 29,1 28,8 ,9 21,2 36,3 33,9 11,0 88,4 ,6 Os 0% Co \0

I '' -

";' 1

TABLEAU 2

Quantité ajoutée (g)

de solu-

tion à 0,2% d'Accofloc C485 Quantité (ml)

d'eau sé-

parée en filtration gravitaire Quantité (ml)

d'eau sé-

parée en filtration

par com-

pression Teneur en eau (% en poids) du gateau de filtre

après fil-

tration

par com-

pression Présente invention Comparaison

7 100

Essai NO Poids (g) de boue P-Chop Longueur de fibre (mm) Quantité ajoutée (a) 2,5 2,5 ,0 ,0 ,0 0,1 0,5 1,0 0,1 0,5 1,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 61,0 62,0 66,0 61,5 62,5 ,0 ,0 ,0 82,0 88,0 83,0 83,5 ,0 74,5 7,0 88,5 ,7 78,9 87,1 ,1 81,8 ,8 Co \0 Ili Essai Poids No (g) de boue P-Chop Longueur Quantité de fibre ajoutée (mm) (g)

TABLEAU 3

Quantité Quantité -.Quantité Teneur en ajoutée (ml) (ml) eau (g) d'eau séd'eau sé- (% en poids) de solu- parée en parée en du gàteau tion à filtration filtration de filtre

0,2% gravitaire par com- après fil-

d'Accofloc pression tration

C451 par com-

____p_ ression Présente invention Comparaison 2,5 2,5 ,0 ,0 0,5 1 0 0,5 1 0 7,0 7,0 7,0 7,0 61,0 62,0 61,0 62,5 87,5 ,5 88,0 89,0 82,1 77,1 81,6 77, 8 7,0 59,5 73,0 91,2 1-J

TABLEAU 4

Essai Composition de la solution de coagulant Eau Accofloc (parties C485 en poid) (parties __ _,en poids) P-Chop Lon- Quantité gueur ajoutée de (parties fibre en (mm) poids) Quantité (g)

de solu-

tion de

coagu-

lant ajoutée à 1Oog de boue Quantité (ml)

d'eau sé-

parée en

filtra-

tion

gravi-

taire Quantité (ml)

d'eau sé-

parée en

filtra-

tion par

compres-

sion Teneur en eau (%en poids) du qgteau de filtre

après fil-

tration

par com-

pression Présente Invention Comparaison NO 0,2 0,2 0,2 0,2 2,5 22 95 2,5 , 0 ,0 1,0 1,0 3,0 7,0 7,0 7,0 7,0 66,0 68,0 67,0 69,0 0,2 84,0 87,0 ,5 86, 0 86,7 83,9 ,7 84,7 to 7,0 ,0 74,5 ,8 0%> 0% Co co O0J

TABLEAU 5

Essai Composition de la solution de NO coagulant Eau (parties en poids) Accofloc C451 (parties en poids) P-Chop Lon- gueur de fibre (mm) Quantité ajoutée (parties en poids) Quantité (g)

de solu-

tion de

coagu-

lant ajoutée à 100g de boue Quantité (ml)

d'eau sé-

parée en

filtra-

*tion

gravi-

taire Quantité (ml)

d'eau sé-

parée en

filtra-

tion par

compres-

sion Teneur en eau (% en poids) du gâteau de filtre

après fil-

tration

par com-

pression Présente Invention Comparaison 0,2 0,2 0,2 0,2 ,0 ,0 0,5 1 0 0,5 1,0 7,0 7,0 7,0 7,0 66,0 66,5 67,0 ,0 79,0 82,0 81,0 84,5 0,2 89,2 87,7 88,3 86,4 7,0 59,5 73,0 91,2 os 0% CD Co \0 ce

TABLEAU 6

Composition de la de coagulant Eau (parties en poids) ACcofloc C485 (parties en poids) solution P-Chop (longueur de fibre mm, (parties en poids) Quantité (g)

de solu-

tion de

coagu-

lant ajoutée à 100 g de boue Quantité Quantité (ml) (ml)

d'eau sé- d'eau sé-

parée en parée en

filtra- filtra-

tion tion par

gravi- compres-

taire sion Teneur en eau (%en poids) du gâteau de filtre

après fil-

tration

par com-

pression Présente ihvention Comparaison

7 100

9 100

Essai No 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,5 0,5 0,5 1 0 1 0 1,0 ,0 12,0 14,0 ,0 12,0 14,0 72,0 ,0 ,0 74,5 O,0 79,0 rO 86,0 91,5 ,0 89,0 91,0 96,5 87p3 ,1 83,8 ,5 ,4 82,5 0,1 0,1 0,1 ,0 12,0 14,0 57,5 ,5 66,0 69,5 73,0 79,0 92,6 92,3 91,4 os' Oa ce -O

TABLEAU 7

Composition de la solution de coaaulant Eau (parties en poid) Accofloc C485 (parties en poids) Produit

tensio-

actif (parties en poids) P-Chop Lon- gueur de f ibre tmmY Quantité ajoutée (parties en poids) Quantité (g)

de solu-

tion de

coagu-

lant ajoutée à 100g de boue Quantité (ml)

d'eau sé-

parée en

filtra-

tion

gravi-

taire Quantité (ml)

d'eau sé-

parée en

filtra-

tion par

compres-

sion Teneur en eau (% en poids) du gâteau de filtre

après fil-

tration

par com-

pression Présente invention

0,1 2,5 1,0

0,1 2,5 3,0

0,1 5,0 1,0

0,1 5,0 3,0

Essai No 0,2 0,2 0,2 0,2 7,0 7,0 7,0 7,0 67,0 69,0 67,5 69,0 86,5 87,5 87, 0 89,0 84,9 83,5 84,5 82,0 ru o oe %0

TABLEAU 8

Essai Quantité NO de boue (parties en poids) Quantité de produit

tensio-

actif (parties en poids) Quantité Quantité

de P-Chop de solu-

(parties tion à en 0,2%

poids) d'Acco-

floc C485 (parties en poids) Fuite de la toile

filtran-

te Etat de sortie du gâteau de filtre Teneur en eau (% en poids) du gâteau de filtre Présente invention

2 100

4 100

o 0,05 0,05 0,05 Comparaison o mauvais mauvais o 0,10 0,05 0,10 0,20 bon bon bon bon -j bon bon bon bon 0o rO 0% 1-4 TABLEAU 8 (Suite) Nota s Fuite de la toile filtrante:

La fuite des flocs de boue par la face laté-

rale dans la zone de pressage et la fuite de flocs de boue par la texture tissée de la toi- le filtrante sont examinées et évaluées comme suit: bon: pas de fuite acceptable: légère fuite mauvais: fuite observée sur toute la surface. * Etat de sortie du gâteau de filtre:

L'état de sortie du gàteau de la toile fil-

trante est examiné et évalué comme suit t bon: le gâteau se détache régulièrement sans adhérer à la toile du filtre et

sans colmater cette toile.

acceptable: le gâteau se sépare, avec une

légère adhérence à la toile filtrante.

ma vais: le gâteau ne se sépare pas régu-

lièrement, il adhère fortement à la

toile filtrante et il se produit un cer-

tain colmatage de cette toilé.

**a Teneur en eau du gâteau de filtre: La teneur en eau du gâteau est mesurée par

la méthode JIS A-1203.

TABLEAU 9

Essai Composition de la solution de coaaulant Eau Accofloc (parties C485 en poids)(parties en poids) Produit

tensio-

actif (parties en poids) P-Chop (parties en poids) Quantité Fuite de (parties la toile

en poids) fil-

de solu- trante tion de coagulant ajoutée à 100 parties en poids de boue Etat de sortie du gâteau de filtre Teneur 6n eau (% en poids) du gâteau de filtre Présente Invention

2 100

Comparaison 7 mauvais mauvais NO 0,2 0,2 0,2 0,05 0,05 0,05 0,5 1,0 2,0 bon bon bon to 0,2 bon bon bon ro oe Co %O "à

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement de boues, caractérisé en ce qu'il consiste à incorporer et mélanger une fibre et un coagulant dans une boue pour coaguler les matières solides contenues dans la boue, et à déshydrater la boue coagulée.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé

en ce que la fibre est au moins un des produits appar-

tenant au groupe des fibres non organiques, des fibres organiques naturelles, des fibres manufacturées, des

fibres synthétiques, des fibres de carbone et des fi-

bres métalliques.

3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre est incorporée à raison de 0,05 à % en poids par rapport aux matières solides contenues

dans la boue.

4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé

en ce. que le coagulant est un coagulant non organique.

5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé

en ce que le coagulant est un polymère.

6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé

en ce qu'un produit tensio-actif est utilisé en combinai-

son avec le coagulant.