FR2480270A1 - Procede de traitement d'eaux usees et d'eaux residuaires - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE TRAITEMENT DES EAUX USEES PAR DIGESTION BIOLOGIQUE DES MATIERES SOLIDES ORGANIQUES ET LEUR STERILISATION DANS L'EFFLUENT. TOUS LES SEDIMENTS ET TOUTES LES MATIERES SOLIDES EN SUSPENSION, DONT LA GRANULOMETRIE ATTEINT 20MICRONS OU MOINS, SONT EVACUES IMMEDIATEMENT ET EN CONTINU A L'INTERIEUR D'UNE CHAMBRE FERMEE 67 DANS LAQUELLE L'EFFLUENT EST ATOMISE A GRANDE VITESSE DE MANIERE QU'IL FORME UN BROUILLARD ET DE L'OZONE QUI S'ECOULE DANS CETTE CHAMBRE REAGIT CHIMIQUEMENT AVEC LES MATIERES SOLIDES EN SOLUTION ET EN SUSPENSION PAR OXYDATION EN PROVOQUANT LES PRECIPITATIONS, GAZEIFICATIONS ET STERILISATIONS QUI, DE LEUR COTE, SONT IMMEDIATEMENT EVACUEES DU SYSTEME DANS LES HYDROCYCLONES 77 DE MANIERE QU'IL NE SUBSISTE PLUS QUE DES MATIERES DONT LA GRANULOMETRIE EST INFERIEURE A 5MICRONS. APPLICATION AU TRAITEMENT DES EAUX USEES URBAINES OU INDUSTRIELLES AFIN D'EN TIRER DES ENGRAIS CONTENANT DES MICROORGANISMES FAVORABLES A LA CROISSANCE DES VEGETAUX.

Description

1. Les procédés biologiques actuels de traitement des eaux usées sont très

lents car ils reposent exclusivement sur la croissance de microorganismes et sur l'aptitude de ces derniers à digérer ou putréfier les matières organiques. La croissance de ces microorganismes et leur aptitude à la digestion dépendent de l'équilibre nutritionnel et des

produits chimiques du rejet et les fluctuations peuvent désé-

quilibrer le système en le rendant incapable de fonctionner

ou en le faisant fonctionner de manière excessive. L'impossi-

bilité de faire des prévisions et la lenteur du processus biologique de digestion ou de putréfaction exigent un espace considérable capable de loger les enceintes et les grands appareillages de traitement. L'élimination finale des boues des eaux usées représente un problème qui devient de plus en plus ardu. La nécessité d'un nouveau procédé de traitement

est évidente.

Des eaux usées brutes contiennent un mélange de nombreux genres de matières solides insolub1es' et solubles, organiques et minérales. Les matières solides insolubles sont en général des sédiments ou sont en suspension. Les sédiments sont pour la plupart des matières minérales telles que du sable, des cailloux, des particules de métal et sont aussi des matières organiques telles que du papier, du bois, des matières plastiques et analogues. Les matières solides en suspension, qui comprennent des, colloides, sont en général des matières organiques se composant d'excréments humains, de

matières d'origine végétale, d'huiles, de graisses et analo-

gues. Les matières solides en solution sont organiques et minérales et comprennent les urines, les savons, sels et autres produits chimiques. Même l'eau elle-même qui provient des sources usuelles, par exemple l'eau du robinet, de puits et de rivières contient de 400 à 800 parties par million (ppm) de matières solides au total. Presque tous les procédés

actuels de traitement des eaux usées brutes exigent un trai-

tement minimal des déchets solides pour permettre leur élimi-

nation et même ce traitement est limité autant que possible aux sédiments minéraux. Toutes les matières organiques en suspension sont traitées par la microbiologie afin de rompre 2. ou de provoquer la digestion de leurs structures solides afin de produire des substances chimiques solubles et des gaz. Les matières solides qui sont ainsi mises sous forme liquide sont

recyclées dans le rejet des eaux usées en augmentant la quan-

tité totale de matières solides en solution dans celles-ci. La réglementation nationale et régionale devient de plus en plus stricte en ce qui concerne la quantité totale des matières solides, des bactéries et des produits toxiques

qui sont autorisés dans le rejet au fur et à mesure de la pro-

gression du temps et les normes imposées pour 1985 ne peuvent pas être satisfaites par aucun des systèmes actuellement en fonctionnement. Le rejet quittant l'installation ne doit pas contenir des microorganismes pathogènes et, pour satisfaire à cette condition, le rejet est traité au chlore avant d'être évacué. Le chlore réagit avec les composés azotés en formant des produits chimiques qui sont extrêmement toxiques pour les poissons et la vie biologique, par exemple des biphénols polychlorés et des aminochlorures qui sont à la fois toxiques et cancérigènes. L'eau potable traitée au chlore peut former

du chloroforme qui se trouve être cancérigène pour les rats.

et les souris et du chloroforme a été trouvé dans toutes les eaux potables fournies à la population des Etats-Unis d'Amérique. Il apparaît donc à l'évidence que les procédés actuels de traitement des eaux usées brutes et l'élimination du rejet n'empêchent pas la pollution des rivières ou des océans ni celle des décharges, mais en réalité augmentent

cette pollution. Il semble que les efforts ont porté unique-

ment sur la disparition des matières organiques observables à

l'oeil nu et, lorsque ce résultat a été obtenu, sur le trai-

tement du liquide par addition de chlore afin de détruire les organismes pathogènes qui ne font que créer d'autres produits chimiques supplémentaires qui sont toxiques et qui, lorsqu'ils sont ajoutés au rejet, ne font que contribuer à la

pollution sans éliminer les polluants réels.

Le traitement des eaux usées présente deux aspects de grande importance. Le premier est l'élimination -du rejet- clair sans contamination ni destruction des cycles 3.- biologiques de la vie. Le second est la transformation des boues organiques résultant du traitement en sousproduit utile. Le résultat bien évident du traitement actuel des eaux usées.a pour conséquence qu'il est nécessaire de modi- fier à la base le traitement des eaux usées brutes et des eaux résiduaires industrielles et qu'il faut aussi modifier

leur effluent final de manière à éliminer réellement la pol-

lution, à rendre cet effluent non dangereux pour la vie bio-

logique et éventuellement former un sous-produit utile capa-

ble d'être commercialisé pour contribuer à maintenir la vie

biologique des plantes.

L'invention a donc pour objet un procédé de trai-

tement d'eaux usées brutes et d'eaux industrielles résiduai-

res qui est conçu plus particulièrement de manière à réduire les polluants et non pas à les augmenter dans l'effluent final, car ces polluants pourraient être et sont en réalité dangereux pour tous les types de vie biologique. La mise en oeuvre du procédé de traitement selon l'invention englobe plusieurs objectifs fondamentaux. L'un de ces objectifs est l'élimination au premier stade de tous les sédiments des eaux

usées et de nombreuses matières solides en suspension immé-

diatement et en continu jusqu'aux particules d'une granulo-

métrie de 20 microns ou moins.

Si les matières solides devaient demeurer dans le

flux total, elles réagiraient différemment à différents trai-

tements chimiques en n'apportant aucun résultat concret. Par

exemple, il faut 1 à 1,5 kg d'ozone pour produire une réac-

tion chimique avec 1 kg de matière solide. En conséquence, moins il y a de matière solide et moins il faut d'ozone pour

produire la réaction chimique.

Il est également évident que, lorsque le flux de liquide contient des particules de granulométrie inférieure à microns, la réaction avec les produits chimiques en vue de

provoquer la floculation, les précipitations, les gazéifica-

tions et la stérilisation de suspensions colloïdales et des

matières solides en solution se produit avec plus d'effica-

cité en exigeant un volume moindre de produits chimiques.

4. Une particularité importante du principe de

l'invention est que l'ozone gazeux est mis en contact extrê-

mement intime avec l'effluent de manière à en provoquer la dissolution dans ce dernier et de manière qu'il entre en contact intime avec les molécules des matières solides en

provoquant des réactions d'oxydation qui modifient la struc-

ture des molécules de ces matières solidd's a.fin d'en provo-

quer la précipitation, la gazéification et la stérilisation.

Ce contact intime entre l'ozone et l'effluent devant être traité est créé par prémélange de l'ozone et du liquide à traiter au moyen d'éjecteurs, de pompes de type centrifuge ou d'autres appareillages provoquant une forte agitation et qui ne sont pas ouverts à l'atmosphère, mais enfermés et entourés par une enveloppe par laquelle le mélange peut s'écouler. Le mélange d'ozone dissous et d'ozone gazeux avec le liquide contenant des matières solides pouvant être oxydées est dirigé sur un disque ou une cuvette rotative (un atomiseur) dont la vitesse périphérique est d'environ 6600 m/minute et qui est placé dans une chambre fermée de manière à disperser le liquide en gouttelettes minuscules ressemblant à un brouillard ou un nuage qui flotte en- descendant dans l'environnement rempli d'ozone, de manière à accroître la solubilité de l'ozone et à créer le contact le plus intime possible entre les molécules des matières solides devant être oxydées et les atomes d'ozone. Le liquide et l'ozone dissous sont recueillis au fond de la chambre de manière que les réactions chimiques d'oxydation.disposent d'un certain temps

pour se produire totalement afin de provoquer des flocula-

tions, précipitations et gazéifications. Les fortes pressions régnant sur le plateau ou dans la cuvette de l'atomiseur et les chocs sur la surface intérieure de la

chambre rendent le contact d'autant plus intime.

Les précipitations, floculations, et gaz sont évacués par des hydrocyclones qui assurent l'élimination des particules jusqu'à une granulométrie inférieure à 5 microns et laissent subsister un effluent clair et stérilisé qui

n'est pas toxique et qui contribue à toute vie biologique.

5.

Les matières solides des eaux usées brutes conte-

nant environ 80 % d'effluent sont traitées à l'ozone de la même manière que mentionné ci-dessus, mais avec une quantité

juste suffisante d'ozone pour détruire tous les micro-

organismes vivants en provoquant une réaction chimique d'oxy- dation minimale avec le produit. Ce processus est suivi d'une filtration destinée à séparer les liquides de manière qu'il

subsiste une matière solide pâteuse et stérilisée.

Cette matière solide stérilisée et pâteuse peut être traitée par addition d'un microorganisme aérobie non

pathogène et mélange avec ce microorganisme produit spéciale-

ment pour le compostage de ces matières solides et leur

décomposition de manière qu'elles forment un engrais organi-

que utilisable. Une partie du produit final composté et déshydraté provenant de ces matières solides pâteuses est ajoutée à ces dernières afin que la matière résultante contienne un pourcentage moindre d'humidité et devienne cassante. Un faible pourcentage d'engrais chimique du commerce et des traces de matières minérales peuvent être ajoutés afin d'améliorer la qualité de ce produit final et de conférer au mélange la qualité d'un meilleur engrais usuel par compostage et déshydratation. Un sous-produit utile est produit à l'aide des matières solides de l'eau afin que le système puisse être mis en oeuvre de manière encore plus

rentable.

Le compostage de cette matière organique dans des conditions réglées spéciales permet de maximiser le nombre et la variété des microorganismes du sol qui produisent des engrais pour végétaux qui comprennent un grand nombre de microorganismes nécessaires à la vie végétale ainsi que des substances alimentaires pour les microorganismes afin de leur permettre de croître de la manière dont ils ont l'habitude, tout en les acclimatant au nouvel environnement du sol afin de favoriser la vie végétale et ses besoins naturels en produits chimiques pour permettre aux plantes de croître sainement. Bien entendu, l'objectif final du principe de l'invention réside dans le traitement des eaux usées de 6. manière que l'effluent contienne une quantité totale minimale

de matières solides, qu'il ne soit pas toxique à la vie bio-

logique, qu'il ne contienne aucun microorganisme pathogène et non pathogène, afin que la décharge ne soit pas un polluant et n'ait pas une action néfaste sur la vie biologique. Le traitement à l'ozone des eaux résiduaires industrielles contenant des produits chimiques minéraux et

organiques en solution qui sont oxydables provoque l'oxyda-

tion de ces produits en modifiant leur structure moléculaire de manière à former des précipitations d'oxydes insolubles et des gazéifications qui sont évacuées mécaniquement du système sous forme concentrée et peuvent être rendues aptes à être

rejetées d'une manière qui satisfait aux normes exigées.

L'effluent qui est exempt de ces produits chimiques peut être

ré-utilisé ou autorisé à entrer dans tout circuit d'eau usée.

L'invention va être décrite plus en détail en

regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limi-

tatif et sur lesquels

- la figure 1 représente schématiquement l'ins-

tallation d'élimination des sédiments qui se séparent le plus facilement et dénommés de manière générale "sables"; - la figure 2 est un schéma faisant suite à celui de la figure 1 et représentant l'installation dans laquelle les matières solides en suspension et les matières solides colloïdales sont éliminées du flux principal et dans laquelle le flux dont les matières solides ont été enlevées est traité à l'ozone de manière à produire des réactions chimiques

d'oxydation afin de provoquer des floculations, précipita-

tions, gazéifications et stérilisations; - la figure 3 est un schéma qui fait suite à celui de la figure précédente et représente l'installation de

traitement des matières solides à l'ozone en vue de leur sté-

rilisation et du traitement du reste des boues; et - la figure 4 est un schéma qui fait suite à

celui de la figure 3 et représente l'installation de traite-

ment des matières solides en vue de leur compostage de

manière à produire un engrais, ce schéma montrant le recy-

clage de la matière solide déshydratée.

7. Des références identiques désignent les éléments analogues sur les différentes figures. La figure 1 représente schématiquement l'installation dans laquelle la première phase ou phase de désablage du traitement des eaux usées

brutes a lieu. Bien que la description se réfère aux eaux

usées de décharges urbaines, l'invention est également utili-

sable pour d'autres déchets qui en général n'entrent pas dans

les circuits des canalisations urbaines.

Les eaux usées brutes entrent dans le système par une canalisation 10. Ce flux d'eaux usées brutes se compose principalement des eaux de distribution urbaines traitées

et/ou d'eaux provenant de puits et de rivières qui contien-

nent de 400 à 800 ppm au total de matières solides, mais avec une moyenne de ces matières solides d'environ 500 ppm. Cette eau contient de plus des excréments et déchets humains et animaux, du papier, des produits chimiques, des matières végétales, des pierres, du sable, du bois et un grand nombre d'autres produits. Ce mélange contient des sédiments aussi bien minéraux qu'organiques, des matières solides et des substances solides en suspension ainsi que des suspensions

colloïdales et des matières solides en solution. La propor-

tion des sédiments, qui ne sont en général pas organiques, varie fortement d'un jour à l'autre, ainsi que suivant les saisons. Les matières solides en suspension, qui sont en majeure partie de nature organique, sont en proportion moyenne approximative comprise entre 250 et 300 ppm. Les matières solides en solution, telles que celles des urines, des détergents et autres sont en quantité moyenne comprise

entre environ 100 et 150 ppm. Les matières solides en suspen-

sion colloïdale sont en proportion moyenne comprise, entre environ 50 et 100 ppm. La canalisation 10 déverse les eaux usées brutes dans un bassin de compensation 11 qui peut comporter plusieurs orifices de décharge 12 selon la quantité d'eau usée entrant dans le système. Tous les orifices de décharge sont équipés d'une vanne de réglage 14 qui est manoeuvrée par un indicateur 15 de niveau haut et de niveau bas qui les ouvre et les ferme automatiquement. Le flux de décharge passe par une canalisation 16 dans une machine 17 de 8. pompage et de malaxage telle que celle vendue par la société Dorr-Oliver sous la marque "Gorator" et dont la fonction est de réduire la dimension des particules des matières- solides admises afin de l'uniformiser. La sortie de la pompe malaxeuse 17 est raccordée par une canalisation 18 à une

pompe 20. Une canalisation de décharge 21 raccorde le refou-

lement de la pompe 20 à un hydrocyclone 22. Le flux arrivant

par la canalisation 21 entre dans l'hydrocyclone 22 tangen-

tiellement et la pompe de surcompression 20 maintient l'ali-

mentation à la différence de pression constante voulue à

l'intérieur de ce groupe.

L'hydrocyclone représenté comprend une partie cylindrique supérieure 23 qui réceptionne le flux. Un tube 24

descendant axialement à l'intérieur de cette partie cylin-

drique 23 se prolonge jusqu'à un niveau situé juste au-

dessous de cette dernière. Cette partie cylindrique 23 de

l'hydrocyclone 22 est prolongée par une partie conique allon-

gée 25. La rotation du flux d'alimentation tangentiel provo-

que constamment un mouvement tourbillonnant qui envoie les sédiments les plus lourds et le sable vers l'extérieur par centrifugation contre la surface intérieure et le long de la surface intérieure de la partie conique dans laquelle ils descendent progressivement dans la chambre conique. La fraction liquide contenant les matières solides en suspension et ayant une densité faible est soutirée en continu vers le haut dans la canalisation 24 de manière qu'elle passe par la vanne 26 dans une canalisation de décharge 27. Les sédiments sont retirés par une vanne 28. On observe que la pression du liquide est maintenue en permanence et en continu au moyen

des vannes de réglage 26 et 28.

La séparation entre matières liquide et en suspension est d'autant plus accentuée que la vitesse est grande à l'intérieur de l'hydrocyclone 22 et que la pression est importante. Il est possible d'utiliser en série plusieurs hydrocyclones ayant des dimensions variées pour obtenir une séparation maximale entre matières solide et liquide. Les caractéristiques des hydrocyclones sont bien connues et il faut choisir judicieusement les systèmes d'hydrocyclone pour 9.

obtenir que les particules soient déchargées aux granulomé-

tries recherchées en tenant compte des différences de den-

sité. Les hydrocyclones ne contiennent aucune pièce mobile,

exigent peu d'entretien et sont très efficaces pour la sépa-

ratiD. e m2ires solides et de liquides, car ils exécutent

cette opération instantanément et en continu.

Comme mentionné plus haut, l'hydrocyclone 22 est destiné à éliminer les sédiments minéraux qui portent la désignation générale de "sables". Les sables et certaines des

matières solides en suspension sont déchargés dans un hydro-

classeur 30 (plusieurs parmi les différents types existants peuvent être utilisés) qui consiste en un bac à fond incliné 31. Un bras de rateau mobile 32 placé sur ce fond incliné 31 projette par rotation les sables déposés vers le haut et vers un point de décharge 33. Un déversoir 34 règle le niveau du liquide contenant les matières solides en suspension et leur permet de se répandre en passant sur lui dans un compartiment de décharge 35. Ainsi, le liquide et les matières solides en suspension qu'il contient retournent par une canalisation 36

dans le bassin des eaux usées 11 pour la suite de son traite-

ment. Les sables déchargés par la sortie 33 sont transférés

de toute manière convenable, par exemple au moyen d'un trans-

porteur 37 afin d'être évacués sous forme de produits repré-

sentant en totalité un déchet.

Pour le traitement des eaux résiduaires indus-

trielles, le système tel qu'esquissé sur la figure 1 peut facultativement être réalisé en fonction de la granulométrie

des particules et des constituants chimiques. Un simple tami-

sage peut suffire.

La figure 2 représente schématiquement l'instal-

lation d'élimination des matières solides en suspension, d'addition des produits chimiques et du traitement à l'ozone du flux en écoulement afin de provoquer par oxydation des

floculations, précipitations, gazéifications et stérilisa-

tions, cette installation étant destinée à évacuer également

ces produits du flux de liquide.

Les eaux usées ou les eaux résiduaires indus-

trielles, dont les sables ont été éliminés, sont transportées 10. par la canalisation 27 de la figure 1 et dirigées dans une pompe 30' à haute pression représentée sur la figure 2 et qui les refoule par une canalisation 311 dans un ou plusieurs hydrocyclones montés en parallèle et/ou en série et destinés à 'L'élimination de toutes les matières solides en suspension dont la granulométrie est supérieure à-20 microns. Le schéma de la figure 2 représente plusieurs de ces hydrocyclones montés dans une enveloppe unique qui renferme trois chambres, bien que d'autres dispositions puissent aussi être réalisées sans la mise en oeuvre d'une enveloppe unique; le liquide entre dans une chambre 32' dans laquelle chaque hydrocyclone comprend une ouverture tangentielle 36' par laquelle le

liquide s'écoule dans le corps de l'hydrocyclone correspon-

dant en provoquant un tourbillonnement intense (un tournoie-

ment) dans ce dernier et en créant des forces centrifuges qui séparent les matières solides en suspension du liquide par

différence de gravité. Le liquide clarifié pénètre centrale-

ment par un orifice dans une chambre 33'. Les liquides séparés sont projetés par centrifugation contre la surface de la base conique de l'hydrocyclone et dirigés dans une chambre 341. La différence de pression entre l'admission et la décharge du liquide, la quantité de liquide en écoulement et

sa vitesse déterminent la granulométrie et le taux de sépara-

tion des matières solides à l'intérieur de l'hydrocyclone.

Bien que le type et le mode d'exécution de l'hydrocyclone

déterminent par inhérence les différentes variables, celles-

ci peuvent être réglées partiellement par des vannes 37' et 39'.

Le liquide passant par la vanne 39' et la canali-

sation 4Q et pénétrant dans une cuve mélangeuse 41 est débar-

rassé des matières solides en suspension dont la granulo-

métrie est supérieure à 20 microns et contient une ou plusieurs matières solides différentes en solution. Des réservoirs 43, 44, 45 et 46 forment des dispositifs de dosage. La référence 47 désigne des produits chimiques sous forme solide ou liquide et qui, lorsqu'ils sont additionnés aux eaux usées à l'intérieur de la cuve 41, déclenchent une ou plusieurs actions chimiques et physiques recherchées, soit 1i1. en contribuant à prolonger le traitement d'oxydation, par exemple afin de modifier la valence, le pH (la concentration en ion hydrogène), soit en agissant en agent réactionnel

catalytique et/ou en produisant des floculations, précipita-

tions et gazéifications.

Les eaux usées se trouvant dans la cuve 41 et ad-

ditionnées ou non d'agents chimiques sont dirigées par une vanne 42 et une canalisation 50 sur une pompe à haute pression 51 qui les refoule par une canalisation 52 dans un éjecteur assurant le mélange préliminaire d'ozone et de liquide; cet éjecteur est un appareil dans lequel un liquide est refoulé par un orifice, à vitesse élevée, dans un venturi en créant ainsi une zone de dépression (sous vide) de manière qu'un autre liquide ou un gaz puisse être mélangé intimement au flux principal de liquide. Le liquide provenant de la cuve 41 entre dans la zone à haute pression de l'éjecteur 54, puis il est refoulé par un tube étroit (orifice) 55 dans un tube de plus grand diamètre (venturi) 57, puis dans un tube de décharge (chambre) 58 en créant un vide (une dépression) dans

une chambre 56 qui est raccordée à une canalisation 59 prove-

nant d'un générateur d'ozone. L'ozone gazeux en forte concen-

tration dans l'air (l'oxygène) est introduit dans l'éjecteur et

mélangé intimement aux eaux usées provenant de la cuve 41.

L'ozone est l'agent d'oxydation le plus puissant qui est connu. L'ozone est produit par envoi d'air sec ou d'oxygène (O2) dans un champ électrique intense (de décharge à effluves) qui provoque l'ionisation des gaz et la molécule d'oxygène (O2) reçoit un atome supplémentaire d'oxygène et devient une molécule d'ozone (O3). L'ozone est un gaz très

instable qui se retransforme facilement en oxygène. Toute-

fois, l'atome d'ozone faiblement lié (O3 2 + 0) a une grande affinité de pénétration dans et de modification des structures moléculaires d'un très grand nombre de substances

différentes organiques et minérales qui sont oxydables.

L'ozone est soluble dans l'eau et produit un anion d'oxygène qui provoque des réactions d'oxydation chimique lorsqu'il est en présence et en contact avec des ions oxydables (une matière oxydable en solution). Lorsqu'il n'existe aucune 12. matière oxydable dans la solution, l'atome d'oxygène se combine avec un autre atome d'oxygène en formant une molécule d'oxygène ( 2) (2 03- > 3 2) En général, 1 à 1,5 partie en poids d'ozone est nécessaire pour provoquer des réactions complètes d'oxyda- tion d'une partie en poids de matière oxydable, mais seule une faible fraction de cette quantité est nécessaire pour provoquer une stérilisation complète. Il faut 13 à 26 kWh pour produire 1 kg d'ozone, selon l'appareillage utilisé. Il est donc essentiel pour la rentabilité d'éliminer autant de matières solides en suspension que possible du liquide avant

le traitement à l'ozone.

La nature instable de l'ozone et sa promptitude à

se retransformer en oxygène exigent que l'atome libre d'oxy-

gène (l'anion) rencontre les molécules de substance à oxyder

et entre en contact avec elles aussi rapidement que possible.

A cette fin, l'ozone doit être rapidement et bien mélangé à

l'effluent à traiter afin qu'il entre en solution et en con-

tact avec les molécules oxydables du liquide.

Lorsque l'ozone est sous une pression supérieure

à 0,7.10 Pa, le taux de reconversion en oxygène est impor-

tant; en conséquence, l'ozone doit être déchargé du généra-

teur en étant maintenu à une pression inférieure à 0,7.10 Pa: c'est la raison pour laquelle un éjecteur.ou une

pompe, est utilisé, car il maintient la dépression néces-

saire à l'intérieur du générateur et empêche la pression de monter. L'action extrêmement corrosive que l'ozone exerce sur les métaux et de nombreuses matières plastiques exige que les surfaces de contact soient revêtues ou formées de chlorure de polyvinyle (PVC), de polytétrafluoréthylène

("Teflon"), de fluorure de polyvinylidène ("Kymar"), de céra-

miques ou de verre.

Dans l'installation de la figure 2, les eaux usées contenant l'ozone sont pompées par une canalisation 60 et par un raccord rotatif 61 vers une descente formée de l'arbre creux 63 d'un moteur électrique 62 qui tourne à grande vitesse dans des roulements de support à l'intérieur 13. d'une enveloppe 64. L'extrémité inférieure de cet arbre creux 63 est perforée de manière à permettre au liquide de sortir horizontalement en un point auquel est fixé un dispositif à bague 65 comportant des passages pour le liquide afin de lui permettre d'entrer dans le fond et au centre d'une cuvette hémisphérique 66 (d'un atomiseur rotatif) qui est fixée sur

l'arbre creux par le dispositif à bague de serrage 65. L'ato-

miseur rotatif 66 n'est pas nécessairement constitué d'une cuvette hémisphérique, bien que celle-ci soit avantageuse, mais il peut avoir d'autres formes, par exemple celles de disques ou de dispositifs du genre de ventilateurs et d'autres formes encore d'atomiseurs peuvent aussi êtreutilisées. La vitesse à la périphérie extérieure de la cuvette 66 peut varier de 3000 à 18 000 mètres à la minute selon les critères particuliers, mais la vitesse la plus efficace est d'environ 6600 mètres à la minute. Ce dispositif est destiné à permettre au liquide contenant de l'ozone gazeux, de l'air et de l'ozone en solution, d'être comprimé en une couche extrêmement mince, ayant une épaisseur de l'ordre du micron, contre les côtés de la cuvette de manière

qu'il monte progressivement avec l'augmentation de la pres-

sion (de la force) vers le bord extérieur sur lequel le liquide est éjecté horizontalement avec une force et une vitesse énormes, de sorte que, lorsque le liquide entre en contact avec l'atmosphère, il se fractionne en particules

minuscules telles que celles d'un nuage ou d'un brouillard.

Ce brouillard ou nuage est retenu dans une chambre totalement fermée ou cuve de réaction 67 de diamètre suffisant pour permettre au nuage de se former sans heurter

immédiatement ses côtés et de profondeur suffisante pour per-

mettre au liquide de s'accumuler dans le fond et d'y demeurer

suffisamment longtemps pour permettre aux réactions chimi-

ques d'oxydation de s'achever. La chambre comprend un tuyau d'évent 68 raccordé à une soupape de décharge 69 de manière que la pression régnant dans cette chambre ne dépasse pas 0,7.105 Pa. Une vanne de réglage et de décharge 70 permet au liquide de s'accumuler dans la chambre et d'en être retiré au

débit nécessaire.

14. Le traitement du liquide dans la chambre 67 est destiné à le disperser en gouttelettes minuscules qui sont momentanément en suspension dans l'environnement rempli d'ozone. La superficie du liquide qui est en contact avec l'ozone est considérablement augmentée et atteint son maximum. Ce contact intime entre le liquide et l'ozone a pour

conséquence que l'atome d'oxygène (les anions) peut faci-

lement oxyder les composants du liquide. Les réactions chimi-

ques résultantes d'oxydation modifient la structure molécu-

laire de ces composants en provoquant des précipitations,

gazéifications et stérilisations. Les pressions, la disper-

sion et les chocs facilitent les réactions d'oxydation en

rendant le contact extrêmement intime.

Le liquide accumulé au fond de la cuve de réaction 67 contient certaines des matières solides initiales en suspension dont la granulométrie est inférieure à microns, les précipitations provoquées par les réactions d'oxydation sur les matières solides en solution et les gaz dégagés par les réactions chimiques et dont une certaine quantité est évacuée par la soupape de décharge 69, ainsi qu'une certaine quantité d'ozone demeurant en solution et

formant facilement de l'oxygène qui se dissipe dans l'atmos-

phère. Le liquide sortant de la cuve de réaction 67 passe par la vanne 70 et une canalisation 71 dans une pompe à

haute pression 72 et par une canalisation 73 dans un ou plu-

sieurs hydrocyclones 77 de très petit diamètre montés en parallèle et semblables aux hydrocyclones précédents montés en série, mais capables d'éliminer toutes les matières solides en suspension dont la granulométrie est inférieure à microns. Le liquide passe par des orifices tangentiels 78, le liquide clarifié pénètre dans une chambre 75 et le liquide contenant des matières solides concentrées s'écoule dans une chambre 76. La boue de la chambre 76 contient environ 20 % de matières solides et s'écoule par une vanne 81 de réglage de la pression dans une canalisation 82. Le liquide clarifié provenant de la chambre 75 passe par une vanne 79 de réglage de la pression dans une canalisation 80. Le liquide clarifié 15.

est complètement stérilisé, il ne contient aucun micro-

organisme vivant et il est totalement désodorisé. L'eau est totalement inoffensive pour toute vie biologique. S'il est souhaitable de le faire, il est possible de compléter la purification de l'eau par filtration, osmose inverse ou électrodialyse. Différents procédés de dissolution de l'ozone dans l'eau sont utilisables: (1) le barbotage de l'ozone dans l'eau au moyen de tuyaux perforés ou de diffuseurs poreux. Ce procédé crée un très faible contact entre l'ozone et les molécules de matière oxydable pour produire des réactions profondes d'oxydation, car la masse d'eau est grande lorsqu'elle est comparée à la superficie de l'eau en

contact avec l'ozone. (2) La pulvérisation d'eau par des aju-

tages dans un environnement rempli d'ozone. Il faut utiliser des orifices minuscules et des pressions très élevées de l'eau pour obtenir la fine dispersion de cette dernière et même des très petites particules de matière risquent de colmater les ajutages. Par ailleurs, les gouttelettes d'eau

sont beaucoup plus grandes que celles obtenues par des atomi-

seurs rotatifs. Les ajutages de ce type sont incapables de disperser des boues de matières solides. (3) L'injection

d'ozone dans des éjecteurs ou par aspiration de pompes centri-

fuges. Ce procédé est efficace, mais la surface de contact

entre la masse de liquide et l'ozone est limitée. Conformé-

ment au procédé de l'invention, un éjecteur ou un procédé

d'injection à pompe n'est utilisé qu'en processus prélimi-

naire de mélange qui est suivi de l'atomisation du liquide et

de l'ozone au moyen d'un atomiseur rotatif.

La figure 3 représente schématiquement l'instal-

lation d'évacuation et de traitement des boues d'eaux usées destinée à détruire tous les microorganismes vivants (à effectuer la stérilisation) et à rendre le produit apte à

subir la suite du traitement de transformation en engrais.

Bien qu'une quantité suffisante d'ozone puisse modifier chimiquement et détruire la plupart des matières solides des boues, ce traitement n'est pas destiné à provoquer cette destruction, car le produit peut être utilisé de manière plus 16. rentable en engrais. La stérilisation n'exige qu'une très faible quantité d'ozone en comparaison de celle qui est

nécessaire pour des réactions d'oxydation totale.

Les boues provenant des canalisations 38 et 82 de l'installation de la figure 2 et contenant environ 20 % de matières solides en suspension sont envoyées dans une pompe à basse pression 90 qui les refoule par une canalisation 91 dans un réservoir 92 équipé d'une vanne de réglage 93. Les boues passent par cette vanne 93 et une canalisation 94, dans laquelle de l'ozone gazeux et de l'air sont envoyés par une canalisation 95, à l'aspiration d'une pompe centrifuge 96. La mise en oeuvre d'une pompe centrifuge pour dissoudre l'ozone dans la boue représente un autre procédé, qui est différent

de celui mettant en oeuvre un éjecteur pour provoquer le pré-

mélange, et l'un ou l'autre de ces procédés peut être uti-

lisé. Toutefois, il est préférable d'utiliser un éjecteur et

une pompe à haute pression tels que représentés sur la figu-

re 2, car l'éjecteur impose mieux une dépression à l'ozone et n'entrave pas l'aptitude à l'écoulement du liquide lors de l'introduction du gaz, tandis que le passage du gaz dans un

circuit à pompe centrifuge en-diminue la capacité de pompage.

La pompe 96 refoule la boue liquide mélangée à une quantité réglée d'ozone dans une cuve de réaction 104 par l'intermédiaire d'un atomiseur rotatif qui est une copie

exacte de celui qui a été décrit en regard de la figure 2.

Toutefois, les phénomènes physiques et les réac-

tions chimiques qui se déroulent dans la cuve de réaction 104 diffèrent de ceux qui ont été décrits en regard de la figure 2. Les matières particulaires solides projetées du bord de la cuvette de l'atomiseur ont une densité beaucoup plus grande que celle du liquide et donc acquièrent une énergie cinétique supérieure qui provoque la séparation-des

matières solides en suspension du liquide sur leur trajec-

toire. Les matières solides en suspension tendent à se projeter contre les côtés de la chambre et à descendre en pellicules minces le long de ceux-ci pour reformer un mélange avec le liquide accumulé dans le fond de cette chambre, tandis que le liquide se désagrège en un brouillard ou un 17. nuage et flotte en descendant pour s'accumuler au fond de la

cuve. L'ensemble de ce processus se déroule dans un environ-

nement rempli d'ozone en mettant en contact intime les matières solides et les liquides avec l'ozone et en créant ainsi une réaction d'oxydation qui provoque la stérilisation

* des matières solides et des liquides.

La boue stérilisée désodorisée qui contient environ 20 % de matières solides est déchargée de la cuve de réaction 104 par une vanne de réglage 107 et une canalisation 108 qui la dirige vers une pompe 109 qui la refoule par une

canalisation 110 dans un système de filtration de type quel-

conque; mais, suivant un mode de réalisation avantageux il s'agit d'un dispositif de filtration en continu sous vide tel que représenté sur la figure 3 et qui consiste de manière générale en un réservoir de liquide 112 dans lequel tourne un tambour perforé 113 supporté par un arbre creux perforé 114 dans lequel une dépression est produite au moyen d'une pompe aspirante 119 à l'intérieur de la chambre formée par le tambour 111. Un tuyau traversant ce même arbre creux comprend un prolongement vertical 115 qui demeure submergé dans le liquide qui est aspiré en continu par dépression à travers la paroi du tambour perforé,ce tuyau étant raccordé à une pompe

qui aspire le liquide pour le refouler dans une canali-

sation 121 qui le transfère dans le bassin de compensation 11

de l'appareillage de la figure 1 pour être retraité.

Le tambour perforé 113 est en général recouvert d'une grille de filtration sur laquelle est déposée une

couche fine d'agent filtrant. Les matières solides sont rete-

nues sur la grille, tandis que le liquide passe à travers elle sous l'effet de la dépression régnant dans la chambre 111 du tambour. La boue pâteuse et filtrée de matières solides 116 qui a été stérilisée et désodorisée contient alors environ 50 % d'humidité, elle est enlevée par raclage de la surface du tambour et pénètre dans un dispositif de transport 117 qui la dirige sur une pompe à boue 118, cette dernière l'envoyant dans une canalisation 119 par laquelle

elle parvient au stade suivant de son traitement.

18.

La suite du traitement est effectuée dans l appa-

reillage représenté sur la figure 4. La boue de matières

solides se compose principalement de matière organique prove-

nant de déchets ou excréments humains et de matières végé-

tales et contient 3 à 5 % de phosphore (P205) et environ 3 %

de potassium (K20) après compostage.

La vie biologique exige de l'azote, du phosphore

et du potassium, ainsi que des traces de nombreux autres élé-

ments pour assurer sa, reproduction et sa croissance. La décomposition de la matière organique est causée par des

systèmes enzymatiques provoqués par la croissance de micro-

organismes qui, de leur côté, produisent des enzymes qui assurent la décomposition de la matière organique transformée pour l'alimentation des microorganismes. Malheureusement, cet élément essentiel du cycle écologique de vie, à savoir la

croissance des microorganismes dans le sol, a été fâcheuse-

ment négligé dans les systèmes modernes d'agriculture qui

utilisent de plus en plus des engrais chimiques pour compen-

ser les rendements décroissants et les déficiences nutrition-

nelles. La vie végétale s'affaiblit dans le même temps qu'augmente la vie des insectes. Des pesticides sont utilisés pour détruire les insectes, mais malheureusement ces mêmes

pesticides tuent aussi les microorganismes. On peut raison-

nablement en prévoir les conséquences et les résultats à

longue portée. Il a été découvert en conséquence que l'utili-

sation des matières solides obtenues par le procédé de l'in-

vention peut permettre de revivifier le sol et d'assurer la croissance des microorganismes et le rétablissement de la vie biologique. Des souches spéciales de microorganismes sont élaborées et incluses dans une formule qui contient certains produits chimiques organiques qui se combinent pour produire

un environnement génétique qui accélère la vitesse de crois-

sance des microorganismes et de la vie végétale.

Il a été découvert dans le cadre de l'invention

que le point essentiel pour le compostage de matières organi-

ques afin d'en faire un engrais consiste à maximiser le nombre des microorganismes du compost et non pas à réduire la matière organique en une cendre analogue à un humus. Il faut 19. à cette fin arrêter la décomposition de la matière organique

lorsque la numération des microorganismes a atteint son maxi-

mum, puis déshydrater cette matière à basse température ne dépassant pas 550C, afin de ne pas détruire les enzymes et de conserver aux microorganismes leur forme de spores. Les microorganismes pourront ainsi conserver leur environnement nutritionnel initial qui leur permettra de s'acclimater à leur nouvel environnement nutritionnel dans le sol et d'accroître ainsi rapidement leur activité pour produire

l'alimentation nécessaire des végétaux.

Le ré-enrichissement du sol en microorganismes non seulement contribue à la décomposition de la matière organique que contient le sol, mais aussi à décomposer l'excès d'engrais chimiques et certains des pesticides en les transformant en produits chimiques inoffensifs. L'usage continu de microorganismes supplémentaires et de matières organiques compostées accélère cette action et doit permettre avec bon espoir de restituer au sol son aptitude initiale à la production. Pour obtenir ce résultat, un pourcentage d'oligo-éléments et d'engrais chimiques est ajouté aux matières solides organiques Par exemple, une quantité suffisante d'engrais chimique est ajoutée pour obtenir un rapport azote, phosphore et potassium de 8:5:3, y compris 5 %

de ramifications d'oligo-éléments.

Dans l'installation de la figure 4, la boue provenant de la canalisation 119 de l'installation de la figure 3 est transportée par la pompe 118 représentée sur cette figure dans un mélangeur 181 capable de traiter des matières lourdes et collantes de manière à intégrer des

additifs dans leur masse. Les matières solides ayant été sté-

rilisées de manière que tous les microorganismes pathogènes soient détruits, des nouveaux microorganismes non pathogènes

de compostage sont ajoutés (en 186), ceux-ci étant de préfé-

rence ceux qui sont spécialement préparés suivant la formule évoquée plus haut. Les microorganismes sont de préférence en forme de spores déshydratées qui sont conservées dans un réservoir 186 et envoyées par un doseur 187 dans le mélangeur 181. La dose est par exemple de 1 kg de mélange déshydraté 20. contenant des microorganismes pour 10 000 kg de matières

solides sèches.

Les matières solides collantes qui contiennent au moins 60 % d'humidité ne peuvent pas être convenablement déshydratées sous cette forme, mais uniquement lorsque le produit est plus cassant. Des matières solides 200 qui ont été préalablement déshydratées et compostées sont recyclées au moyen d'un transporteur 183 dans un bassin de compensation puis par un doseur 188 dans le mélangeur 181 dans lequel elles sont soigneusement malaxées avec ces matières solides afin de rendre le produit plus cassant. Ce recyclage augmente la teneur en matières solides du produit, par exemple de 40 à %, en laissant subsister 40 % d'humidité dans le produit

pour le compostage et la déshydratation.

La destruction des microorganismes dans le sol et l'usage continu du sol, avec ou sans rotation des récoltes,

appauvrit le sol des oligo-éléments nécessaires à la crois-

sance végétale et aux cycles de vie écologique saine. Donc, pour obtenir la meilleure qualité d'un engrais du commerce, l'addition d'oligoéléments en augmente considérablement la

valeur. Des oligo-éléments concentrés se trouvent dans cer-

taines roches minérales et l'addition de ces roches à l'engrais formé de compost non seulement contribue à la croissance des microorganismes, mais de plus améliore la valeur de l'engrais en favorisant la croissance végétale, ces oligo-éléments pénétrant par l'intermédiaire des végétaux

dans les animaux et les êtres humains par leur alimentation.

Des plantes saines et vigoureuses sont moins susceptibles d'être blessées par les insectes de même que des êtres humains et animaux sains sont moins susceptibles d'être

affaiblis par des maladies.

Les oligo-éléments sous forme sèche et particu-

laire sont envoyés dans le mélangeur 181 par l'intermédiaire d'un bassin de compensation 190 et d'un doseur 192, ces oligo-éléments représentant par exemple 5 % du poids de

l'engrais sec constitué de compost. La quantité des oligo-

éléments ajoutée peut être celle qui est nécessaire à ré-

enrichir le sol à la demande du consommateur. Bien qu'il soit 21. possible d'éliminer éventuellement en totalité les engrais chimiques du sol par l'utilisation de quantités suffisantes d'engrais formés de compost, le retrait immédiat des engrais chimiques après plusieurs décades d'utilisation pourrait être la cause d'une diminution considérable du rendement des récoltes. Pour obtenir un engrais complet de haute qualité, l'addition de certains engrais chimiques à l'engrais formé de compost peut améliorer considérablement sa valeur et son utilité. Un engrais formé de compost contient déjà de l'azote, du phosphore et du potassium et il suffit d'ajouter de faibles quantités de ces éléments pour obtenir un rapport acceptable, par exemple de 8 % d'azote, 5 % de phosphore et 3 % de potassium, ou tout autre rapport déterminé par la

demande du consommateur. Le mélange d'engrais chimique emma-

gasiné dans un bassin 191 se compose des éléments nécessaires à élever la teneur en azote, phosphore et potassium du mélange de compost, et il est envoyé dans le mélangeur 181 par l'intermédiaire du bassin de compensation 191 et d'un doseur 193 en proportion telle que le produit final contient la quantité requise de ces produits chimiques. Le mélange de ces substances dans un bac 181 donne un produit complet, le dosage du mélange pouvant permettre d'obtenir le meilleur

type d'engrais commercial.

Le mélange sort en 194 et parvient par une cana-

lisation 195 dans un convoyeur 196 et il est transféré sous sa forme définitive cassante par une canalisation 197 dans un bac à compost 200. S'il faut que le compost demeure pendant un certain temps dans ce bac, il en faut plusieurs montés en série, tels que les bacs 2001 et 2002. Le bac à compost 200

et l- procédé de traitement du produit dans ce dernier diffè-

rent des méthodes classiques, car le compost n'est pas retourné. Le but n'est pas de transformer le produit en humus, mais au contraire d'obtenir la numération bactérienne

la plus élevée qui est nécessaire à la croissance végétale.

L'humus n'apporte pas les bactéries ou microorganismes qui sont nécessaires à la croissance et l'absence de ces derniers met le sol en mauvaise condition. Donc, le bac à compost 200 est chauffé à l'air chaud au moyen d'un ventilateur 201 et 22.

d'un groupe de chauffage portant la référence générale 202.

La température des brûleurs 203 est réglée de manière qu'au début, le bac soit à une température d'environ 35C qui

déclenche une activation rapide des bactéries à la tempéra-

ture établie. Le silo à compost est formé d'une structure en caisson de bois, de béton ou de tout autre type de matériau et il est ouvert au sommet afin de permettre aux gaz de s'échapper. Cette structure peut être carrée ou rectangulaire ou peut avoir toute autre forme. La surface totale du fond de cette structure est placée à distance et séparée du reste du volume par une grille 198 qui laisse subsister un espace ouvert 199 par lequel peut passer l'air à pression élevée qui arrive par une vanne de réglage 2041 (ou 2042 ou encore 2043). La matière organique 197- 1 devant être décomposée par

les microorganismes est placée sur la grille 198. La contre-

pression statique ou la résistance à un écoulement donné

d'air passant à travers la grille 198, contre-pression stati-

que qui est créée par la grille, doit toujours être supé-

rieure à la contre-pression créée par le produit se trouvant au-dessus de la grille (voir le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 063 848) afin de garantir la distribution régulière de l'air traversant le produit et d'empêcher la formation de "cheminées" qui sont créées par des canaux dans lesquels l'air se concentre et qui se forment dans le produit lorsque la grille provoque une contre-pression ou crée une résistance inférieure à celle créée par le produit qui se trouve sur cette grille. Lorsque la pression correcte est établie, l'air qui traverse le produit passe autour de chaque particule à traiter et lorsqu'une quantité d'air suffisante a

passé dans ce produit (avec une vitesse accrue) pour surmon-

ter les forces de gravité, les particules individuelles trai-

tées s'écartent les unes des autres et flottent dans le courant d'air, cette action étant dénommée "1fluidisation". La totalité du lit de produit se comporte alors comme un liquide. La décomposition aérobie de la cellulose, de l'hémicellulose et des glucides par les bactéries et les 23. champignons se produit dans les meilleures conditions à des

températures comprises entre 20 et 280C avec des concentra-

tions en ions hydrogène dont le pH est compris entre 6 et 7,5 en présence d'oxygène, d'azote *et d'anhydride carbonique provenant de l'air et de sa propre décomposition. Les substances chimiques produites par décomposition continuent d'alimenter les microorganismes et les champignons en provoquant une reproduction prolifique. La température augmente automatiquement à l'intérieur du silo, à moins

d'être réglée par l'extérieur, au fur et à mesure de l'ampli-

fication des réactions par les microorganismes. La croissance et les réactions chimiques provoquées par les bactéries et

champignons mentionnés ci-dessus se ralentit avec l'éléva-

tion de la température et cesse presque complètement entre 46 et 600C. Entre ces températures, les bactéries et champignons thermophiles prennent le dessus et attaquent les protéines (composés azotés) en dégageant de l'ammoniac (NH3), de l'anhydride carbonique, différents acides organiques et des alcools. L'ammoniac est transformé en nitrates et les nitrates le sont par d'autres microorganismes. Le système est symbiotique lorsque les substances chimiques produites sont des aliments pour l'un ou l'autre des microorganismes dans le processus de décomposition. Lorsque le taux d'humidité est maintenu dans le silo et que la température de ce dernier est réglée par l'extérieur par passage d'air chaud ou froid dans

le silo, il est possible d'obtenir une reproduction micro-

bienne optimale par des réactions chimiques maximales de manière à produire une quantité maximale de nitrates et des

nitrates utilisables par les végétaux pour assurer leur vie.

Lorsque la densité des microbes et des champignons est à son maximum, le silo est déshydraté par passage continu dans ce dernier d'air chaud dont la température est comprise entre 38 et 490C et dont la vitesse est accrue, ces températures ne provoquant pas la destruction des microorganismes ni des

enzymes produits par ces derniers. La plupart des micro-

organismes reviennent à l'état de spores lorsqu'ils sont déshydratés. 24. Le silo 200 peut être destiné à la phase à basse température, le silo 2001, à la phase à température élevée et le silo 2002, à la phase de déshydratation du processus. Un

ventilateur 201 comprime l'air chaud, le débit d'air distri-

bué est réglé par une vanne 202-1, la température de l'air est réglée par un brûleur 203 qui projette des flammes dans une chambre 202 et dont l'admission de combustible est réglée

par une vanne 203-1.

Comme mentionné précédemment, l'installation comprend des bacs auxiliaires à compost 200î et 2002 et ces bacs peuvent soit être utilisés pour le même compost que celui qui se trouve dans le bac 200 ou pour des. mélanges différents d'enzymes et de produits chimiques. Dans tous ces bacs, la chaleur ou la température est réglée au moyen de

vannes 2041, 2042 et 204 montées sur une canalisation 205.

A chaque élévation de température provoquée automatiquement par les microorganismes ou par l'élévation de la température produite mécaniquement, il se produit une croissance d'un nouveau type de bactéries qui produisent des enzymes différents et des produits chimiques différents. La température peut monter jusqu'à 550C afin de déclencher une

croissance maximale de champignons. Ces champignons désintè-

grent le produit et donnent des aliments pour les bactéries.

Toutefois, à ces températures, les bactéries ont cessé leur

croissance, car la température est trop élevée. Pour favori-

ser à nouveau la croissance des bactéries et des micro-

organismes, il faut interrompre la production automatique de

chaleur et faire passer de l'air froid au moyen du ventila-

teur 201 dans la canalisation 205 et alors une nouvelle

croissance de bactéries et de microorganismes se développe.

Ceux-ci s'alimentent sur les produits nutritifs formés par

les bactéries précédentes et la nouvelle élévation de tempé-

rature à l'intérieur du compost provoque la formation de

quantités supplémentaires d'agents nutritifs et un complé-

ment de décomposition. Ce cycle se répète jusqu'à ce que la température du compost cesse de monter au-dessus de 55%C. A ce moment, la décomposition a atteint son stade maximal et la quantité maximale de bactéries nécessaire pour le compost a 25.

été obtenue. A cet instant, de l'air chaud dont la tempéra-

ture n'est pas supérieure à 520C est envoyé dans -le compost par la canalisation 205 et le silo entier est séché à cette température. On remarque que l'air de chauffage entre par le fond et monte dans le compost en desséchant et en iéshydra- tant la totalité du produit dans sa masse. La période de décomposition prend neuf à dix-huit jours et, en conséquence, il faut utiliser plusieurs silos dans chacun desquels le traitement est réglé convenablement au moyen de vannes 2041, 2042 et 204 3. Il n'est pas nécessaire que l'air passe en continu dans le silo et ses vitesses et débits peuvent varier selon la température et la quantité d'air nécessaires à chaque phase. L'engrais formé de compost déshydraté est

transporté par voie pneumatique et recueilli dans un réser-

voir 207 ou transporté par tout autre moyen et dirigé sur un broyeur 208 afin que le produit particulaire soit uniforme, ce broyeur étant suivi de machines de dosage et d'ensachage 209 et 210 afin de produire un engrais composite complet qui

soit commercial et prêt au transport et à la vente.

L'engrais peut être mis en forme de pastilles ou

de boulettes ou comprimé afin d'augmenter la densité appa- rente du produit. Le procédé de séchage conforme à l'inven-

tion abaisse la teneur en humidité du compost d'environ 60 % à environ 10 % et le produit peut alors être considéré comme

étant sec et cassant.

Ce facteur représente l'un des grands avantages et assure sa souplesse au système particulier, c'est-à-dire que ses dimensions et l'appareillage peuvent être réduits en lui permettant de traiter des flux de matière beaucoup plus petits, ou inversement, sans affecter l'efficacité ni les résultats pouvant être obtenus par des installations plus importantes et plus compliquées. Les modifications obtenues

et les résultats résultant de ce système dans des instal-

lations plus petites sont exactement les mêmes que ceux des

installations ayant des dimensions beaucoup plus grandes.

Ces petites installations peuvent fréquemment

être utilisées en usine pilote de détermination des caracté-

ristiques fonctionnelles qui sont nécessaires dans un système

plus grand devant être installé par la suite.

26. Les processus et résultats expliqués dans le présent mémoire doivent permettre d'atteindre les objectifs recherchés par ce système et d'autres particularités de l'installation et du mode de fonctionnement d'un système

réalisé d'après la description qui précède sont évidentes

pour le spécialiste.

27.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. - Procédé de traitement d'un effluent se com-

posant d'eaux usées brutes et d'autres eaux usées contenant

des sables, des matières solides en suspension, des semi-

colloides et des matières solides en solution, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement:

(a) à séparer les sables et les matières solides en suspen-

sion, dont la granulométrie est supérieure à environ microns, de l'effluent par (b) introduction d'ozone gazeux en dépression, provenant d'un ozonateur, dans l'effluent résultant en formant un prémélange de cet ozone et de l'effluent au moyen d'un éjecteur (54), (c) atomisation (en 66) de l'effluent traité à l'ozone afin de former un brouillard à l'intérieur d'une chambre fermée (67) dans laquelle s'écoule de l'ozone afin que les gouttelettes du brouillard entrent en contact intime avec l'ozone, (d) condensation du brouillard en un liquide en provoquant la chute des gouttelettes du brouillard dans ladite chambre par gravité afin que du liquide se concentre au fond de ladite chambre, et

(e) séparation (en 77) des particules ayant une granulo-

métrie supérieure à environ 5 microns dudit liquide.

2. - Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il consiste par ailleurs à atomiser une boue contenant les matières solides en suspension de la phase (a), cette boue ne contenant pas plus de 25 % de matières solides en suspension dans l'effluent, à l'intérieur d'une chambre fermée (67) dans laquelle de l'ozone est en écoulement, la concentration en ozone dans ladite chambre et la durée de contact de la boue avec l'ozone étant calculées de manière que la vie microbienne soit détruite à l'intérieur de la boue

sans provoquer de modifications notables de la structure chimi-

que ou moléculaire des matières solides de la boue, puis à séparer les matières solides de la boue de l'effluent sous forme d'une substance pâteuse contenant environ 40 % à environ

% de matières solides.

28.

3. - Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que ladite atomisation de l'effluent traité à l'ozone est effectuée par envoi de l'effluent dans une cuvette ou coupelle hémisphérique (66) rotative dont la vitesse du bord extérieur est comprise entre environ 3000 et

18 000 mètres à la minute.

4. - Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que ladite chambre fermée (67) est pratiquement

cylindrique, est posée sur une extrémité, renferme un atomi-

seur rotatif (66) suspendu à son sommet et sa longueur est suffisante pour permettre au brouillard formé de dissoudre l'ozone pendant au moins 10 minutes lors de sa descente dans

cette chambre.

5. - Procédé selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que la pression régnant dans la chambre est main-

tenue à une valeur inférieure à environ 0,7.105 Pa.

6. - Procédé de production d'un engrais, carac-

térisé en ce qu'il consiste essentiellement à mettre une substance pâteuse, contenant environ 40 % à environ 60 % de

matières solides résultant du procédé selon la revendica-

tion 2, dans un récipient (200) ayant un fond perforé (198) et un sommet ouvert, sur une profondeur d'environ 1,20 à 1,80 m, à faire passer à travers cette substance de l'air, dont la température est comprise entre 20 et 280C, pendant un temps suffisamment long pour que les microorganismes que contient la boue effectuent leur croissance tandis que la température de la boue monte à environ 550C, à introduire de l'air froid sous pression afin d'abaisser la température de la boue de compostage à une valeur comprise entre 20 et 280C, à répéter ce cycle jusqu'à ce que la température du compost formé de cette boue ne puisse plus monter au-dessus d'environ 490C, la teneur en humidité de la boue formant le compost

étant maintenue à une valeur qui n'est pas inférieure à envi-

ron 30 %, et à introduire de l'air à environ 490C dans le produit à une vitesse maximale qui ne soit pas supérieure à mètres à la minute jusqu'à ce que la teneur en humidité

soit abaissée à une valeur qui ne soit pas supérieure à 8 %.

a 29.

7. - Procédé de production d'un engrais, carac-

térisé en ce qu'il consiste essentiellement à mélanger la substance pâteuse, contenant environ 40 % à environ 60 % de

matières solides, selon la revendication 2, avec des micro-

organismes aérobies non pathogènes de compostage du sol, à ajouter des composés d'azote, de phosphore et de potassium, à placer le produit ainsi enrichi sur un support perforé (198) en faisant monter de l'air à travers le produit pendant un temps et à une température calculés de manière à produire la

croissance microbienne maximale de chaque type de micro-

organismes sans détruire physiquement la croissance des colo-

nies microbiennes, à continuer à faire passer de l'air dans le produit et à déshydrater ce dernier lorsque la numération

microbienne maximale a été atteinte.