FR2799751A1 - Treatment of aqueous liquid effluent in waste purification plants and the farm produce industry involves sieving, microfiltering and evaporating - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de traitement d'un effluent aqueux contenant déchets organiques, tels que des déjections animales, des boues de station d'epuration, des déchets des industries agro-alimentaires, par des opérations de separationlconcentration des phases solides et liquides en vue d'une valorisation ultérieure de la phase solide concentrée. La phase liquide peut être également valorisée ou rejetée dans le milieu naturel. The present invention relates to a method for treating an aqueous effluent containing organic waste, such as animal manure, sludge treatment plant, waste food industry, by separationlconcentration operations solid and liquid phases in for subsequent recovery of the concentrated solid phase. The liquid phase can also be valorized or rejected in the natural environment.
Ces déchets organiques se caractérisent par une teneur élevée en eau (entre 70 et 97%) et une odeur nauséabonde. These organic wastes are characterized by a high content of water (between 70 and 97%) and a foul odor.
Ceci pose des problèmes de manutention, de transport et d'épandage. Divers procédés (filtration, centrifugation ...) ont été appliqués mais consuisent à une séparation incomplète : la phase liquide contient encore beaucoup de matieres en suspension et de matières solubles, ce la rend impropre au rejet dans le milieu naturel, voire vers les centres traitement municipaux. Pour améliorer la séparation, on a également proposé procédés où l'on combine opérations avec l'addition d'agents coagulants et/ou floculants. Mais agents coagulants et/ou floculants gênent la transformation ultérieure de la phase solide concentrée. This poses problems of handling, transport and spreading. Various processes (filtration, centrifugation, etc.) have been applied but lead to incomplete separation: the liquid phase still contains a lot of suspended matter and soluble matter, making it unsuitable for release into the natural environment, or even to the centers. municipal treatment. To improve the separation, it has also been proposed methods in which operations are combined with the addition of coagulants and / or flocculants. But coagulants and / or flocculants interfere with the subsequent transformation of the concentrated solid phase.
La présente invention vise à fournir un procédé permettant d'éviter ces inconvénients tout en produisant un concentrat facilement valorisable. The present invention aims to provide a method to avoid these disadvantages while producing an easily recoverable concentrate.
La présente invention a pour objet un procédé de traitement d'un effluent liquide aqueux contenant des déchets organiques afin d'obtenir une phase solide concentrée valorisable et une phase liquide épurée, procédé qui comprend les étapes suivantes a) - soumission de l'effluent liquide à une opération tamisage, pour obtenir une phase liquide appauvrie en matière organique un premier concentrat ayant teneur en matière sèche d'au moins 15% en poids ; b) - soumission de la phase liquide issue du tamisage à une microfiltration tangentielle pour obtenir une phase liquide dépourvue matières en suspension et rétentat ; c) - la soumission de la phase liquide issue de l'étape b) à une étape d'évaporation pour obtenir un distillat et un concentrat ayant teneur en matière sèche d'au moins 10% en poids, et d) - mélange du concentrat de l'étape a, du rétentat l'étape b) et du concentrat l'étape c pour obtenir une bouillie valorisable. The present invention relates to a process for treating an aqueous liquid effluent containing organic waste in order to obtain a recoverable concentrated solid phase and a purified liquid phase, which process comprises the following steps: a) - submission of the liquid effluent in a sieving operation, to obtain a liquid phase depleted of organic matter, a first concentrate having a solids content of at least 15% by weight; b) - submitting the liquid phase from the sieving to a tangential microfiltration to obtain a liquid phase free suspended matter and retentate; c) - subjecting the liquid phase from step b) to an evaporation step to obtain a distillate and a concentrate having a solids content of at least 10% by weight, and d) - mixing the concentrate step a, retentate step b) and concentrate step c to obtain a valuable slurry.
Si nécessaire, le condensat de l'étape c) est soumis à opération d'osmose inverse. If necessary, the condensate of step c) is subjected to reverse osmosis operation.
Le tamisage a pour but de séparer de la phase liquide les matières en suspension susceptibles de provoquer le blocage des membranes de microfiltration lors de la concentration et de donner un premier concentrat à siccité élevée. The purpose of sieving is to separate the suspended solids from the liquid phase, which may cause the microfiltration membranes to block during the concentration and to give a first concentrate to high dryness.
Cette étape de tamisage peut être réalisée à l'aide d'une filtration mécanique dont le seuil de coupure est compris entre 0,1 et 1 mm, tels que filtre- presse, vis presseuse ou préférentiellement, un tambour rotatif. This sieving step can be performed using a mechanical filtration whose cutoff threshold is between 0.1 and 1 mm, such as filter press, press screw or preferably a rotating drum.
Le refus solide a une teneur en matières sèches d'au moins 15% et en général entre 15 et 40%, préférablement supérieure à 25 %. The solid rejection has a solids content of at least 15% and in general between 15 and 40%, preferably greater than 25%.
La réduction des matières en suspension de la phase liquide de 50 à 90%. The reduction of suspended solids from the liquid phase by 50 to 90%.
La microfiltration tangentielle a pour but d'éliminer toutes les matières en suspension et colloïdales de la phase liquide issue de l'étape a) afin que le rendement de l'évaporateur situé en aval soit maximal et son encrassement minimal. Tangential microfiltration is intended to remove all the suspended and colloidal materials of the liquid phase from step a) so that the efficiency of the downstream evaporator is maximum and minimal fouling.
La microfiltration peut être réalisée à l'aide de membranes microporeuses dont le seuil de coupure est compris entre 0,01 et 0,2 Nm. Les membranes utilisées sont préférentiellement des membranes multitubulaires céramiques dont le diamètre des canaux peut varier de 2 à 8 mm. The microfiltration can be carried out using microporous membranes whose cutoff threshold is between 0.01 and 0.2 Nm. The membranes used are preferably ceramic multitubular membranes whose channel diameter can vary from 2 to 8 mm. .
Le rétentat a généralement une teneur en matières sèches comprise entre 4 et 20%, mais de préférence cette teneur est supérieure à 1 La réduction des matières en suspension du perméat est de et des matières sèches totales de 10 à 60%. The retentate generally has a solids content of between 4 and 20%, but preferably this content is greater than 1. The reduction of permeate suspended solids is from 10 to 60% solids.
L'évaporation a pour but de concentrer la phase liquide issue de l'étape b), et éventuellement, de l'étape d'osmose inverse et d'obtenir des condensats dont la teneur en matières sèches et la DCO est très faible. The purpose of the evaporation is to concentrate the liquid phase resulting from stage b), and possibly from the reverse osmosis stage, and to obtain condensates whose solids content and COD is very low.
L'évaporation peut être réalisée avec tout type d'évaporateur, préférentiellement avec un évaporateur sous vide à recompression mécanique de vapeur. concentrai peut avoir une teneur en matières sèches comprise entre 10 et et de préférence elle est supérieure à 15%. Evaporation can be carried out with any type of evaporator, preferably with a vacuum evaporator with mechanical vapor recompression. concentrate may have a solids content of between 10 and preferably more than 15%.
distillat présente moins de 20 mg/1 de matières sèches totales et une DCO inferieure à 2000 mg/I. distillate has less than 20 mg / l of total solids and a COD of less than 2000 mg / l.
chaleur véhiculée par le distillat peut être mise à profit pour préchauffer le liquide issu de l'étape a) du procédé afin d'augmenter les flux de perméat l'étape b). heat transported by the distillate can be used to preheat the liquid from step a) of the process to increase the permeate flow step b).
distillat peut alors être valorisé comme engrais liquide dilue, pour l'arrosage de serres ou l'irrigation des champs à proximité de l'unité de traitement par exemple. S'il ne peut être valorisé, le distillat est envoyé dans le centre de traitement municipal proche, ou à défaut, est traité par osmose inverse. The distillate can then be used as diluted liquid fertilizer, for watering greenhouses or irrigating fields near the treatment unit, for example. If it can not be recovered, the distillate is sent to the nearest municipal treatment center, or if not, is treated by reverse osmosis.
L'osmose inverse n'est utile que si le distillat issu de l'étape c) peut être valorisé ou envoyé dans un centre de traitement municipal. Reverse osmosis is only useful if the distillate from step c) can be upgraded or sent to a municipal treatment center.
L'osmose inverse a pour but de réduire la teneur en DCO du distillat pour répondre aux normes de rejet dans le milieu naturel. The purpose of reverse osmosis is to reduce the COD content of the distillate to meet discharge standards in the natural environment.
L'osmose inverse employée fonctionne préférentiellement en mode tangentiel, avec des modules membranaires plans, tubulaires ou spiralés. The reverse osmosis employed preferably operates in tangential mode, with planar, tubular or spiral membrane modules.
facteur de concentration de l'osmose inverse est de 2 à 10. Le rétentat renvoyé en tête de l'étape c). Reverse osmosis concentration factor is 2 to 10. The retentate returned to the top of step c).
La DCO du perméat issu de cette étape est en général inférieure à 90 mg/l. Le perméat peut être rejeté dans le milieu naturel. The COD of the permeate resulting from this step is generally less than 90 mg / l. The permeate can be rejected in the natural environment.
Alors que la partie liquide issue de l'étape c), éventuellement après osmose inverse, est valorisée en tant qu'engrais liquide dilué, ou envoyée dans un centre de traitement municipal, ou, éventuellement, rejetée dans le milieu naturel, les différents concentrats issus des étapes a), b) et c) sont mélangés afin d'obtenir une bouillie dont le taux de matières sèches est compris entre 15 et 30%, préférentiellement supérieur à 20%. While the liquid part resulting from stage c), possibly after reverse osmosis, is recovered as a diluted liquid fertilizer, or sent to a municipal treatment center, or possibly discharged into the natural environment, the different concentrates from steps a), b) and c) are mixed to obtain a slurry whose solids content is between 15 and 30%, preferably greater than 20%.
Cette bouillie peut alors être utilisée pour alimenter un procédé de valorisation, tel que le procédé de fabrication d'engrais de la société Kaltenbach- Thüring a fait l'objet du brevet FR N 95 12 594. This slurry can then be used to feed an upgrading process, such as the Kaltenbach-Thüring fertilizer manufacturing process was the subject of patent FR N 95 12 594.
procédé selon l'invention sera mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, pour laquelle on se référera à la figure unique annexée qui représente un schéma d'un mode particulier de mise en oeuvre du procédé. The method according to the invention will be better understood on reading the detailed description which follows, for which reference will be made to the single appended figure which represents a diagram of a particular mode of implementation of the method.
Comme représenté sur la figure, un effluent liquide aqueux 1 contenant des déchets organiques, est soumis à une opération de tamisage Le refus solide 2 est envoyé dans une zone de mélange Quand à la phase liquide 3 séparée, elle est envoyée à travers un échangeur E vers une zone de microfiltration tangentielle B. As shown in the figure, an aqueous liquid effluent 1 containing organic waste is subjected to a sieving operation Solid rejection 2 is sent to a mixing zone When the liquid phase 3 separated, it is sent through an exchanger E to a tangential microfiltration zone B.
Le rétentat 4 de la zone de microfiltration tangentielle B envoyé vers la zone de mélange M, tandis que le perméat 5 de cette zone envoyé vers une zone d'évaporation C. The retentate 4 of the tangential microfiltration zone B sent to the mixing zone M, while the permeate 5 of this zone sent to an evaporation zone C.
Le concentrat 6 sortant de la zone d'évaporation C est envoyé vers la zone de mélange M, tandis que le distillat 7 est envoyé vers l'échangeur E pour réchauffer liquide 3 issu de la zone de tamisage A. The concentrate 6 leaving the evaporation zone C is sent to the mixing zone M while the distillate 7 is sent to the exchanger E to heat the liquid 3 coming from the sieving zone A.
Apres passage dans l'échangeur, le liquide provenant de la zone d'évaporation C est envoyé vers une zone d'osmose inverse D. After passing through the exchanger, the liquid from the evaporation zone C is sent to a reverse osmosis zone D.
Le perméat 8 de la zone d'osmose inverse peut être envoyé vers le milieu naturel, tandis que le rétentat 9 de cette zone D est renvoyé en tête de la zone d'évaporation C. The permeate 8 of the reverse osmosis zone can be sent to the natural medium, while the retentate 9 of this zone D is returned to the top of the evaporation zone C.
L'ensemble du résidu solide 2 de la zone de tamisage A, rétentat 4 de la zone de microfiltration tangentielle B et du concentrai de la zone d'évaporation C, est mélangé dans la zone de mélange M en vue d'une valorisation V telle qu'une fabrication d'engrais. The whole of the solid residue 2 of the sieving zone A, retentate 4 of the tangential microfiltration zone B and the concentrate of the evaporation zone C, is mixed in the mixing zone M for a valuation V such as than a fertilizer manufacturing.
On donne ci-après un exemple de mise en oeuvre de ce procédé selon l'invention de traitement des déchets organiques. An example of implementation of this method according to the invention of treatment of organic waste is given below.
<U>EXEMPLE</U> On traite un lisier de porc ayant les caractéristiques suivantes
32 <SEP> 900 <SEP> mg/1
<tb> 2 <SEP> 520 <SEP> mg/1
<tb> 2 <SEP> 520 <SEP> mg/1
<tb> 25 <SEP> 900 <SEP> mg/l. <B>J</B> lisier est tamisé selon l'étape a) sur une toile dont le seuil de coupure est de 0 mm. Le concentrat issu de cette étape a) a une teneur matières sèches 28%. 32 <SEP> 900 <SEP> mg / 1
<tb> 2 <SEP> 520 <SEP> mg / 1
<tb> 2 <SEP> 520 <SEP> mg / 1
<tb> 25 <SEP> 900 <SEP> mg / l. <B> J </ B> slurry is sieved according to step a) on a canvas whose cutoff threshold is 0 mm. The concentrate resulting from this step a) has a solids content of 28%.
phase liquide obtenue a les caractéristiques suivantes
13 <SEP> 200 <SEP> mg/1
<tb> 3 <SEP> 720 <SEP> mg/l, soit réduction du taux de matières en suspension de 85,6 Cette phase liquide est réchauffée à 45 C par les condensats issus de l'évaporateur à l'aide d'un échangeur à plaques et envoyée vers l'étape b) où elle est filtrée à l'aide de membranes céramiques tubulaires de seuil de coupure 0,2 um. 13 <SEP> 200 <SEP> mg / 1
<tb> 3 <SEP> 720 <SEP> mg / l, which is a reduction of the suspended matter content of 85.6 This liquid phase is heated to 45 C by condensates from the evaporator using a plate heat exchanger and sent to step b) where it is filtered using 0.2 μm cut-off tubular ceramic membranes.
Le concentrai issu de cette étape b) a une teneur en matières sèches de 10%. The concentrate from this step b) has a solids content of 10%.
perméat obtenu a les caractéristiques suivantes
6 <SEP> 700 <SEP> mg/1
<tb> non <SEP> détectable soit une réduction du taux de matières sèches en suspension de 100%, du taux matières sèches totales de 49%. 6 <SEP> 700 <SEP> mg / 1
<tb> no <SEP> detectable, ie a reduction of the dry solids content of 100%, of the total solids content of 49%.
perméat est alors mélangé avec le concentrat issu de l'osmose inverse pour donner une phase liquide dont la teneur en matières sèches atteint 6500 mg/l. permeate is then mixed with the concentrate from the reverse osmosis to give a liquid phase whose solids content reaches 6500 mg / l.
Cette phase liquide est envoyée vers l'étape c) où elle est concentrée par un évaporateur à recompression mécanique. This liquid phase is sent to step c) where it is concentrated by a mechanical recompression evaporator.
concentrai issu de cette étape c) a une teneur en matières sèches de 20%. concentrate from this step c) has a solids content of 20%.
distillat obtenu a les caractéristiques suivantes
15 <SEP> <B>mg/1</B>
<tb> 1 <SEP> 500 <SEP> <B>mg/l.</B> distillat, après passage dans l'échangeur de chaleur à plaques, est envoyé vers une unité d'osmose inverse munie de membranes organiques spiralées. <SEP><B> mg / 1 </ B>
<tb> 1 <SEP> 500 <SEP><B> mg / l. </ b> The distillate, after passing through the plate heat exchanger, is sent to a reverse osmosis unit with spiral organic membranes.
Le concentrat issu de cette étape a une teneur en matières sèches de 5000 mg/1 et est renvoyé à l'entrée de l'évaporateur de l'étape c). Le perméat a les caractéristiques suivantes
DCO <SEP> : <SEP> 70 <SEP> mg/1
<tb> NTK <SEP> : <SEP> 10 <SEP> <B>mg/1.</B> Ce perméat répond donc aux normes (e ou f) européennes de rejet dans le milieu naturel.COD <SEP>: <SEP> 70 <SEP> mg / 1
<tb> NTK <SEP>: <SEP> 10 <SEP><B> mg / 1. </ b> This permeate therefore meets the European (e or f) discharge standards in the natural environment.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733903C1 (en) * | 2019-12-05 | 2020-10-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) | Technological line for fine cleaning of liquid manure and droppings |
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1999
- 1999-10-19 FR FR9913040A patent/FR2799751B1/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20080630 |