FR2960870A1 - Procede et installation de sechage par electrodeshydratation de matieres pateuses, en particulier de boues de stations d'epuration - Google Patents

Abstract

Procédé de séchage de matières pâteuses, en particulier de boues de stations d'épuration, comprenant un étage d'électrodéshydratation (3) ; la boue sortant de l'étage d'électrodéshydratation (3) est soumise à une opération de dépose (4) suffisamment modérée pour conserver la structure de la boue présente à la sortie de l'étage d'électrodéshydratation, et l'opération de dépose fait passer la boue vers un étage de séchage thermique (5).

Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE SECHAGE PAR ELECTRODESHYDRATATION DE MATIERES PATEUSES, EN PARTICULIER DE BOUES DE STATIONS D'EPURATION.

L'invention est relative à un procédé de séchage par électrodéshydratation de matières pâteuses, en particulier de boues provenant notamment de stations d'épuration d'eaux résiduaires, ces boues pouvant être de faible siccité, notamment de 0,3 % à 10 % en masse de matières sèches, avant d'être soumises au procédé de séchage.

Il est à noter que tous les pourcentages de matières sèches donnés dans ce texte sont des pourcentages en masse. Il existe différentes techniques de séchage des boues, provenant des stations d'eaux résiduaires urbaines, qui permettent d'obtenir un produit fini dont la siccité est comprise généralement entre 60 % et 95 % de matières sèches. En particulier, le séchage des boues peut être solaire ou thermique et, dans le cadre d'un sécheur thermique, il existe différentes technologies de séchage. Ces sécheurs peuvent être des sécheurs directs auquel cas le fluide chaud de séchage, en général un gaz, est directement en contact avec les boues à sécher, ou indirects auquel cas un fluide chaud de séchage transmet sa chaleur aux boues via une paroi. Des boues de faible siccité, issues par exemple d'un procédé de traitement biologique, peuvent s'avérer difficiles à sécher du fait d'une grande quantité d'eau à évaporer et d'une rhéologie inadaptée au séchage. Dans le cas d'un séchage solaire, cette siccité des boues à l'entrée du procédé nécessite la mise en place d'une importante surface au sol, et donc d'un volume important de serre solaire, pour assurer un bon séchage. Dans le cas d'un séchage thermique, la faible siccité des boues à l'entrée du procédé de séchage induit souvent, là encore, un sécheur de grande taille à exploiter puisqu'il y a beaucoup d'eau à extraire.

De plus, dans le cas du séchage thermique, si une technologie sûre et efficace de séchage thermique des boues urbaines de stations d'épuration est constituée par le sécheur à bandes, notamment à basses températures de fonctionnement (30-90°C), le principal reproche fait à cette technologie concerne la siccité minimale des boues admissibles à l'entrée de ce type de sécheur afin de pouvoir sécher les boues de manière efficace. En raison de ces faibles siccités, on ne peut pas étaler correctement un tapis de boue sur les bandes du sécheur. Un autre reproche fait au séchage thermique concerne la trop forte consommation d'énergie nécessaire à ce séchage et donc des coûts élevés d'exploitation qui en résultent. Certains procédés de séchage à bandes proposent de récupérer des calories à basse température (30-90°C), chaleur fatale et donc non utilisée d'un autre procédé (par exemple eaux de refroidissement des moteurs d'une cogénération, condensation de turbine, pompe à chaleur, chaudière fonctionnant avec du biogaz). Bien que cet apport énergétique soit souvent optimisé, il est souvent insuffisant pour sécher totalement les boues. Ces procédés de séchage consomment donc encore une part importante d'énergie thermique payante.

On connaît des sécheurs thermiques composés de deux étages de séchage thermique, qui permettent d'obtenir un produit fini dont la siccité est égale ou supérieure à 85 % de matières sèches. De tels sécheurs fonctionnent en général à des températures supérieures à 100°C, ce qui peut rendre l'exploitation, du point de vue de la sécurité, moins sûre qu'un sécheur à bandes fonctionnant à basse température, inférieure à 100°C. De plus, de par sa rhéologie en sortie du premier étage, la structure de la boue n'est pas adaptée à un séchage efficace dans le deuxième étage et nécessite une étape de mise en forme en cordons, ou étape de "spaghettisation", permettant à l'air de mieux sécher les boues. Toutefois, même avec cette étape, l'efficacité du séchage n'est pas optimisée. Un sécheur solaire traditionnel est une solution possible dans les régions à fort potentiel évaporatoire, mais surtout lorsqu'une surface au sol suffisamment importante est disponible pour réaliser le sécheur, ce qui n'est pas toujours le cas. De plus, en hiver, la boue sèche mal, pouvant engendrer des odeurs à la reprise de la fermentation. Enfin, cette solution nécessite des moyens humains pour conduire un chargeur à godets. Il existe également de nombreux types de sécheurs permettant de sécher des boues jusqu'à une siccité comprise entre 60 à 95 0/0 de matières sèches (MS). On peut citer les sécheurs directs à tambour, les sécheurs indirects de type couches minces, à disques, ou à plateaux ou encore les sécheurs mixtes. Là encore, quelle que soit la technologie utilisée, les températures de séchage seront supérieures à 100°C, pouvant rendre le procédé de séchage moins sûr d'un point de vue de la sécurité pour l'exploitation par rapport à un sécheur à bandes fonctionnant à basse température. De plus, les consommations thermiques de tels sécheurs sont très élevées. On connaît, notamment d'après US 4 861 496, un procédé et un appareil de séchage par électrodéshydratation. Un tel procédé, tout en étant efficace au point de vue séchage, est consommateur d'énergie, principalement lorsque l'on souhaite obtenir en sortie une siccité élevée, en particulier supérieure à 80 % de matières sèches. L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé de séchage par électrodéshydratation de boues, notamment de faible siccité, qui permet d'obtenir en fin de traitement des boues à siccité élevée, notamment supérieure à 90 %, avec une consommation énergétique réduite, en assurant une bonne sécurité d'exploitation et en ne nécessitant qu'un minimum d'espace pour l'installation mettant en oeuvre ce procédé.

Par le terme "électrodéshydratation" on entend le couplage d'un procédé d'électro-osmose et d'un procédé de déshydratation, ainsi que le couplage d'un procédé de déshydratation et d'un procédé associant l'électroosmose et la déshydratation. Selon l'invention, le procédé de séchage de matières pâteuses, en particulier de boues de stations d'épuration, comprend un étage d'électrodéshydratation, et est caractérisé en ce que la boue sortant de l'étage d'électrodéshydratation est soumise à une opération de dépose suffisamment modérée pour conserver la structure de la boue présente à la sortie de l'étage d'électrodéshydratation, et en ce que l'opération de dépose fait passer la boue vers un étage de séchage thermique. De préférence, la température de l'air au contact des boues dans l'étage de séchage thermique est inférieure à 100°C, en particulier d'environ 75°C. L'opération de dépose peut comprendre une opération de 25 fragmentation avant le séchage thermique et un transfert de la boue fragmentée vers le séchage thermique. Le séchage thermique peut être effectué dans une installation de séchage solaire, et l'opération de dépose peut comprendre un transfert de la boue vers l'installation de séchage solaire et une fragmentation de la boue sur 30 une dalle de l'installation de séchage solaire. La chaleur provenant des buées produites dans l'étage d'électrodéshydratation est avantageusement récupérée dans un échangeur pour contribuer au chauffage du second étage de séchage thermique. De préférence, la chaleur des buées est récupérée avec condensation de la vapeur 35 d'eau contenue dans les buées. La siccité des boues en sortie de l'étage d'électrodéshydratation est avantageusement comprise entre 25% et 40% MS en masse, en particulier d'environ 30% MS, tandis que la siccité des boues en sortie du second étage de séchage est comprise de préférence entre 60% et 95% MS en masse. Le séchage thermique peut fonctionner sous un vide partiel afin d'abaisser la température d'évaporation de l'eau dans le sécheur. La boue qui arrive sous forme pâteuse en tête du procédé d'électrodéshydratation présente, en sortie de l'électrodéshydratation, une structure de type feuilleté. Les inventeurs ont pu établir qu'en maintenant cette structure particulière de la boue, le séchage thermique ultérieur est considérablement amélioré par rapport à un séchage thermique effectué sur une boue qui, après traitement d'électrodéshydratation, aurait été déstructurée par passage dans une pompe ou autre moyen de transfert relativement brutal. L'invention propose ainsi une solution qui permet de sécher des boues de faible siccité via le couplage d'un procédé d'électrodéshydratation, associé à un procédé de dépose spécifique du produit électro-déshydraté, préservant sa structure, pour le soumettre ensuite à un séchage thermique mettant en oeuvre de manière préférentielle, mais non exclusive, un séchage solaire ou un séchage à bandes fonctionnant à basse ou moyenne température. L'installation de séchage thermique est optimisée tant au niveau de sa taille qu'au niveau de sa consommation énergétique, surtout s'il s'agit d'un sécheur à bandes basse température, grâce à la texture spécifique des boues maintenue par le procédé de dépose des boues électro-déshydratées. L'objet de l'invention est ainsi de fournir un procédé de déshydratation boosté et de séchage associé de produits pâteux, acceptant des produits de très faible siccité, par exemple des boues d'eaux résiduaires urbaines à 0,3-10 % de matières sèches, de préférence 4-8 % de matières sèches. L'ensemble des procédés d'électrodéshydratation, de dépose, et de séchage thermique constitue un procédé intégré pour le séchage des boues. Selon l'invention, le couplage de l'électrodéshydratation et d'un séchage thermique via un procédé de dépose spécifique est particulièrement efficace ; en effet, l'électro-osmose modifie la structure de la boue et le procédé de dépose améliore encore cette structure afin d'accélérer le processus de séchage lors du séchage thermique. L'évaporation au niveau du séchage thermique étant accélérée, ceci permet d'avoir un sécheur plus petit, avec gain de place car encombrement réduit et gain d'investissement. L'invention prévoit, de préférence, d'utiliser une boucle de récupération énergétique à basse température au niveau de l'eau évaporée du premier étage d'électrodéshydratation du procédé, afin de pouvoir chauffer, au moins partiellement, la boue lors du traitement dans le deuxième étage de séchage thermique. En fonction de l'énergie récupérée à partir de cette énergie fatale ou à bon marché, il est possible d'adapter la siccité en sortie de l'électrodéshydratation. De plus, en fonction des heures, il est possible de choisir entre une consommation d'énergie électrique, pour l'électrodéshydratation, et une consommation d'énergie thermique pour le séchage du deuxième étage. A la sortie du premier étage d'électrodéshydratation, la boue se présente sous une forme de plaque qui peut être fragmentée, modérément, en plaquettes tout en conservant la structure de la plaque, et qui sont ensuite déposées sur les bandes du sécheur à bandes. Les plaquettes, issues de la fragmentation, ont en général une épaisseur inférieure à 1 cm sur 4 à 5 cm de côté. La fragmentation modérée de la boue en sortie du premier étage permet de s'affranchir d'une étape de mise en forme de la boue telle que celle obtenue avec une extrudeuse ou un spaghettiseur et permet d'éviter ainsi des problèmes de bouchage souvent présents sur ce genre d'équipement. L'invention permet également de s'affranchir de la recirculation d'une partie des boues séchées pour atteindre une certaine siccité à l'entrée du second étage de séchage thermique et ainsi être compatible avec ce genre de technologie.

L'invention est également relative à une installation de séchage de matières pâteuses, en particulier de boues de stations d'épuration, pour la mise en oeuvre du procédé défini précédemment, laquelle installation comprend un dispositif d'électrodéshydratation qui reçoit les boues à sécher, caractérisée en ce qu'elle comporte, à la suite du dispositif d'électrodéshydratation, un dispositif de dépose spécifique suffisamment modérée pour conserver la structure de la boue présente à la sortie du dispositif d'électrodéshydratation, et un sécheur thermique vers lequel le dispositif de dépose spécifique fait passer la boue. Le dispositif de dépose spécifique peut comporter : - un dispositif d'émiettage, non destructif et non compactant de la matière, situé en amont du séchage thermique, et constitué de l'un des moyens d'un groupe comprenant : émotteur à étoiles; malaxeur lent ; un ou plusieurs fils à couper, - et un dispositif de transfert de la boue fragmentée vers le sécheur thermique.

Le sécheur thermique peut être un sécheur solaire, et le dispositif de dépose comprend un dispositif de transfert de la boue vers le sécheur solaire et, dans le sécheur solaire, un dispositif de fragmentation, en particulier un scarificateur, de la boue sur une dalle du sécheur solaire.

L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : Fig. 1 est un schéma synoptique d'une installation mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Fig. 2 est un schéma du couplage de l'électrodéshydratation avec un sécheur thermique du type sécheur à bandes représenté en coupe verticale 10 schématique, et Fig. 3 est un schéma d'une installation selon l'invention avec couplage de l'électrodéshydratation et d'un sécheur solaire vu de dessus. En se reportant à Fig. 1 des dessins, on peut voir que, dans une installation mettant en oeuvre le procédé de l'invention, les boues à traiter 15 arrivent à l'étape 1 sous forme de boues humides, en particulier à 0,3-10 % MS, et sortent du traitement à la dernière étape 2 sous forme de boues séchées en particulier à 60-95 % MS. Le procédé de l'invention résulte du couplage de deux technologies et fait intervenir un premier étage d'électrodéshydratation 3, suivi d'un dispositif 20 de dépose spécifique 4 des boues électro-déshydratées et d'un second étage de séchage thermique 5, à basse température, c'est-à-dire à température inférieure à 100°C. Le second étage 5 de séchage est avantageusement constitué par un sécheur à bandes ou un sécheur solaire. Le dispositif de dépose spécifique 4 est prévu pour effectuer un 25 transfert, vers le second étage 5, et une fragmentation de la boue suffisamment modérés pour conserver la structure de boue présente à la sortie de l'étage d'électrodéshydratation 3. La récupération de la chaleur contenue dans les buées issues de l'étage d'électrodéshydratation 3 est assurée par un échangeur 6 qui transmet 30 cette énergie sous forme de chaleur via un fluide thermique au sécheur 5. Cette énergie récupérée sert à chauffer, au moins partiellement, le sécheur 5. Ce sécheur 5 peut être un sécheur à bande(s), auquel cas la répartition de la hauteur du lit de boue sur la ou les bandes peut être contrôlée par un dispositif à laser qui adaptera ensuite la vitesse d'avancée de la ou des 35 bandes de séchage en fonction de cette hauteur du lit de boue. Il est également possible d'adapter la hauteur du lit de boue en l'égalisant via une sorte de presse, ou via des rouleaux réglables en hauteur et faisant toute la largeur d'une bande de séchage.

De préférence, l'étage d'électrodéshydratation 3 est réglé de manière que la siccité des boues en sortie de cet étage soit comprise entre 25 et 40 0/0 MS, et plus particulièrement égale à 30 % MS. L'électrodéshydratation permet de modifier la structure de la boue en faisant migrer les molécules d'eau en périphérie de l'électrode, ce qui améliore le processus de séchage. Il est donc important de conserver cette structure pour le deuxième étage de séchage 5. Le dispositif de dépose spécifique 4 est un élément essentiel dans la mesure où la perte de la structure de la boue, acquise lors de l'étape d'électrodéshydratation, réduirait sensiblement l'efficacité du séchage thermique. A titre indicatif, un système de type trémie associé à une pompe de reprise détruirait cette structure et la boue reprendrait un aspect très fluide du genre pâte de dentifrice. La boue sortant de l'étape d'électrodéshydratation se présente sensiblement sous la forme d'une plaque feuilletée dont l'épaisseur peut être inférieure à 1 cm et le dispositif de dépose spécifique est prévu pour maintenir cette structure feuilletée. Le dispositif de dépose spécifique 4 peut comporter un dispositif d'émiettage, non destructif et non compactant de la matière, situé en amont du séchage thermique, et constitué notamment de l'un des moyens suivants : un émotteur à étoiles 4.1 (Fig.2), un malaxeur lent (non représenté), un ou plusieurs fils à couper (non représentés), ou tout autre système permettant de casser les plaques éventuelles obtenues en sortie d'électrodéshydratation mais en conservant la microstructure de la boue obtenue. Avec un tel dispositif d'émiettage non destructif la boue peut être émiettée, notamment sous forme de plaquettes de l'ordre de quelques centimètres de côté en conservant l'épaisseur de la plaque de boue à la sortie de l'électrodéshydratation. Ceci permet de conserver les qualités de la boue pour le séchage thermique ultérieur qui nécessitera moins d'énergie. De préférence, la vitesse de rotation de machines tournantes utilisées pour cet émiettage ne dépasse pas 300 tours/minute. Les boues ainsi émiettées sont ensuite simplement déposées dans le sécheur 5 par un système de transfert ou de transport ne générant que des secousses modérées. Un tel système de transport peut être du type tapis ou transporteur à bande, ou à vis non compactante (sans âme, à vitesse de rotation lente). Dans le cas où le transport de la boue après électrodéshydratation, jusqu'à la dépose dans le sécheur 5, est une vis transporteuse, la vitesse d'avancement de la vis transporteuse ne dépassera pas 20 cm/seconde afin de ne pas compacter la boue, ce qui casserait sa structure acquise lors de l'étape d'électrodéshydratation.

La dépose dans le sécheur 5 peut faire intervenir une chute gravitaire après un dispositif d'émiettage non destructif. La hauteur de chute 4.2 des boues électro-déshydratées entre le dispositif de dépose, de type machine tournante d'une part telle qu'un émotteur à étoiles 4.1 (Fig.2), et les bandes d'un sécheur à bandes d'autre part, est fonction du type de boues séchées et de la siccité des boues à la sortie de l'étape d'électrodéshydratation. Cette hauteur de chute n'excèdera pas 1 m afin de ne pas générer de poussières dues aux morceaux de boue qui se casseraient en tombant sur la bande du sécheur 5. La récupération de l'énergie thermique des buées de l'étape d'électrodéshydratation 3 au travers de l'échangeur 6 peut se faire de différentes manières en fonction du type de fluide en circulation dans le sécheur 5, ainsi que du type de sécheur 5 : - système direct ouvert, selon le cas de Fig. 3, - système direct fermé, - système indirect fermé dans le cas de Fig. 1 et 2.

Les buées issues de l'étape d'électrodéshydratation 3 sont aspirées par un ventilateur 7 dans une conduite 3.7 et sont envoyées vers l'échangeur 6, qui est un condenseur dans lequel circule un fluide thermique, eau, air ou autre fluide, arrivant par une canalisation 6.1. Ce fluide thermique est celui d'une boucle thermique B, moyenne ou basse température, servant à chauffer le sécheur 5. Le fluide récupère la chaleur latente de condensation des buées dont la température est voisine de 100°C. L'eau condensée est évacuée par une conduite 6.2. La boucle B permet de récupérer de l'énergie à basse température fatale ou à bon marché pour le chauffage du sécheur 5. En fonction de la fraction récupérée de cette énergie fatale ou à bon marché, la siccité en sortie de l'électrodéshydratation 3 pourra être adaptée. Au besoin, un appoint thermique, via un échangeur supplémentaire 8 peut être réalisé à l'aide d'une source d'énergie extérieure. Une boucle A est définie au niveau de l'échangeur 6 pour les buées et l'eau condensée, et une boucle C est définie pour le fluide thermique refroidi 35 au niveau de l'échangeur 8. Dans le cas d'un système direct de séchage, le fluide thermique qui circule dans l'échangeur 6 est en contact avec les boues du sécheur sans qu'il y ait nécessité d'un échangeur supplémentaire. Une telle installation peut notamment se présenter selon l'invention lors du couplage de l'électrodéshydratation avec un dispositif de dépose spécifique et un sécheur de type sécheur solaire 5s (Fig.3) constitué par une serre : l'air de la serre solaire est alors préchauffé directement dans le condenseur 6. Le fluide thermique, de l'air, venant de l'extérieur est réchauffé dans le condenseur 6 et, une fois réchauffé par les calories cédées lors de la condensation des buées, est envoyé dans le sécheur 5s. Le système de récupération de l'énergie des buées peut être direct et ouvert (Fig.3) ou direct et fermé.

Dans un système de récupération de l'énergie des buées indirect et fermé (Fig. 2), le fluide thermique passant dans le condenseur 6 peut être de l'eau, de l'air ou tout autre fluide permettant de véhiculer des calories. Le fluide thermique qui circule dans le condenseur 6 n'est pas en contact, dans le sécheur 5, avec les boues. Il y a alors un système d'échangeur 5e entre le fluide thermique et l'air du sécheur 5, afin d'optimiser la récupération et l'utilisation de l'énergie récupérée sur les buées de l'étape d'électrodéshydratation Dans la plupart des cas, il sera nécessaire d'ajouter un échangeur supplémentaire 8 (Fig.1 et 2) pour permettre à la température du fluide dans la boucle B d'atteindre une température suffisamment élevée pour réchauffer l'air du sécheur 5 ; l'échangeur 8 sera positionné préférentiellement sur la boucle B. Le sécheur 5 est de type sécheur thermique et peut être de préférence, mais non exclusivement, un sécheur à bandes. La chaleur récupérée sur les buées via le condenseur 6 est alors envoyée sous forme de fluide chaud, de préférence de l'eau chaude, véhiculé jusqu'à l'échangeur 8 alimenté par un fluide extérieur chaud. L'échangeur 8 peut être alimenté par une source d'énergie fatale ou à bon marché, ou toute autre source d'énergie thermique afin d'atteindre la température de fonctionnement dans le sécheur 5. Dans le cas où le sécheur thermique 5 est un sécheur à bandes ayant la particularité de fonctionner à basse température (30-90°C), la récupération de l'énergie contenue dans les buées de l'étape d'électrodéshydratation 3 est optimisée et permet d'apporter une fraction plus importante des besoins énergétiques du sécheur 5. Une particularité de l'invention consiste dans la possibilité de fonctionner sous un vide partiel, plus ou moins poussé, au niveau du séchage thermique 5 afin d'abaisser la température d'évaporation de l'eau dans le sécheur 5. En effet, pour une température de fonctionnement identique au niveau de l'étage de séchage 5, si la pression au sein de l'enceinte du sécheur 5 est abaissée via une pompe à vide, l'évaporation aura lieu plus rapidement. Si la température de fonctionnement au niveau de l'étage de séchage 5 est abaissée afin de pouvoir optimiser la récupération énergétique entre l'étage d'électrodéshydratation 3 et le sécheur 5, et si dans le même temps un vide partiel, plus ou moins poussé, est réalisé au sein de l'enceinte du sécheur 5, dans ce cas les performances de séchage seront identiques à celles obtenues avec un séchage à une température de séchage plus élevée et une pression également plus élevée. Si un appoint thermique est nécessaire, il sera moindre puisque la température de fonctionnement du sécheur à bandes sera abaissée. Fig. 3 est un schéma d'une installation 9 selon l'invention dans laquelle le deuxième étage de séchage est assuré par un sécheur solaire 5s. Le dispositif de dépose 4 peut être constitué par un émotteur à étoiles (non représenté) semblable à celui de Fig. 2. La boue fragmentée de manière modérée par cet émotteur est transférée à un dispositif de transport 10.1, de type bande transporteuse, monté sur pivot équipé d'un dispositif de transfert 10.2 à mouvement rotatif autour d'un axe vertical, qui permet de répartir une fine couche de boue, issue de la fragmentation après électrodéshydratation 3, sur une dalle réceptrice 5s1 du sécheur solaire 5s. Le dispositif de dépose 4 est avantageusement équipé d'un système d'avancée tel qu'un scarificateur 11 pour répartir la boue sur toute la longueur L nécessaire de la dalle réceptrice 5s1 du sécheur solaire. Le cas échéant, ce scarificateur 11 pourra, en fonction du type de boue traitée, se substituer à l'émotteur à étoiles de sorte que la fragmentation modérée de la boue sera effectuée sur la dalle 5s1. La hauteur de chute entre l'émotteur à étoiles lorsqu'il est présent, et la bande transporteuse 10.1 est au maximum de 1 m afin de ne pas déstructurer la boue provenant de l'électrodéshydratation.

La hauteur de chute des boues, en particulier fragmentées par un émotteur, entre le dispositif de transfert 10.2 et la dalle réceptrice 5s1 est au maximum de 2 m, et de préférence d'environ 1 m. Dans cet exemple de réalisation, l'échangeur condenseur 6 est un échangeur buées/air. L'air froid arrive dans l'échangeur 6 par une conduite 6a1 et sort réchauffé par une conduite 6a2 pour être envoyé dans la serre du sécheur solaire. La puissance récupérée au niveau des buées de l'étape d'électrodéshydratation 3 permet ainsi de chauffer l'air intérieur du sécheur solaire 5s. Il s'agit dans ce cas d'une récupération de l'énergie des buées via un échangeur direct ouvert 6. Les autres éléments de l'installation de Fig. 3 identiques ou semblables à des éléments déjà décrits sont désignés par les mêmes références sans que leur description soit reprise.

De préférence, quelle que soit la réalisation, la siccité des boues à la sortie de l'étape d'électrodéshydratation 3 est réglée inférieure à 30 % MS pour éviter un collage des boues qui se produit pour des siccités voisines de 30 % ou légèrement supérieures à cette valeur. L'invention permet d'obtenir en fin de traitement des boues à siccité 10 réduite, avec 90 % à 95 % MS, à l'aide d'installations dont l'emprise au sol est sensiblement réduite.

ESSAI du PROCEDE Un essai du procédé selon l'invention a été réalisé avec une 15 installation représentée schématiquement sur Fig. 2. La boue à traiter délivrée par une pompe P arrive dans un dispositif d'électrodéshydratation 3.1 pour y subir un séchage par électrodéshydratation 3. La boue sort du dispositif 3.1 pour être reprise par le dispositif de dépose spécifique 4 avant d'alimenter un sécheur 5 du type sécheur à bandes fonctionnant à basse température, la 20 température de l'air de séchage dans ce sécheur étant d'environ 75°C. A la sortie du dispositif d'électrodéshydratation 3.1, les boues ont une siccité de 30 % MS, et le débit de boues est de 443 kg/h (kilogramme/heure), la température de ces boues étant de l'ordre de 80°C. Le débit de boues à l'arrivée 1 de l'étape d'électrodéshydratation était 25 de 665 kg/h, il y a donc eu 222 kg/h d'eau extraite pendant l'étape d'électrodéshydratation 3. La majeure partie de cette eau se retrouve sous forme de filtrat en raison de cette technique d'électrodéshydratation. Dans l'exemple de réalisation considéré, le dispositif de dépose spécifique 4 comprend un émotteur 4.1 à étoiles qui assure un traitement 30 modéré de fragmentation de la nappe de boue sortant de l'électrodéshydratation 3 pour la fragmenter en plaquettes dont l'épaisseur est sensiblement la même que celle de la nappe, à savoir de l'ordre du centimètre ou moins, et dont les dimensions sont de l'ordre de quelques centimètres. Le transfert des boues ainsi émiettées sur la bande 5.1 du sécheur 35 est assuré par une chute gravitaire 4.2, de hauteur réduite, de préférence inférieure à 1 m, sur la bande 5.1. Les boues ainsi déposées sur la bande 5.1 ont conservé la structure particulière existant à la sortie de l'électrodéshydratation 3. Cette structure, du genre gâteau de filtre-presse qui peut être obtenu avec des boues de stations d'épuration, améliore la cinétique de séchage des boues. Les boues ont une température de l'ordre de 70-80°C à l'entrée du sécheur à bandes 5. L'eau évaporée lors de l'étape de séchage du sécheur à bandes 5.1 est de 295 kg/h. On obtient en sortie 2 des boues séchées à 90 % MS, soit un débit de boues séchées de 148 kg/h de boues à 90 % MS. Dans l'exemple considéré, le sécheur à bandes 5 présente une surface utile de séchage de 25 m2. La récupération de chaleur provenant de l'électrodéshydratation 3 est réalisée en aspirant à l'aide du ventilateur 7 les buées dégagées lors de cette étape d'électrodéshydratation. Ces buées aspirées contiennent de la vapeur d'eau et une quantité d'incondensables aux alentours de 10 % en masse et elles se trouvent à une température de 100°C. Ces buées traversent le condenseur 6 dans lequel, selon l'exemple considéré, circule l'eau de la boucle thermique B basse température, base de la récupération énergétique. L'eau qui est réchauffée dans le condenseur 6 arrive par une canalisation 6.1 reliée à la sortie de l'échangeur 5e qui assure le chauffage de l'air dans le sécheur à bandes 5. Le sécheur à bandes 5 fonctionne à basse température, c'est-à-dire que l'air à l'intérieur du sécheur 5 est à une température d'environ 75°C. Le chauffage de cet air est assuré par l'échangeur 5e dans lequel circule l'eau chauffée dans le condenseur 6 dont elle sort par une conduite 6.3. En sortie 6.2 du condenseur 6, l'eau condensée, les buées restantes et les incondensables ont une température de l'ordre de 85°C, la quantité de vapeur restante est de 7,3 kg/h et la puissance échangée est de 24 kW. Du côté de la boucle d'eau B, à l'entrée du condenseur 6, la température de l'eau est d'environ 72°C ; en sortie de ce condenseur, la température de l'eau est d'environ 74°C et le débit d'eau est de 9,5 tonnes/h. L'eau sortant par la conduite 6.3 est ensuite chauffée de 74° à 90°C par l'échangeur 8 alimenté par un fluide chaud auxiliaire, arrivant par une 30 canalisation 8.1. La consommation énergétique est de 174 kW. La chaleur fournie par l'eau ainsi réchauffée dans l'échangeur 5e, à l'air du sécheur 5, fait redescendre la température de l'eau à 72°C en sortie de l'échangeur 5e, tout en fournissant à l'air du sécheur 5 une puissance de 198 kW. 35 La récupération de l'énergie contenue dans les buées de l'étape d'électrodéshydratation 3 correspond à une puissance de 24 kW échangée au niveau de l'échangeur 6. Il s'agit d'énergie fatale récupérée représentant environ 12 % des besoins en énergie.

La solution de l'invention permet pour une même siccité des boues en sortie du procédé, par exemple 90 % MS, de réduire la surface utile du sécheur thermique 5 par rapport à une solution classique, cette diminution étant d'environ 20 % de surface utile au moins, pour une même efficacité de séchage.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de séchage de matières pâteuses, en particulier de boues de stations d'épuration, comprenant un étage d'électrodéshydratation (3), caractérisé en ce que la boue sortant de l'étage d'électrodéshydratation (3) est soumise à une opération de dépose (4) suffisamment modérée pour conserver la structure de la boue présente à la sortie de l'étage d'électrodéshydratation, et en ce que l'opération de dépose fait passer la boue vers un étage de séchage thermique (5).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de l'air au contact des boues dans l'étage de séchage thermique est inférieure à 100°C, en particulier d'environ 75°C.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'opération de dépose (4) comprend une opération de fragmentation (4.1) avant le séchage thermique (5) et un transfert de la boue fragmentée vers le séchage thermique (5).
4. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le séchage thermique (5) est effectué dans une installation de séchage solaire (5s), et l'opération de dépose (4) comprend un transfert de la boue vers l'installation de séchage solaire (5s) et une fragmentation de la boue sur une dalle (5s1) de l'installation de séchage solaire.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que de la chaleur provenant des buées produites dans l'étage d'électrodéshydratation est récupérée dans un échangeur (6) pour contribuer au chauffage du second étage de séchage thermique (5).
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chaleur des buées est récupérée avec condensation de la vapeur d'eau contenue dans les buées.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 35 en ce que la siccité des boues en sortie de l'étage d'électrodéshydratation (3) est comprise entre 25% et 40% MS en masse, en particulier d'environ 30% MS, tandis que la siccité des boues en sortie du second étage de séchage est comprise entre 60% et 95% MS en masse.30
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le séchage thermique (5) fonctionne sous un vide partiel afin d'abaisser la température d'évaporation de l'eau dans le sécheur (5).
9. 9. Installation de séchage de matières pâteuses, en particulier de boues de stations d'épuration, comprenant un dispositif d'électrodéshydratation (3.1) qui reçoit les boues à sécher, caractérisée en ce qu'elle comporte, à la suite du dispositif d'électrodéshydratation (3.1), un dispositif de dépose spécifique (4) suffisamment modérée pour conserver la structure de la boue présente à la sortie du dispositif d'électrodéshydratation, et un sécheur thermique (5,5s) vers lequel le dispositif de dépose spécifique (4) fait passer la boue.
10. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le dispositif de 15 dépose spécifique (4) comporte : - un dispositif d'émiettage, non destructif et non compactant de la matière, situé en amont du séchage thermique, et constitué de l'un des moyens d'un groupe comprenant : émotteur à étoiles (4.1) ; malaxeur lent ; un ou plusieurs fils à couper, 20 - et un dispositif de transfert de la boue fragmentée vers le sécheur thermique.
11. 11. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le sécheur thermique est un sécheur solaire (5s), et le dispositif de dépose (4) comprend un dispositif de transfert (10.1, 10.2) de la boue vers le sécheur solaire et, dans 25 le sécheur solaire, un dispositif de fragmentation, en particulier un scarificateur (11), de la boue sur une dalle (5s1) du sécheur solaire.