JP6514207B2 - 有機廃水処理のための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機廃水の処理のための方法、特に高コロイド水性体の、及び／又は、液体汚泥のエマルジョンの、加圧された気体内へのこれらの吹き込み、分散、及び拡散による、処理、調整、凝固、凝集、及び酸化のための過程に関する。

本発明はまた、そのような方法を採用している、高コロイド水性体の、及び／又は、液体汚泥のエマルジョンの処理（調整、凝固、凝集、及び酸化）のための装置に関する。

本発明は、有機的又は生物学的汚泥の体積の減少の分野において、それらの処理又は引き続く使用の目的のために、特に重要な、但し排他的ではない応用を見出している。

浮遊固形物と該固形物がその中に見出されるところの液体排出物との間を分離するための方法は、既に公知である。

汚泥から水を抽出するために存在している技術は、本質的に締固め（これは固形化合物の内容物（総混合物の重量％での）を５％のオーダーで高める）、遠心力又はろ過（この両者は、固形化合物の内容物を１８〜２５％まで高める）、及び最後に乾燥（燃焼または数週間拡げることによる）、それは固形化合物の内容物を９０〜９５％まで高める、である。これは、一方で、処理前の下水汚泥の固形化合物の重量での内容物が、一般的に廃水の総重量の０．１％〜１％の間であることが知られている場合である

従来技術の全てこれら公知の処理は、乾燥が十分でない（締固め、遠心力、ろ過）という事実に関する、又は処理時間（乾燥）又は高エネルギー消費（燃焼）に関する欠点を示している。

既に、スラリー廃棄物の処理に関する方法は、公知である（FR 2 175 897）。そこでは、容器を備えている密封された回路が、スラリー廃棄物を供給され、その中で回路再循環が、酸素含有ガスを該容器の上流の回路内に導入することによって数十分間実行される。

酸素を含むガスによって過飽和を可能にするのに十分な期間の間、活性化された汚泥を容器内で保存することが、浮遊固形物の顕著な除去を可能にするものとして示されている。

そのような方法は、それが長時間かかるということを別にしても、様々な閉塞の源であるかなり複雑な装置を使用している。

空気がその中で泡立てられる小さなチャンバー内における少なくとも２つの相互に反対方向の流れの衝撃非コロイド化のための方法は、また公知である。

かなり効率的であるけれども、この方法は、本質的に、高無機質の汚泥（すなわち、乾燥物質の１００重量％に対する有機物質の％が５〜１５％未満である）に適用可能である。

汚泥の液体と浮遊物質とを分離するための方法であって、その中で汚泥と空気が大きな流速で小さな容積のチャンバー内へ注入されるものは、公知である（仏国特許FR 2 966 818）。

該方法は、有機コロイドに結合された水の分離を可能にする。

しかし、そのような方法は、有機汚泥、例えばアンモニアで満ちた汚泥を汚す幾つかの構成部分を取り除くことを可能にしない。

そのような処理で得られた汚泥の脱水は、さらに改善され得るが、運搬及び廃棄処理経費における顕著な節約をもたらす従来技術に対して乾燥における利得は僅か１％である。

このように、汚泥処理工場の使用者にとって、運転経費への投資に関するリターンは、非常に素早く小さな改善を正当化する。

本発明は、従来の公知のものよりも、実際の要求により良く対応する方法及び装置を提供することを目的とし、特に本発明は、脱水を改善すること可能にするであろうこと、特にそれが公知の遠心分離技術または加圧／ろ過技術と組み合わせて用いられるとき、それは、特に非常に急速な仕方でアンモニアで満ちた汚泥をより良く清浄化することを可能にする場合であることを目的とし、本発明の方法の使用は、結果が得られるまでに僅か数秒又は数分を要するだけである。

特に、この方法は、高度有機汚泥、即ち、リン脂質、多糖、細菌残留物、揮発性脂肪酸などに対する優れた結果を得ることを可能にする。

また、該デバイス（ベルトフィルタ又は遠心分離器）の下流に配置された付加的な別の機器と組み合されるとき、最適化された出力を得ることが可能であり、１０％を超え、例えば２５％、乾燥を改善する。

本発明によって、既存の設備は、容易に改善され得、このことは、低電力消費及び採用された設備（加圧空気、反応物質など）の全体として合理的な使用の結果として、低コストで達成されうる。

更に、該方法は、簡単な装置を用い、従来技術の装置、例えば遠心分離器のようなものとは対照的に、その連続運転は幾つかの運転上の制約を示す。

本発明はまた、匂いを持たない又は腐植の匂いを持つ脱水された多孔質固形状の物の形態において、固形残留物を得ることを可能にし、それは特に再利用すること、及び／又は、拡げることが容易である。

この目的で、本発明は、廃液の処理のための方法を特に提供するものであり、そこにおいて、上記廃水が連続的流れとして流速ｑ（ｍ^３／ｈ）でチャンバー又は容器へ供給され、前記チャンバー内にエマルジョンを得るために、空気を流速Ｑ（Ｓｍ^３／ｈ）で前記チャンバー内へ注入することによって、該チャンバーは所定の平均圧力に保持されている、且つ圧力降下が、該エマルジョンを回収する前に、ろ過のための又は沈殿による分離のためのデバイス内に生成される、上記方法において、
汚泥は有機汚泥であり、第２チャンバーと名付けられた該チャンバー又は容器は、所定の第１圧力（Ｐ_１）に保持された第１チャンバーを介して、及び／又は、直接に廃水を供給されること、及び
該所定の圧力降下は、制限部及び／又はバルブの直ぐ下流に配置された領域内で所定の第３圧力に保持された第３チャンバーへ供給するために、少なくとも１つの制限部又は１つのバルブによって該エマルジョン内に生成されること、及び
凝集剤が、処理の出口で濃厚に凝集された汚泥内に空気のエマルジョンを形成するために該第３チャンバーの前記領域内へ注入され、その後、前記エマルジョンは、排出前に大気圧へ脱ガスされること、を特徴とする。

有利には、該チャンバー又は容器は、制限部を通して廃水を供給され、該エマルジョン内の該所定の圧力降下は、第２及び／又は第３制限部によって生成される。制限部の数も、更に増加させられうる。

１以上の、圧力／陰圧の繰り返しは、このように実行され、驚くべきことに端部で乾燥におけるより大きな利得を得ることを可能にするところの物質（エマルジョン）の状態を作り出す。

ここで探索されているものは、多孔性ではなく、相互干渉する、及び／又は、繰り返す圧力／陰圧の勾配を調節することによる水の抽出である。

より具体的には、圧力パラメータは、有機汚泥にそのコロイド結合のレベルで働くように用いられ、エネルギーの入力は、圧力により、特に圧力降下を生じる部材の位置で、１以上の非常に強い局部的な超過圧を許容することにより運ばれる。

こうして、第１圧力を働かせることによって、強いストレスが汚泥上に生み出される。上記汚泥は、有機物質及び水で作られたコロイド状構造であるので、この圧力は、静電結合（クーロン型）または双極子結合（ファンデルワールス型）を不安定化／分離することができる。その結果、水が有機成分を出すことになる。

それに続く陰圧は、コロイドの不安定化／分離効果及び結合分離効果を続けつつ、その部分に対して汚泥加速運動及びより低圧の領域の方への拡大／引き出しを生み出すであろう。

最後にもう一度、圧縮且つその後の陰圧という系列は、上に記載された効果を長引かせ／増幅し／生み出すために実行される。

引き続く系列ごとに、物質（エマルジョン）の異なる状態は、このように生成され、期待された効果を達成することを可能にする。

これはさらに、新たな追加の圧力／陰圧の系列を加えることによって毎回改善されうる。

凝集では、単純に相分離の物質化である。

平均圧力は、該チャンバーの容積にわたる圧力を意味すると理解される。

圧力降下をもたらす制限部によって導入された廃水自体の流れの中への空気の注入は、流れが通過すると、空気の強い吸引を生成することはさらに留意されるべきである。

該装置の主要部において、該エマルジョンは、汚泥を被覆する空気（連続相）中の汚泥（分散相）である。

空気中の該汚泥の該エマルジョンは、したがって、請求されたように、連続的な制限部による圧力／陰圧の動作の結果である。

さらに、ガス流速の値は、従来はＮｍ^３／ｈで与えられ、化学工業の分野における技術者である当業者により自然に受け入れられ且つ理解されるように、体積（Ｓｍ^３／ｈでの）は、本ケースでは、１バールの圧力、２０℃の温度、且つ０％湿度でのその値で考えられることが思い出される。

例え僅かな陰圧の存在においてさえ、ガス操作された床内の汚泥の非常に良い分散が実際に観察され、制限領域の通過の際、該圧力は局部的に強くて、該比率の逆転をもたらしうることが知られている。

これら領域において、圧力は上昇し、そして空気は汚泥へよりよく侵入し、恐らくこの理由のために、本発明で見られる例外的な多孔質効果を際立たせる。

エマルジョンの、及び／又は、エマルジョンの逆転のこれら現象のせいで、該空気は究極的に汚泥と接触するようになり、凝集は、消臭化、汚泥フレークの浮遊選別、及びそれらの脱水化に有用な仕方で、空気／水の対を設定する。

こうして、ミリメータのサイズの気泡（１ｍｍ〜５ｍｍ）を有する汚泥フレークの高多孔性を見ることが可能であったが、それに対し、従来の浮遊選別の間は、マイクロメータのサイズの気泡が生成され、そして有機物質の界面活性剤媒質として働く

これら公知の場合、該物質は、１時間当たり数メートルの割合で水面へ上昇し、浮遊物の表面で気泡を破裂へ導き、又は場合により該フレークを中間領域内へそしてその後容器の底へ戻すことを可能にし、汚泥は水よりも僅かに大きな密度を有する。

本発明で、フレークはそれ自身、水よりもかなり低い密度を持っている（汚泥の密度は０．６〜０．９ｇ／ｃｍ^３）。

この非常に特殊な特性は、汚泥が、相の分離を永続させるところの改善された速度で生み出された高浮揚性品質であることを可能にする。

１の実施態様によると、ガス利用流体化床内へ衝撃／分散を導入することを可能にするところの手段が、備えられている。例えば、各チャンバーは、流れに垂直な壁、バネ装置、ラシヒリング等のような簡単な油圧システムを具備している。

有利には、廃水は、チャンバー（第１又は第２チャンバー）内へ導入され、該チャンバーは、サイズが小さく、例えば時間当たりに通過される廃水の体積（流速）の０．５％以下の体積に対応している、即ち、汚泥１０ｍ^３／ｈ当たり５０リットル、例えば３０リットル、実際には５リットル以下でさえある。これは、例えば１０バールの水圧を有するポンプによって供給された汚泥の流れの中に、急激な圧力降下を可能にし得る。

この第１チャンバー（又は第２チャンバー）は、例えばベンチュリーを形成し、それを超過圧≧４バール（絶対圧力）、例えば５バール（絶対圧力）で可能にする狭められた出口によって閉じられる。

第１チャンバーの出口は、こうして第１制限部、及び／又は、第２制限部によって作られ、制限部の下流に例えば１０Ｓｍ^３／ｈで該第２チャンバー内に注入された空気の廃水中への侵入に有利である。

第３チャンバーの頂部での第２制限部、及び／又は、第４チャンバーの頂部での第３制限部は、例えば、多かれ少なかれこの第１制限部の直ぐ下流に備えられる。

特にここで記載された本発明の実施態様によると、そして多かれ少なかれこの第２制限部の直ぐ下流（数センチメートル、１メートル、又は数メートル）に、そこに更に、浮遊物質と接触しているμｍ及びｍｍサイズの気泡を捕獲することを可能にするところの凝集剤が注入される。

５０ｍ／ｈ、実際には１００ｍ／ｈ及びそれ以上の上方への速度を有する汚泥の直接的浮揚という非常に有利な現象が、その後生み出される。比較して、汚泥の浮揚のための従来技術は、２〜６ｍ／ｈの上方への速度を可能にする。

この思わぬ現象は、コロイド汚泥から自己排水物質を形成することを可能にする。

有利な実施態様において、資源は、付加的に及び／又は更に、以下の設定の１つ及び／又はその他のものを有する：
− 該第１チャンバーは、３２００ｃｍ^３未満、実際３０リットル未満の容積を有し、該第１圧力は絶対圧力で４〜１０バールの間であり、流速ｑは５ｍ^３／ｈ〜３０ｍ^３／ｈの間であり、該第２圧力は絶対圧力で１．２バール〜４バールの間であり、該空気流速Ｑは５Ｓｍ^３／ｈ〜２００Ｓｍ^３／ｈの間であり、且つ該第３圧力は絶対圧力で１．０５バール〜２バールの間である；
− 該第２チャンバーと第３チャンバーの間の中間チャンバーはエマルジョンを供給される；
− 空気は、該第２チャンバーと該第３チャンバーの間に配置された上記中間チャンバー内への最初の注入の下流への、流速Ｑ’、例えば５０〜２００Ｓｍ^３／ｈ、実際それ以上（即ち２００Ｓｍ^３／ｈを超え、例えば５００Ｓｍ^３／ｈ又は１０００Ｓｍ^３／ｈ）での第２回目に注入されたものであり；
− 該第１、第２及び／又は第３制限部は、ベンチュリーによって形成されている；
− 該第２チャンバーは、平均直径ｄ及び高さＨ≧１０ｄを有する円柱状部、例えば２ｍを超える、例えば３ｍ、例えば５ｍを超える円柱状部である；
− 該凝集剤は、該第２又は第３制限部を出た直後（数ｃｍ、例えば５ｃｍ〜１０ｃｍの間）に注入されたポリマーである；
− 該凝集されたエマルジョンの一部分は、該第１チャンバー内で、例えば流速の１／１０及び１／５として、又は該装置から出た汚泥の体積の５％〜３０％の間、例えば１０％又は２０％がリサイクルされる。これはポリマーの全体としての消費を低下させることを可能にする。
− 汚泥の処理は、管状チャンバーの下流で遠心分離、ろ過、及び／又は、圧縮によって実行される；
− 注入された該空気は加熱されうる。

本発明はまた、上述されたような方法を採用する装置を提供する。

また、汚泥の連続的処理のための装置であって、上記汚泥を連続的な流れとして流速ｑで供給するための、所定の平均圧力に保持されたチャンバー又は容器の手段、上記チャンバー内にエマルジョンを得るために、空気を流速Ｑで前記チャンバー内へ注入するための手段、所定の圧力降下を該エマルジョン内に生成するように配設された制限部又はバルブ、及び該このように脱ガスされたエマルジョンをろ過のための又は沈殿による分離のためのデバイス内に回収するための手段を備えている、汚泥の連続的処理のための装置において、
該チャンバー又は容器は第２チャンバーと名付けられ、且つ該装置は、有機汚泥を処理するように配設され、
前記第２チャンバーに供給するための手段は、所定の第１圧力に保持された第１チャンバーを介して、及び／又は、直接にそれを供給するように配設されていること、及び
該装置は、付加的に少なくとも、所定の圧力降下を該エマルジョン内に生成するために配設された１つの制限部又はバルブ、及び前記制限部の直ぐ下流に配置された領域内で所定の第３圧力に保持された第３チャンバー、及び凝集剤を該第３チャンバーの前記領域内に注入するための手段、及び前記エマルジョンを大気圧へ脱ガスするための手段を備えていること、を特徴とする上記装置に関する。

有利には、該供給手段は、該第２チャンバーの上流に第１制限部備え、該エマルジョン内の所定の圧力降下は第２制限部、及び／又は、第３制限部によって生成される。

有利な実施態様において、脱ガス手段は、上記制限部の直ぐ下流に配置された領域に相対的に該第３チャンバーの他方の端部に配置される。

有利には、それは、該第２チャンバーと第３チャンバーの間に中間チャンバー及び上記中間チャンバー内への第１注入の下流に空気を注入するための手段を更に備えている。

また有利には、該第１及び第２制限部は、ベンチュリーによって形成されている。

別の有利な実施態様において、該第２チャンバーは、平均直径ｄ及び高さＨ≧１０ｄを有する円柱状部である。

代替形状において、汚泥粒子間の衝撃を促進するために反応物を加えることが可能である。それは、例えば汚泥の浮遊物質（ＳＭ）含有量の１０％の、５％の又は１％のレベルで用いられ得る。

この反応物は、例えば、砂、炭酸カルシウム、消石灰などである。それは円柱状部の上流に、例えば液状汚泥と混合されるために容器内に導入される（図示されていない）。

酸素化反応物が、同様に導入されうる。

本発明のより良い理解は、限定的でない例として以下に与えられた実施態様の記載を読むことによって得られるであろう。該記載は、添付された図面を参照している。

本発明の実施態様に係る、特に本明細書で記載された装置の該略図である。 本発明の別の装置の１実施態様の概略図である 本発明の１の装置の別の実施態様の概略図である。

図１は、貯蔵容器又は窪み部４から手段３（ポンプ）によって、吸引された汚泥２を濃縮するための装置１を図式的に示している。

装置１は、供給回路６（例えば可撓性のチューブ）の圧力低下の結果として、例えば供給ポンプ３の出口圧力Ｐ_０より僅かに低い所定の第１圧力Ｐ_１で、液体汚泥を受け取るために、小容積の、例えば円筒又は立方体で、例えば１０リットルの容積を有する第１チャンバー５を備えている。ポンプの流速ｑは、例えば、５ｍ^３／ｈ〜５０ｍ^３／ｈの間であって、例えば、１０ｍ^３／ｈであり、所定の第１圧力Ｐ_１は絶対圧力で２バールであり、Ｐ_０は、例えば、絶対圧力で２バールである。

該チャンバー５はその出口で、大きな容積、例えば２００リットルを有する第２チェンバー１０から分離するために、例えば２ｃｍの直径を有する、例えば開口部又はノズル８によって形成された円形制限部７を中間壁９内に備えている。

例えば円筒形状の第２チャンバー１０は、第２圧力Ｐ_２（例えば絶対圧力で１．８バール）であり、そして例えば底部に非常に高い流速Ｑ＝５００Ｓｍ^３／ｈ及び数バール、例えば５バールの圧力で空気１１を供給され、該チャンバーにより形成された区画１２内で、該制限部７と類似又は同一の第２制限部１５を介して放出された汚泥滴１４のエマルジョン１３を生成する。

該区画内への汚泥の導入の直後のエマルジョン内への空気の注入は、該ノズルの後の加速における部分において生じる混合を容易にする（空気排出装置効果）。

第２制限部１５は、シリンダーによって形成された、例えばより大きな容積の、例えば５００リットルの中間チャンバー１８上に現れ、その内部は、第３圧力Ｐ_３、例えば絶対圧力で１．６バールである。

この中間チャンバーの底部での空気２０の第２の注入は、さらに該空気中での汚泥の分割又は希釈を増大させ、該注入は、例えば２００Ｓｍ^３／ｈの流速Ｑ’で、例えば５０Ｓｍ^３／ｈ＜Ｑ’＜Ｑで生じる。

その部分について及びここで記載された実施態様において、中間チャンバー１８は、第３制限部又はノズル２１を介して、同様に円筒状で例えば３ｍの高さを有する第３チャンバー２２に、第４圧力Ｐ_４でつながれ、該第４圧力Ｐ_４は１．２バールである２３での該チャンバーの入口から頂部での大気圧まで減少する。

第４チャンバーは、凝集剤２４（例えば、公知のポリマー）の流速ｑ’での供給を含んでおり、該流速ｑ’は、例えば汚泥のタイプ及び流速の関数であり、良好な凝集を得るためにそれ自体公知の仕方で当業者によって評価されうる。

汚泥は続いて、曲げられた連結管２５を介して大きな袋２６内へ、例えば重力によって排出され、浄化された水２７は、下方に排出され、そしてその部分について濃縮された汚泥は、濃縮ブロック２９、例えば入口での液体汚泥２に対して２０倍に濃縮されたもの、を形成するために、例えばショベル作業により再生される（大きな袋に排出する前に２０倍された浮遊物質（ＳＭ）のτ）。

図２は、軸３４の回りに引き伸ばされ且つ所定の高さＨ、例えば１ｍを有するコンテナ３３の端部分３４で導入された液体汚泥３１の処理のための装置３０の別の実施態様を示している。

コンテナは、平均圧力Ｐ’、例えば絶対圧力２バールに維持され、そして直径ｄ、例えば１５０ｍｍを有するシリンダーにより形成されている。

汚泥は、例えば制限部によって、端部分３２に配置された体積減少領域３５、例えば１０リットルを介して供給される。該端部分３２はまた、該容器の端部で且つ汚泥の導入の上流で、空気３６の入力を、例えば圧力Ｐ”＞Ｐ’で、例えば絶対圧力２．５バールで供給される。

該空気は、非常に高い流速Ｑ’、例えば１００Ｓｍ^３／ｈで供給され、汚泥部分は、流速Ｑ、例えば１０ｍ^３／ｈで導入される。

汚泥３１は、超過圧下にある空気中へ勢いよく出る。３５の汚泥の入口での容器と該容器の下流３７の汚泥エマルジョンの出口との間に僅かに負の圧力ΔＰが存在する。

容器３３の出口の傍に、圧力降下、例えば０．４バールを生成するベンチュリー３８、及び／又は、制御バルブが存在する。ここで、該汚泥エマルジョンは、直径ｄ’（例えばｄ’＝ｄ）の第１円筒状部分４０を備える管状チャンバー３９内へ排出される。それは圧力Ｐ’_１＜Ｐ’、例えばここでは（取られた例において）１．６バールであり、その中に、該ベンチュリーの下流の且つ該ベンチュリーの近くに（例えば１０ｃｍで、良好な混合可能にするために）４１で反応物質、及び／又は、再度空気（分岐接続４２）が注入されうる。

この１実施態様において、管状チャンバーはまた、第２ベンチュリー４４によって該第１部分４０とは分離された第２円筒状部分４３を備え、該上記第２部分は、直径ｄ” を有し、例えばｄ’＝ｄ”＝ｄである。

それ自体公知の手段（配量ポンプ等）での凝集剤の供給４５は、該ベンチュリー４４の下流で且つ該ベンチュリー４４の近く（１〜１０ｃｍ）で為され、そして大気圧にするための排出口４６、及び／又は、スラリー出口４７が大気に開いている。この第２部分における圧力Ｐ’_２は、非常に急激に大気圧、例えばベンチュリーの出口で１．３バールから急激な変化で１バール＝出口での１大気圧になり、エマルジョンは、凝集剤の添加の後、重力によって端部まで流れる汚泥フレーク内の空気のエマルジョンになる。

該チャンバーの総長Ｌ_２≒ｌ_１＋ｌ_２は、例えばｌ_１＝３ｍかつｌ_２＝７ｍを有する１０ｍであるが、他の値も可能であり、ｌ_１とｌ_２の間の比は、一般的にｌ_１＜ｌ_２であるが、これに限定されるものではない。

装置３０は、さらにフィルタ４８、及び／又は、底部分における浄化水４９の排出及び頂部分における脱水化汚泥５０のための沈殿槽を備えている。

本発明の装置５１の第３の実施態様は、図３に示されている。

装置５１は、このように制限部を形成する、下部での分岐接続部５３を介して例えば液体汚泥を供給された、且つ例えばこの分岐接続部５３の下側で（しかし、これはまた上側でも又は同じ高さであってもよい）、第２分岐接続部５４を介して高流速で圧縮空気を供給された容器５２を備えている。

より特には、該容器は、小さな寸法、例えば高さｈ_１＝５０ｃｍで３０ｃｍの直径ｄ_１を持つ円筒形、即ち３５リットルのオーダーの容積を有する、壊れた汚泥の液滴５８の第１エマルジョン５７を得ることを可能にする、空気と汚泥の非常に集中的な配合／混合のための槽５６を形成する第１部分を備える垂直円柱状部５５によって形成されている。

圧縮空気の強い上昇流内のこの液滴のエマルジョンは、その後に円筒状パイプ５９に入る。該円筒状パイプ５９は、槽５６を延長し、より小さい直径ｄ_２＜ｄ_１、例えば１０ｃｍの直径を有し、且つ長さｈ_２、例えば１ｍにわたり延在する（Ｌ_１＝ｈ_１＋ｈ_２）。

この空気円柱状部内で、ガス流は、現存する、及び／又は、汚泥からもたらされるガス、そして特に、驚きであり且つ操作条件及び扱われている有機汚泥に依存する仕方で生み出すアンモニアＮＨ_３のガスの除去、汚泥にトラップされた望ましくないガスの仮想的に完全な除去（数ｐｐｍ未満）を実行する。

長さｌ_２は、有利にはこれを行うために当業者によって釣り合わされる。

制御バルブ６１、及び／又は、非制御バルブは、管状チャンバー６２へ排出するために該チャンバーの頂部６０に設けられる。

エマルジョン５７の圧力は、初期槽５６内のＰ_１”（例えば３バール）から容器の円柱状部５９の頂部でのＰ_２”（２．８９０バール）（これはＰ_１よりも僅かに低い）まで変化し、該バルブ６１の高さでのΔＰ”＝Ｐ_２”−Ｐ_１”＝数ミリバールを有し、そしてその後、該バルブの出口で、（該バルブの圧力低下の結果として）Ｐ_３”＝２バールまで変化する。

より特には、チャンバー６２は、長さｌ_３、例えば５ｍを有する第１区画６３を備え、それは、第１区画の端部６５での圧力Ｐ_３”’＜Ｐ_３”が、排気部６７を備えた該チャンバーの第２区画６６における圧力Ｐ_４”への変化を引き起こすところのベンチュリー６４において終端される。該第２区画は、長さｌ_４、例えば１ｍを有し、Ｌ_２＝ｌ_３＋ｌ_４である。

該区画６６は、液体部分７０から浮遊物質６９を分離するためのフィルタ６８へ接続され。該液体部分７０は、それ自体公知の仕方で７１で連続的に空にされる。

本発明によると、チャンバーは、混合及び調合によって準備するための槽７４から凝集剤７３を供給するための手段７２を備えている。配量ポンプ７５が、該凝集剤を汚泥エマルジョン内へ導入する。該汚泥エマルジョンは、バルブ６１の出口で又は上記バルブ６１によって生成された圧力降下の結果としてかなり乱されている領域７６内の直近（即ち数ｃｍ）で、容器５２から出る。Ｐ_３”はここでは、Ｐ_２”≒２バールからＰ_３”＝１．４バールへ変化し、Ｐ_４”は、排出部６７の結果として大気圧又は実質的に大気圧である。

この実施態様において、該分岐接続部７８を介して又は平行に例えば凝集剤を注入される追加の空気の入口７７が、また備えられている。

該凝集剤での処理の出口でのエマルジョン７９は、濃厚に凝集された汚泥内の空気のエマルジョンになる。

該２つの区画６３及び６６は、例えば容器の平均直径、例えば（ｄ_１＋ｄ_２）／２に等しい直径ｄ_３を有する円筒形である。

最小６０Ｓｍ^３／ｈの空気流を有する液体汚泥の１０ｍ^３／ｈに対して、これは、注入の方法及び２００ｍｍの断面、５ｍ、１０ｍ、３０ｍ以上の高さ示す容器の場合であろうとも、（トラップされたガスに対して）非常に強い除去効果が見られ、空気は究極的に汚泥と混合される。

凝集剤については、好ましくはポリマー、例えばカチオン性ポリマーが使用される。

例えば、浮遊物質（ＳＭ）の７ｇ／ｌを備える汚泥について、粗ポリマーの５０ｇ、例えば５ｇ／ｌで準備された、即ち汚泥のｍ^３当たりに１０リットルの溶液の注入を用いる。該注入は、円柱状部から容器へ出た直後に実行される。

代替形態において、汚泥粒子間の衝突を促進する反応剤の添加は可能である。例えば上に見られたように、汚泥の浮遊物質（ＳＭ）含有量の１０％、５％、または１％の水準で使われうる。

この反応剤は、例えば砂、炭酸カルシウム、消石灰などである。それは円柱状部の上流に、例えば液体汚泥を混合するための容器内に（図示されていない）導入される。

酸化反応も導入されうる。

幾つかの応用においては、例えば汚泥が有機脂肪酸を多量に含んでいるとき、又はこれらの汚泥がバイオガス工場から出る汚泥であるとき、卓越した結果が具体的に見られる。

例えば、４０ｇ／ｌの浮遊物質（ＳＭ）を含有する汚泥の１ｍ^３当たりＨ_２Ｏ_２の１リットルまたはＳ_２Ｏ_８の１リットルの割合である。

追加的な有機物質の凝固を助ける反応剤の貢献がありうる。

例えば、浮遊物質（ＳＭ）の１１ｇ／ｌ及びＶＭ（Volatile Matter:揮発性物質、即ち有機物質／乾燥物質）の８％の汚泥に関して（近似的に、有機物質／乾燥物質（？））、及び汚泥の５００ｍｌに対して、ＦｅＣl_３の１ｍｌ（１０％溶液）が、円柱状部への液体の導入で、又は凝集剤の導入の前（円柱状部の後）のどちらかで導入される。

例として、試験は、生物汚泥について、ベルトフィルタで、２６〜３０ｇ／ｌの浮遊物質（ＳＭ）含有量を有し、
Ｑ’＝５０〜８０Ｓｍ^３／ｈ、
容器／反応器の圧力Ｐ＝１．７バール、
Ｑ＝３〜１５ｍ^３／ｈ、
を有する汚泥から始めて、実施された。
該プロセスから出ると、汚泥は、促進乾燥および２５％〜３５％の乾燥を有する多孔性外観を有して得られる。

こうして、驚くべきことに且つ沈殿による簡単な分離により、水は、その非結合水が重力によって直接に排除されることを可能にすることが見られる。

汚泥は、その後、徐々に、１時間後にＳＭの１００ｇ／ｌから２時間後に１３０ｇ／ｌへ、５時間後に１６０ｇ／ｌ及び１か月後に３５０ｇ／ｌ（大袋）へ変化しつつ、乾燥する。

汚泥ビン又は大袋での回収により採用された本方法の処理の別の例が、以下に与えられる：
汚泥ビン；例２：２０時間後に１３０ｇ／ｌ且つ８日後に１８０ｇ／ｌ。
汚泥ビン；例３：５時間後に１００ｇ／ｌ、７日後に１３０ｇ／ｌ。
大袋；例４：２４時間後に１００ｇ／ｌ、７日後に１１５ｇ／ｌ、且つ１カ月後に２２１ｇ／ｌ。
大袋；例５：２４時間後に１４４ｇ／ｌ、７日後に１５４ｇ／ｌ、且つ１カ月後に４５９ｇ／ｌ。
大袋；例４：２４時間後に１２０ｇ／ｌ（終夜雨であった）、且つ１カ月後に４０２ｇ／ｌ。
本発明により処理された汚泥は、出発点では流体であったことに留意されるべきである。

希釈は、先験的に３０ｇ／ｌまで要求されるものではない。しかし、もし汚泥がより濃厚、例えば４０ｇ／ｌを超えると、希釈は、汚泥のポンプ汲み上げの十分な運転をさせるために、装置の入口で実行されうる。ここで想起されるべきことは該汚泥が有機汚泥、即ちＳＭ（Suspended Matter:浮遊物質）含有量に対するＯＭ（Organic Matter:有機物質）含有量は６５％〜８５％の間である、ということである。有機物質は、リン脂質、多糖類、蛋白質、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び／又は、金属などを意味すると理解される。

別の運転例が、今回は簡単化された図２（該第１チャンバー部分は免除される）を参照して以下に与えられた。

容器３３は、第１区画を２０ｃｍの直径及び５０ｃｍの長さを有するパイプの形状に形成し、その中にＳＭの６ｇ／ｌを含む有機汚泥（都市処理プラント浄化池からもたらされる）が、流速Ｑ＝１０ｍ^３／ｈで導入され、そして１．９バールでの空気の５０Ｓｍ^３／ｈでの圧縮空気がブロワーにより導入される。

５ｃｍ^２の開口部は、この区画を１０ｃｍの長さにわたって閉じている。

凝集剤は、例えば１０ｇ／ｌの割合で、該開口部の直ぐ下流で該チャンバー４３内に導入される。

開口部後方の圧力は、徐々に降下して数ｍ後には大気圧に達する。

例えば、開口部後方区画を形成するところの該チャンバー４３はまた、３ｍの長さ及び２０ｃｍの直径を有するパイプである。

該チャンバーの端部で、全ての流れが、５００μｍの閾値を有するフィルタバッグ（フィルタ５０）に集まり、それは、直接に１０％（又は１００ｇ／ｌ）の乾燥度及びリットル当たりの酸素（Ｏ_２）（ＣＯＤ：化学的酸素要求量）５０ｍｇの４９での清浄ろ液を与える。

該反応剤は、配量ポンプを介して液体状態で導入される。従来技術では、汚泥が濃縮されればされるほど、より希釈された反応剤が準備されなければなららない。

装置から出ることは、大気圧で行われる。しかし、大気圧にすることは任意的に、本発明の１の実施態様において調節され得て、下流の別の装置の圧力を回復する

下流の装置は従来技術である。脱水に関する効率は、例えば、２３％の乾燥の結果、即ち浮遊物質の２３０ｇ／ｌを与える遠心分離器について、少なくとも３％だけ改善されることが見出され、上流に配置された装置は、該端部で、最小２６％の乾燥、即ち浮遊物質の２６０ｇ／ｌを達成することを可能にする。

下流で用いられうる装置は、
− 開かれた若しくは閉じられたフィルタバッグ（１００、３００、５００μｍ又は それ以上）、
− 浮き、
− 機械的濃縮装置、
− ねじプレス、
− ベルトフィルタ、
− 遠心分離器、
− フィルタプレス
である。

出口で、汚泥は、堆肥化されないで又は堆肥化の後に、単独で又は植物の廃棄物若しくは他の廃棄物と一緒に、土の上に拡げられて言うまでもなく用いられ得る。

それらはまた、単純な又は太陽乾燥ベッド上で乾燥させられうる。

不思議なことに、得られた汚泥は、「匂いがなく」且つ時間を経ても発酵（嫌気性発酵）しないことが知られている。

事実、空気による莫大な希釈は、空気泡の存在のせいで汚泥が高い脱水力を有することを可能にしている。

本発明の装置１によって得られ、指示された装置と下流で組み合わされた結果は、異なる汚泥流速で、下に表Ｉ、II、IIIに表された。

本発明によって得られた汚泥の最適化された濃度、例えば浮遊物質（ＳＭ）の７０〜１３０ｇ／ｌの故に、後者は、好ましくは、装置、例えば遠心分離器又はフィルタプレスによって、脱水の関数を最大化し、これらの出力をかなり改善することを可能にすることが見られる。これは、非結合水が、上で記載された方法によって抽出されるにつれて、これは、出口での汚泥の浮遊物質（ＳＭ）含有量を、仮想的系統的に少なくとも１００ｇ／ｌまで改善することを可能にする。

明らかなように、そして又上記のことから帰結されるように、本発明はより具体的に記載された本実施態様に限定されるものではない。反対に、それらの全ての代替形式、特に、チャンバー部分、及び／又は、区画の数が、例えば３を超えて異なるもの、又は容器が唯１つの区画で水平であるものを包含する。

１ 装置
２ 汚泥
３ 手段（ポンプ）
４ 貯蔵容器又は窪み部
５ 第１チャンバー
７ 円形制限部
８ 開口部又はノズル
９ 中間壁
１０ 第２チェンバー
１１ 空気
１２ 区画
１３ エマルジョン
１４ 汚泥適
１５ 第２制限部
１８ 中間チャンバー
２０ 空気
２１ 第３制限部又はノズル
２２ 第３チャンバー
２５ 連結管
２６ 袋
２９ 濃縮ブロック
３４ 軸

Claims (15)

1. 有機汚泥の処理のための方法であって、
   第２チャンバー（１０、３３、５５）内に前記汚泥を取り囲む空気の連続相内に汚泥の分散相が形成される第１エマルジョンを得るために、前記第２チャンバー（１０、３３、５５）内へ空気（１１）を流速Ｑ（Ｓｍ ^３ ／ｈ）で注入することによって所定の第２平均圧力（Ｐ_２、Ｐ’、Ｐ”_１、Ｐ”_２）に保持されている前記第２チャンバー（１０、３３、５５）へ、前記汚泥が、直接に、又は所定の第１圧力（Ｐ _１ ）に保持された第１チャンバー（５）を介してのどちらかで、流速ｑ（ｍ ^３ ／ｈ）の連続的流れとして供給され、
   前記第１エマルジョンを、１つ又は２つの制限部（１５、２１、３８、４４）を介して又は供給バルブ（６１）を介して、所定の第３圧力（Ｐ _４ 、Ｐ’ _２ 、 Ｐ” _３ ）に保持された第３チャンバー（２２、４３、６２）内の前記制限部又は前記バルブの直ぐ下流に配置された領域内へ、通過させることによって、前記第１エマルジョン内に所定の圧力降下が生成され、
   濃厚に凝集された汚泥の空気の第２エマルジョンを処理の出口で形成するために、前記第３チャンバーの前記領域内へ凝集剤（２４、４５、７８）が注入され、
   その後、前記第２エマルジョンは、排出される前に大気圧へ脱ガスされ（４６、６７）、
   前記第２エマルジョンは、ろ過のための又は沈殿（２６、４８、６８）による分離のためにデバイス内に回収され、且つそれはろ過され又は沈殿によって分離される、上記方法。
2. 前記第２チャンバー（１０、３３、５５）は、第１制限部（７）と名付けられた制限部を通して汚泥を供給され、前記エマルジョン内の前記所定の圧力降下は、第２制限部（１５、３８）及び第３制限部（２１、４４）又は他のバルブ（６１）によって生成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１チャンバー（７）は、３２００ｃｍ^３未満の容積を有し、前記第１圧力（Ｐ_１）は絶対圧力で４〜１０バールの間であること、及び前記流速ｑは、５ｍ^３／ｈ〜３０ｍ^３／ｈの間であり、前記第２圧力（Ｐ_２；Ｐ’； Ｐ_１”；Ｐ”_２）は、絶対圧力で１．２バール〜４バールであり、前記空気の流速Ｑは５Ｓｍ^３／ｈ〜２００Ｓｍ^３／ｈの間であり、且つ前記第３圧力（Ｐ_４；Ｐ’_２；Ｐ_３”）は、絶対圧力で１．０５〜２バールの間であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第２チャンバー（１０、３３）と前記第３チャンバー（２２、４３）の間の中間チャンバー（１８、４０）が、エマルジョンを供給されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 空気は、前記第２チャンバー（１０、３３、５５）と第３チャンバー（２２、４３、６２）の間に配置された前記中間チャンバー（１８、４０）内へ、第１注入の下流の第２回目の注入が、流速Ｑ’でなされることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記第１、第２、及び／又は第３制限部（７、１５、３８、２１、４４）は、ベンチュリーによって形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記第２チャンバー（１０、３３、５５）は、平均直径ｄと高さＨ≧１０ｄを有する円柱状部であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記凝集剤は、前記制限部又は各制限部（２１、４４）又は前記バルブ（６１）を出た直後に注入されたポリマーであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記凝集されたエマルジョンの部分は、前記第１チャンバー（５）内でリサイクルされることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 有機汚泥の連続的処理のための装置（１）であって、
    所定の第２平均圧力（Ｐ _２ 、Ｐ’、Ｐ” _１ 、Ｐ” _２ ）に保持されうる第２チャンバー（１０、３３、５５）へ、前記汚泥を、直接に、又は第１圧力（Ｐ_１）に保持されうる第１チャンバー（５）を介してのどちらかで、流速ｑの連続的流れとして供給するための手段（３、６）；
    前記第２チャンバー（１０、３３、５５）；
    前記第２チャンバー（１０、３３、５５）内に前記汚泥を取り囲む空気の連続相内に汚泥の分散相が形成される第１エマルジョンを得るために、前記第２チャンバー（１０、３３、５５）内へ空気（１１）を流速Ｑで注入するための手段、
    前記第１エマルジョン内に所定の圧力降下を生成するように配設された制限部（２１、４４）又はバルブ（６１）、
    前記制限部（２１、４４）又はバルブ（６１）の直ぐ下流に配置された領域内で、所定の第３圧力（Ｐ_３、Ｐ_２’、Ｐ”_３）に保持されうる第３チャンバー（２２、４３、６２）、
    濃厚に凝集された汚泥の空気の第２エマルジョンを形成するために、前記第３チャンバー（２２、３９、６２）の前記領域内に凝集剤（２４、４５、７８）を注入するための手段、
    前記第２エマルジョンを大気圧へ脱ガスするための手段（４６、６７）、
    前記脱ガスされた第２エマルジョンを、ろ過のための又は沈殿による分離のためのデバイス（２６、４８、６８）内に回収するための手段、及び
    前記ろ過のための又は沈殿による分離のためのデバイス（２６、４８、６８）
    を備えている、上記装置。
11. 前記供給するための手段は、前記第２チャンバー内に導入するための第１制限部（７）を備え、前記エマルジョン内の前記圧力降下は、第２制限部（１５、３８）及び第３制限部（２１、４４）又はバルブ（６１）によって生成されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 前記脱ガス手段（４６、６７）は、前記第３チャンバー（２２、４３、６２）の、前記エマルジョン内に所定の圧力降下を生成するために配設された前記制限部（２１、４４）又はバルブ（６１）の直ぐ下流に配置された前記領域と相対的な別の端部に配置されていることを特徴とする、請求項１０または１１の何れか１項に記載の装置。
13. 付加的に、前記第２チャンバー（１０、３３）と前記第３チャンバー（２２、４３）の間の中間チャンバー（１８、４０）、及び前記第１注入の下流の前記中間チャンバー内に空気を注入するための手段（２２、４３）を備えていることを特徴とする、請求項１０〜１２の何れか１項に記載の装置。
14. 前記第１、第２及び／又は第３制限部（７、１５、３８、２１、４４）は、ベンチュリーによって形成されていることを特徴とする、請求項１０〜１３の何れか１項に記載の装置。
15. 前記第２チャンバー（１０、３３、５５）は、平均直径ｄと高さＨ≧１０ｄを有する円柱状部であることを特徴とする、請求項１０〜１４の何れか１項に記載の装置。
    

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