FR2617156A1 - Improvements to processes and devices for stabilising sludge by composting - Google Patents

Improvements to processes and devices for stabilising sludge by composting Download PDF

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Abstract

Process for stabilising purification station sludge, characterised by the following stages: A sludge pretreated to 50 % dryness is introduced into a first leakproof composting silo and a bottom injection of hot air under pressure is applied to this sludge during the fermentation. The fermented sludge is extracted from this first silo when its degree of dryness reaches approximately 65 to 75 %. It is introduced into a drying silo in which it is subjected to a bottom injection of hot air under pressure. The dried sludge is extracted when its degree of dryness reaches the desired percentage - (80 to 90 %).

Description

PERFECTIONNEXENT AUX PROCEDES ET DISPOSITIFS DE
STABILISATION DES BOUES PAR COMPOSTAGE.
IMPROVED TO PROCESSES AND DEVICES
STABILIZATION OF SLUDGE BY COMPOSTING.

L'invention concerne la stabilisation des boues des stations d'épuration. The invention relates to the stabilization of sludge from treatment plants.

Les stations d'épuration dont le rôle est de rejeter dans la nature des eaux biologiquement acceptables génèrent des boues qu'il faut stabiliser et débarasser de tous les germes et bactéries qu'elles contiennent avant de pouvoir les utiliser par exemple comme remblais ou amendements. The treatment plants whose role is to discharge biologically acceptable water into the environment generate sludge which must be stabilized and rid of all the germs and bacteria they contain before they can be used, for example, as backfill or amendments.

Cette stabilisation s'obtient par séchage le plus poussé possible des boues. This stabilization is obtained by drying the sludge as thoroughly as possible.

Pour cela on connaît diverses techniques
- la filtration sur lit de sable et
l'évaporation au soleil. Cette technique
convient aux pays chauds et secs mais pas aux
pays humides ou tempérés,
- le pressage qui oblige à mettre en oeuvre des
moyens mécaniques importants et qui ne permet
d'obtenir dans des conditions économiquement
acceptables qu'une siccité des boues de 2 à 5X.
For this we know various techniques
- sand bed filtration and
evaporation in the sun. This technique
suitable for hot and dry countries but not for
humid or temperate countries,
- pressing which requires the implementation of
important mechanical means and which does not allow
to get economically
acceptable only a dryness of sludge from 2 to 5X.

- le chauffage qui met en oeuvre l'apport
d'énergie extérieure coûteuse,
- le compostage qui utilise l'auto-échauffement
des boues mais qui nécessite pour l'obtention de
résultats satisfaisants l'adjonction d'adjuvants
tels que sciure ou déchets végétaux.
- the heating which implements the contribution
expensive outdoor energy,
- composting which uses self-heating
sludge but which requires to obtain
satisfactory results the addition of adjuvants
such as sawdust or plant waste.

L'invention vise å améliorer la stabilisation des boues par la technique du compostage et a procurer une installation fonctionnant en continu procurant un assèchement très poussé ( > 8e X de matière sèche) des boues sans adjuvant. The invention aims to improve the stabilization of sludge by the composting technique and to provide a continuously operating installation providing very thorough drying (> 8th X dry matter) of sludge without adjuvant.

Selon l'invention on procède de la manière suivante
1. on part d'une boue pressée mecaniquement
ayant un degré de siccité d'envrion 25 %,
2. on mélange cette boue avec une quantité de
boue ayant un degré de siccité d'environ 65 à
9% de manière à obtenir un mélange dont le
degré de siccité est d'environ 5 %.
According to the invention, the procedure is as follows
1. we start from a mechanically pressed sludge
having a dryness level of around 25%,
2. mix this mud with a quantity of
mud with a dryness of about 65 to
9% so as to obtain a mixture whose
dryness level is around 5%.

On introduit ce mélange dans un silo de fermentation de type connu équipé de moyens permettant d'insuffler sous la masse en cours de fermentation de l'air chaud sous pression, cet air chaud provenant de la récupération de la chaleur des gaz de fermentation du silo. This mixture is introduced into a known type of fermentation silo equipped with means for blowing hot air under pressure during fermentation, this hot air coming from the recovery of heat from the fermentation gases of the silo .

Lorsque sous l'effet de la fermentation le mélange contenu dans le silo a atteint un degré de siccité d'envrion 65 à 7 % on le change de silo en le faisant passer éventuellement au préalable à nouveau dans une mélangeuse destinée à l'homogénéiser. When, under the effect of fermentation, the mixture contained in the silo has reached a dryness level of around 65 to 7%, it is changed from silo by possibly passing it beforehand again through a mixer intended to homogenize it.

On introduit ce produit dans un silo de séchage dont l'air chaud provient de la récupération des gaz du silo de fermentation. This product is introduced into a drying silo whose hot air comes from the recovery of gases from the fermentation silo.

Gr ce à ce procédé on maintient dans le. silo de fermentation une siccité du mélange comprise entre 5 et 7% qui est celle pour laquelle la fermentation est la plus active et dégage donc le plus de chaleur. Thanks to this process we maintain in the. fermentation silo a dryness of the mixture between 5 and 7% which is the one for which fermentation is most active and therefore gives off the most heat.

On récupère alors sur un échangeur la chaleur des gaz de fermentation pour alimenter en air chaud les deux silos (fermentation et séchage). The heat of the fermentation gases is then recovered on an exchanger to supply the two silos with hot air (fermentation and drying).

Un tel procédé permet de concevoir une installation dans laquelle tous les brûleurs de séchage usuels sont supprimés, toute adjonction d'adjuvant dans la boue est inutile après le démarrage de l'installation, et l'apport externe d'énergie est limité a celle requise pour le fonctionnement des surpresseurs, du mélangeur et des organes de transfert des boues. Such a method makes it possible to design an installation in which all the usual drying burners are eliminated, any addition of additive to the sludge is unnecessary after starting the installation, and the external energy supply is limited to that required. for the operation of blowers, mixers and sludge transfer devices.

Une telle installation représentée schématiquement sur la figure 1, peut donc etre très économique tant dans sa construction que dans son fonctionnement.  Such an installation shown diagrammatically in FIG. 1 can therefore be very economical both in its construction and in its operation.

Elle est constituée de la manière suivante
- un premier silo de fermentation 1 de type
connu, par exemple tel que celui décrit au
brevet français n'76.2797 au nom du même
demandeur et dans lequel le melange de boues
fraîches et de boues fermentées est introduit
par le haut et la boue fermentée est extraite
par le bas.
It is constituted in the following way
- a first type 1 fermentation silo
known, for example such as that described in
French patent no 76.2797 in the name of the same
applicant and in which the sludge mixture
fresh and fermented sludge is introduced
from the top and the fermented mud is extracted
from the bottom.

Ce silo est inodifié de manière à hêtre rendu
étanche aussi bien en partie haute qu'en partie
basse.
This silo is unodified so as to be rendered
waterproof both in the upper part and in part
low.

I1 est équipé d'un surpresseur 2 pour insuffler
par le bas de l'air chaud sous pression.
I1 is equipped with a booster 2 for blowing
from the bottom of the hot pressurized air.

- un deuxième silo de séchage 3 de meme type que
le précédent mais de plus grande capacité
également équipé en partie basse d'un
surpresseur 4 pour insuffler de l'air chaud sous
pression.
- a second drying silo 3 of the same type as
the previous one but of greater capacity
also equipped in the lower part with
booster 4 for blowing hot air under
pressure.

- un échangeur thermique 5 récupérant les gaz
chauds en provenance du silo de fermentation et
assurant ainsi l'échauffement d'air
atmosphérique.
- a heat exchanger 5 recovering the gases
hot from the fermentation silo and
thus ensuring the heating of air
atmospheric.

- les deux surpresseurs 2,4 sont de capacité
inégale, l'un pour aspirer environ 1/5 de l'air
réchauffé par l'échangeur 5 et l'envoyer sous
pression dans le silo de fermentation 1, et
l'autre 4 pour adresser, toujours sous pression,
le reste de l'air réchauffé au silo de séchage
3.
- the two 2.4 blowers are of capacity
uneven, one to suck in about 1/5 of the air
heated by exchanger 5 and send it under
pressure in fermentation silo 1, and
the other 4 to address, still under pressure,
the rest of the air heated at the drying silo
3.

- un mélangeur 7 assurant alternativement le
mélange des boues fraîches avec celles du silo
de séchage ou l'homogénéisation du produit
extrait du silo de fermentation.
- a mixer 7 alternately ensuring the
mixing of fresh sludge with that of the silo
drying or homogenization of the product
extract from the fermentation silo.

- des moyens < non représentés) de transport des
boues entre les silos et le mélangeur.
- means (not shown) for transporting
sludge between the silos and the mixer.

Sur la figure, la ligne 8 représente l'introduction dans le mélangeur 7 des boues fraîches pressées å environ 25% de siccité ; la ligne 9 représente l'introduction dans le mélangeur 7 de boues fermentées à 65-7% de siccité en provenance du silo de fermentation 1 ; la ligne 10 représente l'introduction dans le silo 1 du mélange à 50% de siccité en provenance du mélangeur 7 ; la flèche 12 représente le trajet des gaz chauds de fermentation entre le silo 1 et l'échangeur 5 et 11 symbolise la paroi d'échange thermique de ce dernier ; les flèches 13 symbolisent l'entrée d'air atmosphérique dans l'échangeur 5. La ligne 14 représente l'évacuation des gaz résiduaires et de l'eau de condensation à la sortie de l'échangeur. In the figure, line 8 represents the introduction into the mixer 7 of fresh pressed sludge at about 25% dryness; line 9 represents the introduction into the mixer 7 of fermented sludge with 65-7% dryness from the fermentation silo 1; line 10 represents the introduction into silo 1 of the mixture with 50% dryness coming from mixer 7; the arrow 12 represents the path of the hot fermentation gases between the silo 1 and the exchanger 5 and 11 symbolizes the heat exchange wall of the latter; the arrows 13 symbolize the entry of atmospheric air into the exchanger 5. Line 14 represents the evacuation of the residual gases and of the condensation water at the outlet of the exchanger.

Ces gaz peuvent hêtre soit simplement rejetés dans l'atmosphère, soit plus avantageusement adressés à une pompe à chaleur. Dans ce cas, les surpresseurs 2 et 4 sont alimentés avec de l'air plus chaud que celui de l'échangeur. Ceci permet de diminuer le temps de séjour dans les silos. These gases can either be simply discharged into the atmosphere, or more advantageously sent to a heat pump. In this case, the boosters 2 and 4 are supplied with hotter air than that of the exchanger. This reduces the residence time in the silos.

De même la ligne 15 représente l'évacuation de l'eau condensée dans l'échangeur qui peut également. Likewise line 15 represents the evacuation of the condensed water in the exchanger which can also.

hêtre adressee soit å un égout soit à une pompe à chaleur, pour remonter la température de l'air entrant dans les silos. beech addressed either to a sewer or to a heat pump, to raise the temperature of the air entering the silos.

La ligne 16 représente l'introduction dans le mélangeur de boues séchées à 9% de siccité en provenance du silo 3 et la ligne 17 représente l'introduction dans le silo 3 du produit provenant du silo 1, la ligne 18. représente l'évacuation de l'air chaud du silo, air qui peut etre adressé également à une pompe à chaleur. Line 16 represents the introduction into the mixer of dried sludge with 9% dryness from silo 3 and line 17 represents the introduction into silo 3 of the product coming from silo 1, line 18. represents the evacuation hot air from the silo, air which can also be sent to a heat pump.

La ligne 19 représente l'excès des boues séchées à 90% c'est-à-dire le produit à commercialiser ou à rejeter en décharge.  Line 19 represents the excess of 90% dried sludge, that is to say the product to be marketed or discharged into landfill.

Claims (4)

REVEIDICATIOlSREVEIDICATIOlS 1. Procédé de stabilisation des boues de station d'épuration caractérisé par les étapes suivantes 1. Method for stabilizing sludge from a wastewater treatment plant characterized by the following steps - on introduit dans un premier silo (1) de - a first silo (1) of compostage étanche une boue préalablement waterproof composting a sludge beforehand traitée jusqu'à 5% de siccité et l'on applique treated up to 5% dryness and applied pendant la fermentation a cette boue une during fermentation at this mud a insufflation par le bas d'air chaud sous bottom blowing of hot air under pression. pressure. environ 65 à 75%. about 65 to 75%. silo lorsque son degré de siccité atteint silo when its dryness level is reached - on extrait la boue fermentée de ce premier - we extract the fermented mud from this first par le bas d'air chaud sous pression. from the bottom of pressurized hot air. dans lequel elle est soumise à une insufflation in which it is subjected to insufflation - on l'introduit dans un silo de séchage < 3) - it is introduced into a drying silo <3) siccité atteint le pourcentage désiré - < 8e à 9%).  dryness reaches the desired percentage - <8th to 9%). - on extrait la boue séchée lorsque son degré de - the dried mud is extracted when its degree of 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la boue à environ 5% de siccité introduite dans le premier silo < 1) est obtenue par mélange d'une boue pressée à environ 25 % de siccité avec de la boue fermentée en provenance de l'un ou l'autre silo < 1,3 > .  2. Method according to claim 1 characterized in that the mud with approximately 5% dryness introduced into the first silo <1) is obtained by mixing a pressed mud with approximately 25% dryness with fermented mud from either silo <1.3>. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'air chaud sous pression introduit dans les deux silos (1, 3) provient d'un échangeur (5 > utilisant les gaz de fermentation du premier silo < 1). 3. Method according to claim 1 or 2 characterized in that the hot pressurized air introduced into the two silos (1, 3) comes from an exchanger (5> using the fermentation gases of the first silo <1). 4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'elle comporte un silo de fermentation < 1 > rendu étanche tant à sa base qu'a son sommet et muni à sa base d'un surpresseur (2) pour insuffler dans le silo de l'air chaud sous pression, un échangeur thermique (5) récupérant les gaz chauds issus de la fermentation dans le silo (1), adresant au surpresseur < 2) une partie de l'air chaud sortant de l'échangeur (5 > , un deuxième silo (3) de séchage rendu étanche à sa base et muni à sa base d'un surpresseur (4) pour insuffler sous pression dans le silo le reste de l'air chaud provenant de l'échangeur et un mélangeur 7, pour mélanger les boues fraîches aux boues compostées et/ou homogénéiser les boues semi-compostées entre le premier (1) et le second (3) silo.  4. Installation for implementing the method according to any one of claims 1 to 3 characterized in that it comprises a fermentation silo <1> sealed both at its base and at its top and provided at its base with a booster (2) for blowing pressurized hot air into the silo, a heat exchanger (5) recovering the hot gases from fermentation in the silo (1), addressing part of the booster <2) hot air leaving the exchanger (5>, a second drying silo (3) sealed at its base and fitted at its base with a booster (4) to blow the rest of the hot air under pressure into the silo from the exchanger and a mixer 7, for mixing the fresh sludge with the composted sludge and / or homogenizing the semi-composted sludge between the first (1) and the second (3) silo.
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