OA17774A - Method for deodorizing a sludge and device implementing such a method - Google Patents
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Abstract
Il s'agit d'un procédé et d'un dispositif de traitement en continu d'un flux de boue liquide organique. Après ajout s'il y a lieu de matière minérale granuleuse dans le flux, on injecte la boue (5) à un débit q dans une colonne d'air en surpression par rapport à la pression atmosphérique, ladite colonne d'air circulant à un débit Q > 5q dans une enceinte (2, 4) s'étendant sur une longueur déterminée L le long d'un axe (3) longitudinal, pour créer un lit fluidisé, dans lequel la boue est aérolisée, entre une tuyauterie d'alimentation de l'air en amont de l'injection de boue et une canalisation ou un réservoir de sortie en aval du lit fluidisé obtenu, ladite canalisation ou ledit réservoir étant à la pression atmosphérique ou sensiblement à la pression atmosphérique, et on introduit un floculant (21) en continu en aval de l'enceinte dans ledit lit fluidisé pour regrouper la matière organique avant séparation de la partie solide ainsi obtenue de la partie liquide, la partie solide obtenue étant ainsi désodorisée. It is a method and a device for the continuous treatment of a flow of organic liquid sludge. After addition, if necessary, of granular mineral material in the stream, the sludge (5) is injected at a flow rate q into an air column at overpressure with respect to atmospheric pressure, said column of air circulating at a flow rate Q> 5q in an enclosure (2, 4) extending over a determined length L along a longitudinal axis (3), to create a fluidized bed, in which the sludge is aerolized, between a supply pipe air upstream of the sludge injection and an outlet pipe or reservoir downstream of the fluidized bed obtained, said pipe or said reservoir being at atmospheric pressure or substantially at atmospheric pressure, and a flocculant is introduced ( 21) continuously downstream of the enclosure in said fluidized bed to bring together the organic material before separation of the solid part thus obtained from the liquid part, the solid part obtained thus being deodorized.
Description
PROCEDE DE DESODORISATION D'UNE BOUE ET DISPOSITIF METTANT EN ŒUVRE UN TEL PROCEDEPROCESS FOR DEODORIZING A SLUDGE AND DEVICE IMPLEMENTING SUCH A PROCESS
La présente invention concerne un procédé de désodorisation d'une boue alimentée en flux continu ou semicontinu à un débit Q.The present invention relates to a process for deodorizing a sludge fed in a continuous or semi-continuous flow at a rate Q.
Elle concerne également un dispositif de désodorisation de boue mettant en œuvre un tel procédé.It also relates to a sludge deodorization device implementing such a method.
Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine de l'élimination des odeurs et de la réduction de volume des boues organiques ou biologiques, en vue d'une utilisation ultérieure, par exemple pour épandage.It finds a particularly important, although not exclusive, application in the field of odor elimination and reduction of the volume of organic or biological sludge, with a view to subsequent use, for example for spreading.
Quand on traite des eaux usées industrielles ou communales, on obtient, indépendamment des eaux traitées, des boues qui contiennent une importante quantité de matière organique.When treating industrial or municipal wastewater, independent of the treated water, sludge is obtained which contains a large amount of organic matter.
Ces boues incorporent des micro-organismes notamment sous la forme de bactéries aérobies et anaérobies, qui dès qu'elles sont privées d'oxygène, évoluent vers les régimes anaérobies provoquant rapidement des phénomènes d'odeurs nauséabondes.This sludge incorporates microorganisms in particular in the form of aerobic and anaerobic bacteria, which as soon as they are deprived of oxygen, evolve into anaerobic regimes rapidly causing phenomena of foul odors.
Lors de la respiration des bactéries, il se forme en effet de l'hydrogène sulfuré, du méthane, ainsi que des substances d'odeurs désagréables comme les mercaptans ou encore de l'ammoniaque.When bacteria breathe, hydrogen sulphide and methane are formed, as well as substances with unpleasant odors such as mercaptans or ammonia.
De façon générale et pour traiter et éliminer les boues organiques, il existe plusieurs techniques. Soit on les répand directement sur les terres de cultures, soit on les épaissit en leur extrayant le carbone en régime anaérobie contrôlé, soit on les essore aux moyens de filtres bandes ou de centrifugeurs.In general, and for treating and eliminating organic sludge, there are several techniques. Either they are spread directly on cropland, or they are thickened by extracting the carbon in a controlled anaerobic regime, or they are wrung out by means of band filters or centrifuges.
Les techniques qui existent d'extraction de l'eau hors des boues sont en effet essentiellement le compactage qui augmente la teneur (en % en poids du mélange total) en composé solide de l'ordre de 5%, la centrifugation ou la filtration qui augmentent l'une et l'autre la teneur en composé solide de 18 à 25%, et enfin le séchage (par combustion ou épandage pendant plusieurs semaines) qui augmente la teneur en composé solide de 90 à 95%, et ce en sachant que la teneur en poids de composé solide des boues d'épuration avant le traitement est en général comprise entre 0,1 à 1% du poids total de l'effluent.The techniques that exist for extracting water from the sludge are in fact essentially compaction which increases the content (in% by weight of the total mixture) of solid compound of the order of 5%, centrifugation or filtration which both increase the solid compound content from 18 to 25%, and finally the drying (by combustion or spreading for several weeks) which increases the solid compound content from 90 to 95%, knowing that the content by weight of solid compound in the sewage sludge before treatment is generally between 0.1% to 1% of the total weight of the effluent.
Tous ces traitements postérieurs ne règlent cependant pas le problème des odeurs.However, all of these subsequent treatments do not solve the odor problem.
Lors de leur utilisation, déploiement et/ou de leur circulation, les boues transportées dégagent en effet des odeurs nauséabondes qui gênent l'exploitation sereine, des installations sans danger pour le personnel.During their use, deployment and / or their circulation, the transported sludge indeed gives off nauseating odors which hamper the serene operation, installations without danger for the personnel.
On connaît déjà (FR 2 désodorisation de boues dans avec des composés dégageant peroxyde d'hydrogène, les persulfates alcalins etc... De ils nécessitent notamment 1'We already know (FR 2 deodorization of sludge in with compounds releasing hydrogen peroxide, alkali persulphates etc ... They require in particular 1 '
412 505) des procédés de lesquels on traite les boues de l'oxygène actif comme le perborates alcalins, les zels procédés sont coûteux car jout régulier et systématique de réactifs spécifiques.412 505) processes in which active oxygen sludge is treated such as alkali metal perborates, the processes are expensive because regular and systematic addition of specific reagents.
On connaît également des procédés nécessitant l'ajout aux boues d'oxydes d'azote gazeux (NO, NO2, N20, N2O3 etc...), le temps de contact des boues avec l'oxyde d'azote gazeux étant de plusieurs dizaines de minutes (par exemple 300 minutes).Processes are also known requiring the addition to the sludge of gaseous nitrogen oxides (NO, NO 2 , N 2 0, N 2 O 3, etc.), the contact time of the sludge with the oxide of nitrogen gas being several tens of minutes (for example 300 minutes).
L'idée est ici de maintenir les boues en contact suffisamment longtemps avec l'oxyde d'azote gazeux pour que les échanges chimiques se fassent avant traitement de déshydratation proprement dit.The idea here is to keep the sludge in contact long enough with the gaseous nitrogen oxide for the chemical exchanges to take place before the dehydration treatment proper.
Tous ces traitements connus de l'art antérieur présentent donc des inconvénients soit liés à la nécessité d'ajouter des réactifs coûteux et/ou compliqués à mettre en œuvre, soit liés au temps de traitement, et aux résultats parfois peu fiables et/ou non aisément reproductibles.All these treatments known from the prior art therefore have drawbacks either related to the need to add reagents that are expensive and / or complicated to implement, or related to the processing time, and to the results which are sometimes unreliable and / or not. easily reproducible.
Ils ne permettent pas et/ou ne préparent pas non plus la déshydratation des boues en tant que telle.They do not allow and / or do not prepare either the dehydration of the sludge as such.
On connaît aussi (FR 2 966 819) un procédé d'assèchement de boue liquide par mélange de boue et d'air dans une enceinte sous certaines conditions. Si un tel procédé permet de bons résultats, il peut encore être amélioré notamment concernant la désodorisation de la boue obtenue.Also known (FR 2 966 819) is a method for drying liquid sludge by mixing sludge and air in an enclosure under certain conditions. While such a process allows good results, it can be further improved, in particular with regard to the deodorization of the sludge obtained.
La présente invention vise à fournir un procédé et un dispositif de désodorisation des boues répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle va permettre l'obtention d'une boue sans odeur et/ou avec une odeur d'humus, tout en autorisant une excellente déshydratation et/ou une déshydratation (effectuée ensuite de façon connue) bien supérieure à celle obtenue avec les techniques existantes, et ce de façon très rapide, l'utilisation du procédé selon l'invention ne nécessitant que quelques secondes avant l'obtention d'un résultat.The present invention aims to provide a method and a device for deodorizing sludge which responds better than those previously known to the requirements of practice, in particular in that it will make it possible to obtain an odorless sludge and / or with an odor. humus, while allowing excellent dehydration and / or dehydration (then carried out in a known manner) much greater than that obtained with existing techniques, and this very quickly, the use of the process according to the invention not requiring seconds before obtaining a result.
En particulier, ce procédé permet d'obtenir d'excellents résultats seul et pour des boues très organiques, c'est à dire essentiellement chargées en phospholipides, polysaccharides, résidus bactériens, acide gras volatils etc... (> 60 % en poids de matière organique par rapport au poids de matière sèche (MS)).In particular, this process makes it possible to obtain excellent results on its own and for very organic sludge, that is to say essentially loaded with phospholipids, polysaccharides, bacterial residues, volatile fatty acids, etc. (> 60% by weight of organic matter relative to the weight of dry matter (DM)).
Il autorise également un rendement optimisé lorsqu'il est combiné avec un outil de séparation complémentaire disposé en aval du dispositif (filtre à bande ou centrifugation), améliorant de plus de 5% la dessiccation, par exemple de 10%.It also allows an optimized yield when it is combined with a complementary separation tool placed downstream of the device (belt filter or centrifugation), improving drying by more than 5%, for example by 10%.
La solution de l'invention présente par ailleurs une très faible consommation électrique et utilise peu de matière consommable (additif) ou une matière peu coûteuse (air comprimé).The solution of the invention also has very low power consumption and uses little consumable material (additive) or inexpensive material (compressed air).
De plus, le procédé met en œuvre un dispositif simple de très faible encombrement, facilement transportable, qui va donc pouvoir être installé sur des sites peu accessibles.In addition, the method uses a simple device of very small footprint, easily transportable, which will therefore be able to be installed on sites that are difficult to access.
Avec l'invention un fonctionnement en continu est possible, et ce avec des contraintes d'exploitation peu exigeantes.With the invention, continuous operation is possible, and this with operating constraints that are not very demanding.
Enfin, le traitement selon l'invention outre qu'il enlève les odeurs, ne génère par ailleurs aucune pollution. En résumé et avec l'invention on obtient d'emblée un gâteau poreux, déshydraté, sans odeur, constituant un résidu directement épandable et/ou utilisable.Finally, the treatment according to the invention, apart from removing odors, does not generate any pollution. In summary, and with the invention, a porous, dehydrated, odorless cake is obtained from the outset, constituting a residue which can be spread directly and / or can be used.
Dans ce but, l'invention propose notamment un procédé de traitement en continu d'un flux de boue liquide dans lequel on injecte le flux à un débit q dans une enceinte en surpression par rapport à la pression atmosphérique, en injectant également de l'air à un débit Q 5 q dans ladite enceinte, avant évacuation et séparation entre parties solide et liquide obtenues, en aval de l'enceinte, caractérisé en ce que la boue liquide est une boue organique, le procédé étant appliqué à la désodorisation de la partie solide obtenue, en ce que l'injection de boue se fait dans une colonne d'air en surpression lui-même injecté audit débit Q 5 q, ladite colonne s'étendant sur une longueur déterminée L le long d'un axe longitudinal, ladite longueur L, le débit et la surpression de ladite colonne d'air étant agencés pour créer dans l'enceinte un lit fluidisé dans lequel la boue est aérolisée, entre une tuyauterie d'alimentation de l'air et une canalisation ou un réservoir en aval du lit fluidisé obtenu, en ce que on évacue ledit lit fluidisé dans ladite canalisation ou ledit réservoir que l'on met à la pression atmosphérique ou sensiblement à la pression atmosphérique, et en ce que on introduit un floculant en continu dans ledit lit fluidisé en aval de l'enceinte dans des conditions agencées pour regrouper et/ou coaguler la matière organique, de sorte qu'il est obtenu une désodorisation de la partie solide obtenue après séparation.To this end, the invention proposes in particular a process for the continuous treatment of a flow of liquid sludge in which the flow is injected at a flow rate q into an enclosure at overpressure with respect to atmospheric pressure, also by injecting air at a flow rate Q 5 q in said enclosure, before evacuation and separation between solid and liquid parts obtained, downstream of the enclosure, characterized in that the liquid sludge is an organic sludge, the process being applied to the deodorization of the solid part obtained, in that the injection of sludge takes place in a column of overpressurized air itself injected at said flow rate Q 5 q, said column extending over a determined length L along a longitudinal axis, said length L, the flow rate and the overpressure of said air column being arranged to create in the enclosure a fluidized bed in which the sludge is aerolized, between an air supply pipe and a pipe or a tank in downstream of the fluidized bed obtained, in that said fluidized bed is discharged into said pipe or said reservoir which is brought to atmospheric pressure or substantially to atmospheric pressure, and in that a flocculant is continuously introduced into said fluidized bed downstream of the enclosure under conditions designed to combine and / or coagulate the organic material, so that deodorization of the solid part obtained after separation is obtained.
La longueur L, le débit et la surpression dans l'enceinte sont déterminés de façon optimisée et à la portée de l'homme du métier en fonction des qualités et de la constitution des boues traitées et du débit de traitement recherché. De même le floculant est choisi et son débit d'alimentation déterminé en fonction des caractéristiques imposées cidessus sur l'enceinte et son alimentation en boue et en air, de façon à regrouper et/ou coaguler la matière organique de façon optimisée.The length L, the flow rate and the overpressure in the enclosure are determined in an optimized manner and within the reach of those skilled in the art according to the qualities and the constitution of the sludge treated and the desired treatment flow rate. Likewise, the flocculant is chosen and its feed rate determined as a function of the characteristics imposed above on the enclosure and its supply of mud and air, so as to combine and / or coagulate the organic material in an optimized manner.
Ces valeurs sont obtenues s'il y a lieu par réglages successifs à la portée de l'homme du métier, ingénieur en génie chimique.These values are obtained if necessary by successive adjustments within the reach of a person skilled in the art, a chemical engineer.
Concernant les débits Q et q, le débit de gaz est classiquement mesuré en Nm3/h. Il est ici rappelé que la valeur d'un débit gazeux est classiquement donnée en Nm3/h (Normo-mètre cubes/h), le volume (en Nm3) étant ici considéré à sa valeur rapportée à une pression de 1 bar, une température de 20° C et 0 % d'humidité comme classiquement pratiqué par l'homme du métier.Regarding the flow rates Q and q, the gas flow rate is conventionally measured in Nm 3 / h. It is recalled here that the value of a gas flow rate is conventionally given in Nm 3 / h (normo-cubic meter / h), the volume (in Nm 3 ) being considered here at its value referred to a pressure of 1 bar, a temperature of 20 ° C and 0% humidity as conventionally practiced by those skilled in the art.
L'enceinte est ainsi alimentée et évacuée en continu au même débit ou sensiblement au même débit d'entrée et de sortie en continu de la boue liquide.The enclosure is thus supplied and discharged continuously at the same rate or substantially at the same rate of continuous inlet and outlet of the liquid sludge.
Dans un mode de réalisation avantageux, on ajoute des matières minérales granuleuses dans le flux, par exemple en amont de l'injection d'air, et/ou préalablement dans la boue à traiter.In an advantageous embodiment, granular mineral materials are added to the flow, for example upstream of the air injection, and / or beforehand in the sludge to be treated.
En introduisant ainsi une boue liquide organique (comprenant par exemple en poids de matière plus de 70% de matière organique), chargée (ou non selon les boues) en matière granuleuse, par exemple du sable ou autre carburant granuleux à l'intérieur d'une colonne pressurisée dans laquelle transite de l'air à un débit supérieur à 5 fois le débit de boue liquide, l'air étant introduit par des (ou une) tubulures situés en partie basse de l'enceinte, et la boue introduite par un tube situé en partie basse de la colonne dans le lit gazeux, le produit liquide subit un éclatement dans le lit gazeux du fait des chocs à son introduction dans l'enceinte.By thus introducing an organic liquid sludge (comprising for example by weight of material more than 70% of organic matter), loaded (or not depending on the sludge) with granular material, for example sand or other granular fuel inside a pressurized column in which air passes at a flow rate greater than 5 times the flow rate of liquid sludge, the air being introduced by (or one) pipes located in the lower part of the enclosure, and the sludge introduced by a tube located in the lower part of the column in the gas bed, the liquid product undergoes a bursting in the gas bed due to impacts on its introduction into the enclosure.
En fait au fur et à mesure du processus de transfert dans la colonne, le flux traité change de phase, passant d'une émulsion ou de suspension de matière une émulsion d'air dans cette matièreIn fact, as the transfer process in the column progresses, the treated stream changes phase, passing from an emulsion or suspension of material to an emulsion of air in this material.
De façon spectaculaire, une partie organique dans l'air à organique.Dramatically, part organic in the air to organic.
de l'air introduite se diffuse alors de façon homogène sur l'ensemble de la masse organique, en microbulles centimétriques ou millimétriques.the introduced air then diffuses homogeneously over the whole of the organic mass, in centimetric or millimeter microbubbles.
L'émulsion obtenue est de la boue (phase dispersée) dans l'air (phase continue), la boue étant enrobée par l'air, l'effet de brassage et les différentes surpressions permettant par ailleurs de casser en partie les liaisons physiques de type van der waals, et les liaisons de type électriques existantes entre les particules organiques entre elles et avec l'eau.The emulsion obtained is mud (dispersed phase) in air (continuous phase), the mud being coated by the air, the stirring effect and the various overpressures also making it possible to partially break the physical bonds of van der waals type, and the electrical type bonds existing between the organic particles with each other and with water.
Le flux est alors à ce stade une soupe dans laquelleThe flow is then at this stage a soup in which
1' eau et la matière organique cohabitent mais proposent moins de liaisons physiques.Water and organic matter coexist but offer fewer physical connections.
Le flux est devenu aéré, et même si c'est pendant un temps réduit permet, par l'apport important d'oxygène lié à l'injection d'air, à fort débit, l'élimination des odeurs.The flow has become aerated, and even if it is for a short time allows, by the large supply of oxygen linked to the injection of air, at high flow, the elimination of odors.
Dans le récipient et par ailleurs, l'action des floculants devient très favorable.In the container and elsewhere, the action of the flocculants becomes very favorable.
Les floculants qui sont des substances hydrophobes viennent en effet emprisonner des bulles d'air au contact de la boue.The flocculants, which are hydrophobic substances, indeed trap air bubbles in contact with the mud.
Le flocon formé est alors d'une part très déshydraté et d'autre part très aéré et poreux.The flake formed is then, on the one hand, very dehydrated and, on the other hand, very aerated and porous.
Une boue de masse volumique 1,1 g/cm3 passe quasi instantanément à 0,9 et jusqu'à 0,6 en fin de percolation de l'eau gardée au contact de la boue.A sludge with a density of 1.1 g / cm3 changes almost instantly to 0.9 and up to 0.6 at the end of percolation of the water kept in contact with the sludge.
On observe ici que sa masse volumique est proche de, voir inférieure à celle de la pierre ponce, i.e.0,6 g/cm3, en fait de 0,5 à 0,8 g/cm3, pour 0,9 g/cm3 pour la pierre ponce.We observe here that its density is close to, or even less than that of pumice stone, ie 0.6 g / cm 3 , in fact from 0.5 to 0.8 g / cm 3 , for 0.9 g / cm 3 for pumice stone.
Cette porosité micro et millimétrique est favorable à la déshydratation de la masse organique, les pores jouant le rôle de drains.This micro and millimeter porosity is favorable to the dehydration of the organic mass, the pores playing the role of drains.
Il s'agit donc là d'un avantage inattendu obtenu sur des boues à grande majorité organique.This is therefore an unexpected advantage obtained over sludge with a large organic majority.
Notons qu'une boue organique classique post floculation à une masse volumique légèrement supérieure à 1 et bien supérieure à 1 après déshydratation par technique classique.It should be noted that a conventional post-flocculation organic sludge has a density slightly greater than 1 and much greater than 1 after dehydration by conventional technique.
Le floculant venant par ailleurs piéger l'air au contact de la matière organique (MO) , cela confère à la MO une grande stabilité biologique.The flocculant also traps the air in contact with the organic matter (OM), this gives the OM great biological stability.
Ainsi, même au cours du traitement d'une boue issue d'un processus de digestion anaérobie, l'effet immédiat du processus est de casser le phénomène d'odeur. Avec l'invention et après floculation, on observe que la boue est inodore.So, even during the treatment of sludge from anaerobic digestion process, the immediate effect of the process is to break the odor phenomenon. With the invention and after flocculation, it is observed that the sludge is odorless.
Selon son conditionnement postérieur, cet effet peut se prolonger indéfiniment.Depending on its subsequent conditioning, this effect can last indefinitely.
Il suffit en effet de structurer cette matière organique, par extrusion ou dilacération, ou encore par un stockage sur une épaisseur de quelques dizaines de centimètres ou de la stocker après épaississement.It suffices in fact to structure this organic material, by extrusion or dilaceration, or by storage over a thickness of a few tens of centimeters or to store it after thickening.
Au-delà, de l'eau risque d'être piégée et ne pas pouvoir s'égoutter, amenant alors l'installation à un régime biologique propice à la production d'odeurs nauséabondes.Beyond that, water risks being trapped and not being able to drain, then bringing the installation to a biological regime conducive to the production of nauseating odors.
On peut ici et par exemple prévoir un système d'au moins deux sacs filtrants, l'un en remplissage pendant que l'autre est vidé, avec un seuil de coupure de 100 pm, voire de 300 pm, ou plus par exemple 500 pm, sans altérer la qualité de l'eau, qui reste ainsi de façon extraordinaire en dessous de 100 mg/1 de DCO pour des boues biologiques et moins de 200 mg/1 pour des boues digérées.One can here and for example provide a system of at least two filter bags, one filling while the other is emptied, with a cut-off threshold of 100 pm, or even 300 pm, or more for example 500 pm , without altering the quality of the water, which thus remains extraordinarily below 100 mg / 1 of COD for biological sludge and less than 200 mg / 1 for digested sludge.
Ce mode de fonctionnement pour sacs de 1m3 à 5m3, permet d'obtenir une excellente traçabilité et une valorisation instantanée des boues avec un MS de 100g/l minimum.This mode of operation for bags of 1m 3 to 5m 3 , provides excellent traceability and instant recovery of sludge with a minimum DM of 100g / l.
Avantageusement l'invention propose donc également une étape complémentaire de structuration de la boue déshydratée obtenue.Advantageously, the invention therefore also proposes a complementary step of structuring the dehydrated sludge obtained.
Notons également que la centrifugation produit une boue poreuse, à la masse volumique plus faible que celle de l'eau lorsqu'elle est positionnée en aval de ce procédé.It should also be noted that centrifugation produces a porous sludge, with a lower density than that of water when it is positioned downstream of this process.
Par cet effet de structuration, la MO s'assèche très rapidement. Il y a bien sûr moyen, avantageusement d'accélérer la déshydratation notamment en chauffant.By this structuring effect, OM dries up very quickly. There is of course a way, advantageously to accelerate the dehydration, in particular by heating.
Cette déshydratation rapide associée à une saturation en oxygène du milieu garantit la présence de bactéries aérobies. Si la structuration, centimétrique, est réussie l'appauvrissement en eau est parallèle à la consommation de l'oxygène dissous au point que la population bactérienne diminue par manque d'eau mais n'est jamais en recherche deThis rapid dehydration associated with an oxygen saturation of the medium guarantees the presence of aerobic bacteria. If the structuring, centimetric, is successful the depletion of water is parallel to the consumption of dissolved oxygen to the point that the bacterial population decreases due to lack of water but is never in search of
1'oxygène de NO3 ou SO4, ce qui aurait pour effet de produire des odeurs nauséabondes, par réduction de ces éléments.The oxygen of NO3 or SO4, which would have the effect of producing foul odors, by reducing these elements.
Grâce au procédé selon l'invention le gain en redox du milieu se mesure en quelques dizaines de mV, sachant que plus l'aération est prolongée, plus le gain est favorable en redox, jusqu'à une certaine limite, tout comme ce qui concerne l'action de stripping (arrachage) des gaz.Thanks to the method according to the invention, the gain in redox of the medium is measured in a few tens of mV, knowing that the more the aeration is prolonged, the more the gain is favorable in redox, up to a certain limit, just like what concerns the gas stripping action.
On notera également que l'eau séparée a bénéficié du même traitement d'ordre physique et chimique que la matière organique. L'air n'y est en effet pas piégé mais le redox s'est également élevé, les fractions colloïdales étant fixées à la MO, laissant une eau transparente avec une charge en MES et en matière organique beaucoup plus faible que lorsque les techniques classiques opèrent sans être associées au procédé selon l'invention.It should also be noted that the separated water has benefited from the same physical and chemical treatment as the organic matter. The air is indeed not trapped there but the redox has also increased, the colloidal fractions being fixed to the OM, leaving transparent water with a load of SS and organic matter much lower than when conventional techniques operate without being associated with the method according to the invention.
Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus et/ou par ailleurs recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :In advantageous embodiments, more and / or moreover recourse is had to one and / or other of the following provisions:
- on injecte le flux de boue dans l'enceinte en et à une distance d d'une paroi et/ou d'un écran enceinte inférieure à une valeur déterminée ;the flow of sludge is injected into the enclosure at and at a distance d from a wall and / or an enclosure screen less than a determined value;
d est inférieur à 50 mm ;d is less than 50 mm;
la amont de la vis à vis de ladite d'alimentation de l'air est située en de boue ;the upstream side of the screw from said air supply is located in mud;
la colonne d'air est tuyauteriethe air column is piping
1'inj ection pression absolue P de supérieure à 1,5 bar.The injection of absolute pressure P greater than 1.5 bar.
Avantageusement, la boue est proj etée l'enceinte, l'extrémité à grande vitesse contre un du tube l'intérieur, par exemple située à une distance d ï ainsi écran étant et par exemple à l'intérieur de en saillie à dirigée perpendiculairement et 50 mm de la paroi en vis.Advantageously, the sludge is projected into the enclosure, the high speed end against one of the tube inside, for example located at a distance from so the screen being and for example inside the protruding to directed perpendicularly and 50 mm from the wall in screw.
Un dispositif de dispersion de type ressort également être prévu.A spring-type dispersion device also be provided.
Avec le procédé selon le particulièrement décrit ici le fluidisé. Du mode de réalisation liquide monte dans le fait de la force des chocs sur la proportion entre façon inattendue structure solide et/ou colloïdale, l'enceinte et observe alors de de un le des donc peut plus lit la paroi liquide de gaz et éclatement de on la liquide éclaté dans gaz, de sorte qu'un le lit gazeux montant à la vitesse (stripping) des molécules façon extrêmement efficace.With the process according to the particularly described here the fluidized. From the liquid embodiment rises in the fact of the force of the shocks on the proportion between unexpectedly solid and / or colloidal structure, the enclosure and then observes from one of the so can more read the liquid wall of gas and bursting of it is liquid burst into gas, so that the gas bed rises at the speed (stripping) of the molecules in an extremely efficient manner.
stripping (en dénomination anglo-saxonne) est des conditions physico-chimiques être proposées : augmenter le pH, la stripping du NH3) , etc ...stripping (in Anglo-Saxon denomination) is physicochemical conditions to be proposed: increasing the pH, stripping of NH 3 ), etc ...
un mode de réalisation avantageux la arrachage réalisé dean advantageous embodiment the tearing carried out from
Si le recherché, peuvent (pour leIf the wanted, can (for the
Dans odorantes (H2S, NH3) est spécifiques température pression de l'enceinte est maintenue par un système de clapet. En sortie de zone pressurisée, le lit subit par contre une décompression favorable au travail d'agglomération des matières organiques obtenue par l'ajout de floculant.In odorous (H 2 S, NH 3 ) is specific pressure chamber temperature is maintained by a valve system. On the other hand, on leaving the pressurized zone, the bed undergoes a decompression favorable to the work of agglomeration of organic matter obtained by the addition of flocculant.
Le clapet crée en fait la perte de charge permettant la surpression dans l'enceinte. Il est en position fermée à pression maximale, puis fonctionne par exemple en mode oscillatoire. La fréquence du régime oscillatoire est alors établie par la pression maximale du surpresseur.The valve in fact creates the pressure drop allowing overpressure in the enclosure. It is in the closed position at maximum pressure, then operates for example in oscillatory mode. The frequency of the oscillatory speed is then established by the maximum pressure of the booster.
Par exemple et pour ce faire, l'enceinte étant verticale, on évacue en continu ou par intermittence le flux en partie haute de ladite enceinte par le biais d'une soupape de surpression déclenchant au-dessus d'une valeur seuil déterminée définissant la surpression de la colonne d'air.For example and to do this, the enclosure being vertical, the flow is discharged continuously or intermittently in the upper part of said enclosure by means of an overpressure valve triggering above a determined threshold value defining the overpressure of the air column.
Afin d'optimiser l'éclatement, on utilise pour matière minérale et granuleuse, des réactifs chocs de type sable, carbonates, composés poreux drainant de type pouzzolanes, zéolithes, etc... en jouant sur les quantités, la granulométrie, la composition etc... en fonction de l'effluent et des résultats recherchés de façon à la portée de l'homme du métier.In order to optimize the bursting, for mineral and granular matter, shock reagents such as sand, carbonates, porous draining compounds such as pozzolans, zeolites, etc. are used, while adjusting the quantities, the particle size, the composition, etc. ... depending on the effluent and the desired results so as to be within the reach of those skilled in the art.
On a pu en effet constater que l'ajout de matériaux granuleux augmente l'efficacité et permet notamment d'aider à casser les liens entre l'eau liée et les matières organiques, mais aussi va alourdir le floc, ce qui facilite ensuite beaucoup sa séparation du liquide.It has in fact been observed that the addition of granular materials increases the efficiency and makes it possible in particular to help break the bonds between bound water and organic matter, but also will make the floc heavier, which then greatly facilitates its liquid separation.
Dans d'autres modes de réalisation avantageux, on a encore recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :In other advantageous embodiments, recourse is also had to one and / or other of the following provisions:
on sépare en continu la matière solide du liquide par filtration dans des sacs successifs chargés au fur et à mesure de leur remplissage par la matière solide filtrée ;the solid material is continuously separated from the liquid by filtration in successive bags loaded as they are filled with the filtered solid material;
l'air circule avec un débit Q 20q, par exemple supérieur à 40q, à 60q ou lOOq, ou compris entre 20 fois et 60 fois q ; the air circulates with a flow rate Q 20q, for example greater than 40q, 60q or 100q, or between 20 times and 60 times q ;
- le débit q est supérieur ou égal à 10 m3/h, le débit Q étant supérieur ou égal à 100 Nm3/h par exemple supérieur à 200 Nm3/h et la pression relative dans l'enceinte supérieure ou égale à 1 bar (pression absolue 2 bars) , par exemple supérieure ou égale à 1, 2 bars ;- the flow rate q is greater than or equal to 10 m3 / h, the flow Q being greater than or equal to 100 Nm3 / h, for example greater than 200 Nm3 / h and the relative pressure in the chamber greater than or equal to 1 bar ( absolute 2 bars), for example greater than or equal to 1, 2 bars;
- le floculant est ajouté dans des proportions comprises entre 0,5 % et 3 % du taux de matière sèche contenue dans la boue. Par taux de matière sèche on entend le % en poids de solide sur le % en poids total de l'effluent. Par exemple on consommera entre 5 kg et 25 kg de produit commercial par tonne de MS ;- the flocculant is added in proportions of between 0.5% and 3% of the rate of dry matter contained in the sludge. The term “dry matter content” means the% by weight of solid out of the% by total weight of the effluent. For example, between 5 kg and 25 kg of commercial product will be consumed per tonne of DM;
- le floculant est organique de type cationique.- the flocculant is organic of the cationic type.
Il s'agit par exemple d'un apport en polymère connu sous les références ASHLAND 860 BS, CIBA 8646 FS, SNF HIB 640 ou 840 des sociétés du même nom.This is, for example, a contribution of polymer known under the references ASHLAND 860 BS, CIBA 8646 FS, SNF HIB 640 or 840 from companies of the same name.
Par exemple, pour une boue contenant 7 g/l de Matière Solide (MS) , on utilise 50 g de polymère brut par exemple préparé à 5 g/l, soit une injection de 10 1 de solution par m3 de boue. L'injection s'effectue avantageusement immédiatement en sortie de la colonne ;For example, for a sludge containing 7 g / l of solid matter (SM), 50 g of crude polymer, for example prepared at 5 g / l, is used, ie an injection of 10 l of solution per m3 of sludge. The injection is advantageously carried out immediately at the outlet of the column;
- on dégaze les effluents en sortie de l'enceinte et on utilise les gaz obtenus pour alimenter l'injection d'air en partie basse.- The effluents at the outlet of the enclosure are degassed and the gases obtained are used to supply the air injection in the lower part.
La matière minérale granuleuse est par exemple utilisée à hauteur de 10 %, 5 %, 4 % ou 1 % du taux de MS des boues.The granular mineral material is for example used in an amount of 10%, 5%, 4% or 1% of the DM content of the sludge.
Comme on l'a vu, il s'agit avantageusement de sable, carbonate de calcium, chaux éteinte etc...As we have seen, it is advantageously sand, calcium carbonate, slaked lime, etc.
Elle est introduite en amont de la colonne par exemple au sein d'une cuve de mélange avec la boue liquide.It is introduced upstream of the column, for example in a mixing tank with the liquid sludge.
Dans un mode de réalisation avantageux il y a de plus un apport de réactif d'oxydation.In an advantageous embodiment there is also a supply of oxidation reagent.
Dans certaines applications par exemple lorsque les boues contiennent beaucoup d'acides gras organiques ou que ces boues sont des boues issues de méthaniseur, cet apport supplémentaire permet l'obtenir un excellent résultat, par exemple dans des proportions de 1 1 de H202 pour 1 m3 de boue contenant 40 g/1 de MS.In certain applications, for example when the sludge contains a lot of organic fatty acids or when this sludge is sludge from a methanizer, this additional supply allows an excellent result to be obtained, for example in proportions of 1 1 of H202 per 1 m3 of mud containing 40 g / 1 of DM.
Egalement avantageusement, il peut être prévu un apport de réactif d'aide à la coagulation des matières organiques : par exemple pour une boue de 11 g/1 de MS et 8 % de MV (rapport entre matière organique et matière sèche) et pour 500 ml de boue, il est apporté 1 ml de FeC13 (solution à 10 %) à l'introduction du liquide dans la colonne, avant l'introduction post colonne de floculant ;Also advantageously, provision can be made for a supply of reagent to aid the coagulation of organic materials: for example for a sludge of 11 g / 1 of DM and 8% of MV (ratio between organic matter and dry matter) and for 500 ml of sludge, 1 ml of FeCl3 (10% solution) is added when the liquid is introduced into the column, before the post-column introduction of flocculant;
- le gâteau obtenu est récupéré et déshydraté par séchage, pressage ou centrifugeage pour obtenir une galette solidifiée. Celle-ci présente une excellente microporosité. Cette microporosité donne un avantage considérable à savoir, des sillons permettant une évacuation rapide de l'eau déliée et des pores permettant une forte aération des boues et le maintien d'un régime bactérien aérobie.- The cake obtained is recovered and dehydrated by drying, pressing or centrifuging to obtain a solidified cake. This has excellent microporosity. This microporosity gives a considerable advantage, namely, furrows allowing rapid evacuation of unbound water and pores allowing strong aeration of the sludge and the maintenance of an aerobic bacterial regime.
L'invention propose également un produit obtenu directement par le procédé tel que décrit ci-avant.The invention also provides a product obtained directly by the process as described above.
Elle propose également une galette de boue solidifiée et structurée obtenue avec le procédé décrit ci-dessus, qui est caractérisée en ce qu'elle est formée de couches et/ou de bandes de boues disposées l'une sur l'autre de façon aérée.It also provides a solidified and structured sludge wafer obtained with the process described above, which is characterized in that it is formed of layers and / or bands of sludge arranged one on top of the other in a ventilated manner.
Avantageusement la galette de boue obtenue est de porosité supérieure à 40 %, par exemple de l'ordre de la porosité de la pierre ponce (de l'ordre de 85 %).Advantageously, the mud cake obtained has a porosity of greater than 40%, for example of the order of the porosity of pumice stone (of the order of 85%).
L'invention propose également un dispositif mettant en œuvre le procédé tel que décrit ci-dessus.The invention also proposes a device implementing the method as described above.
Elle propose par ailleurs un dispositif de traitement d'un flux de boue liquide alimentée en continu à un débit q comprenant des moyens d'alimentation en air à un débit Q > 5 q, une enceinte s'étendant sur une longueur déterminée L et le long d'un axe longitudinal, agencée pour être alimentée par les moyens d'alimentation en air en partie basse et comprenant au moins un tube d'alimentation de la boue situé dans la moitié inférieure de ladite enceinte, des moyens d'injection de la boue audit débit 3 dans l'enceinte par ledit tube, une canalisation ou un réservoir de sortie du flux de boue aérolisé en aval de l'enceinte, et des moyens de séparation entre partie solide et partie liquide de la boue traitée, caractérisé en ce que, la boue liquide étant organique, la longueur L, le débit Q et la surpression dans l'enceinte sont agencés pour créer un lit fluidisé, en ce que ladite canalisation ou ledit réservoir comprennent des moyens de mise à la pression atmosphérique ou sensiblement à la pression atmosphérique et en ce que le dispositif comprend des moyens d'introduction d'un floculant en continu dans ladite canalisation ou ledit réservoir pour regrouper/coaguler la matière organique dans ladite canalisation ou ledit réservoir en la désodorisant, avant l'introduction dans lesdits moyens de séparation.It also proposes a device for treating a flow of liquid sludge supplied continuously at a flow rate q comprising means for supplying air at a flow rate Q> 5 q, an enclosure extending over a determined length L and the along a longitudinal axis, arranged to be supplied by the air supply means in the lower part and comprising at least one sludge supply tube located in the lower half of said enclosure, injection means of the sludge at said flow 3 in the enclosure via said tube, a pipe or an outlet tank for the aerolized sludge flow downstream of the enclosure, and means of separation between solid part and liquid part of the treated sludge, characterized in that that, the liquid sludge being organic, the length L, the flow rate Q and the overpressure in the enclosure are arranged to create a fluidized bed, in that said pipe or said reservoir comprise means for bringing to atmospheric pressure or substantially to the p atmospheric ression and in that the device comprises means for continuously introducing a flocculant into said pipe or said reservoir in order to regroup / coagulate the organic material in said pipe or said reservoir by deodorizing it, before introduction into said means of seperation.
Avantageusement le dispositif comprend des moyens d'alimentation en matière minérale granuleuse dans le flux de boue en amont des moyens en alimentation en air.Advantageously, the device comprises means for supplying granular mineral material into the flow of mud upstream from the means for supplying air.
Dans un mode de réalisation avantageux au moins un tube d'alimentation de la boue à désodoriser situé dans la moitié inférieure de ladite enceinte est prévu, l'extrémité du dit tube étant en saillie à l'intérieur de l'enceinte, située au-dessus de l'alimentation en air et à une distance d de la paroi en vis à vis telle que d < 50 mm.In an advantageous embodiment at least one supply tube for the sludge to be deodorized located in the lower half of said enclosure is provided, the end of said tube being protruding inside the enclosure, located at- above the air supply and at a distance d from the opposite wall such that d <50 mm.
Avantageusement également le dispositif est agencé pour que le flux soit évacué en partie haute par le biais d'une soupape de surpression par exemple déclenchant au-dessus de 2 bars absolus.The device is also advantageously arranged so that the flow is discharged in the upper part by means of a pressure relief valve, for example triggering above 2 bars absolute.
Dans un mode de réalisation avantageux l'enceinte ayant un diamètre D, la longueur déterminée L est supérieure à 10 fois D.In an advantageous embodiment, the enclosure having a diameter D, the determined length L is greater than 10 times D.
Egalement avantageusement la canalisation de sortie est de diamètre do compris entre 0,5 D et 0,9 D.Also advantageously the outlet pipe has a diameter do of between 0.5 D and 0.9 D.
L'invention propose également un dispositif comprenant des moyens d'alimentation d'un réactif liquide d'oxygénation ou de coagulation, à un débit déterminé.The invention also proposes a device comprising means for supplying a liquid oxygenation or coagulation reagent, at a determined flow rate.
Avantageusement le dispositif comporte des moyens de récupération de la boue traitée déshydratée formée par au moins un sac ou une benne de filtration, un lit de séchage étant assuré par une couche drainante, constituée de sable.Advantageously, the device comprises means for recovering the dehydrated treated sludge formed by at least one filter bag or bucket, a drying bed being provided by a draining layer, consisting of sand.
Le dispositif comprend par exemple également des moyens de récupération et de recyclage de la matière minérale granuleuse.The device also comprises, for example, means for recovering and recycling the granular mineral material.
Dans un mode de réalisation avantageux le dispositif comprend de plus des moyens d'extrusion de la boue traitée déshydratée en boudins séparés en présence d'air comprimé.In an advantageous embodiment, the device further comprises means for extruding the treated dehydrated sludge in separate strands in the presence of compressed air.
Les moyens d'extrusion sont par exemple formés par une pièce cylindrique percée d'une pluralité de trous dans laquelle la boue est compactée et extrudée par les trous.The extrusion means are for example formed by a cylindrical part pierced with a plurality of holes in which the mud is compacted and extruded through the holes.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels :The invention will be better understood on reading the following description of embodiments given below by way of non-limiting examples. The description refers to the accompanying drawings in which:
La figure 1 est un schéma de fonctionnement d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention.FIG. 1 is a functional diagram of an embodiment of a device according to the invention.
La figure 2 illustre une variante de fin de traitement de la boue, selon un autre mode de réalisation de l'invention.FIG. 2 illustrates a variant of the end of treatment of the sludge, according to another embodiment of the invention.
La figure 1 montre un dispositif ou réacteur 1 formé d'une enceinte 2, oblongue, s'allongeant autour d'un axe 3, par exemple formé par une colonne cylindrique verticale 4 de petit diamètre, par exemple 20 centimètres. On injecte la boue (flèche 5) par un piquage 6, à un débit q par exemple 5m3/h.FIG. 1 shows a device or reactor 1 formed by an oblong enclosure 2, extending around an axis 3, for example formed by a vertical cylindrical column 4 of small diameter, for example 20 centimeters. The sludge (arrow 5) is injected by a nozzle 6, at a flow rate q for example 5 m 3 / h.
Le piquage est situé en partie basse de l'enceinte, par exemple à une distance h du fond 7 de l'enceinte comprise entre le dixième et le cinquième de la hauteur H de 1'enceinte.The tap is located in the lower part of the enclosure, for example at a distance h from the bottom 7 of the enclosure between one tenth and one fifth of the height H of the enclosure.
Ce piquage est situé et débouche à une distance de quelques centimètres de la paroi 8 en vis à vis et permet une alimentation en pression du flux de boue ce qui entraîne un choc important au niveau de la rencontre avec la paroi.This tapping is located and opens at a distance of a few centimeters from the wall 8 opposite and allows a pressure supply of the flow of mud which causes a significant shock at the meeting with the wall.
En d'autres termes, le pompage des eaux de l'extérieur (non représenté) introduites dans l'enceinte du réacteur 1 de faible diamètre permet un choc du flux de boue dans la zone 9, du fait de la pression de sortie de la ou des pompes d'alimentation (non représentées), qui dépend de la hauteur d'eau desdites pompes d'alimentation en amont des piquages et des pertes de charges du circuit.In other words, the pumping of water from the outside (not shown) introduced into the chamber of the reactor 1 of small diameter allows a shock of the flow of sludge in zone 9, due to the outlet pressure of the reactor. or feed pumps (not shown), which depends on the water level of said feed pumps upstream of the connections and the pressure drops of the circuit.
Classiquement, en utilisant des pompes industrielles du commerce et un circuit sans trop d'accidents, une pression de 2 bar en sortie 9 du piquage dans l'enceinte est aisément atteignable.Conventionally, by using commercial industrial pumps and a circuit without too many accidents, a pressure of 2 bar at the outlet 9 of the tap in the enclosure is easily attainable.
L'énergie cinétique de pompage est alors transformée en énergie de choc, maximisée en augmentant la vitesse d'introduction dans l'enceinte pour la sortie du piquage par un ajustage 10 de dimensions réduites, mais compatibles avec la granulométrie maximum de la boue.The kinetic pumping energy is then transformed into impact energy, maximized by increasing the speed of introduction into the enclosure for the outlet of the tapping by an adjustment 10 of reduced dimensions, but compatible with the maximum particle size of the mud.
Par ailleurs, et selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici on introduit une quantité d'air surpressé (flèche 11) en dessous de la zone 9 à très gros débit Q très supérieur à 5 Q par exemple 20 Q (en Nm3/h).Furthermore, and according to the embodiment of the invention more particularly described here, a quantity of pressurized air (arrow 11) is introduced below the zone 9 at very high flow rate Q much greater than 5 Q, for example 20 Q ( in Nm 3 / h).
Par surpressé on entend une légère surpression qui peut être comprise entre 0,1 bar relatif et 1 bar relatif par rapport à la pression d'introduction des boues, par exemple 0,8 bar relatif.By overpressure is meant a slight overpressure which may be between 0.1 relative bar and 1 relative bar with respect to the sludge introduction pressure, for example 0.8 relative bar.
Cette introduction d'air se fait par un piquage 12 et crée un flux d'air comprimé important dans lequel les gouttes de boues 13 vont s'éclater en permettant l'arrachage par contact des mauvaises odeurs.This introduction of air is effected by a tapping 12 and creates a large flow of compressed air in which the drops of sludge 13 will burst, allowing unpleasant odors to be pulled out by contact.
Le piquage 12 est situé en dessous de la rencontre des effluents en zone 9, par exemple entre le centième et le dixième de la hauteur H de l'enceinte. Cette introduction d'air augmente également le niveau énergétigue de l'enceinte, en surpression par rapport à sa sortie 14 d'évacuation des effluents après traitement.The tap 12 is located below the meeting point of the effluents in zone 9, for example between one hundredth and one tenth of the height H of the enclosure. This introduction of air also increases the energy level of the enclosure, in excess pressure with respect to its outlet 14 for discharging effluents after treatment.
En partie basse du réacteur (fond 7), de façon connue en elle-même, il est prévu une purge (non représentée) des éléments trop denses qui ne s'échappent pas par le dessus du réacteur et qui est vidée séquentiellement.In the lower part of the reactor (bottom 7), in a manner known per se, provision is made for a purge (not shown) of excessively dense elements which do not escape from the top of the reactor and which is emptied sequentially.
A la sortie 14 du réacteur s'échappent l'émulsion d'air et de boues 15 dans une canalisation ou réservoir R de sortie agencé pour être à la pression atmosphérique (évent E) , par exemple formé par une canalisation de petit diamètre (par exemple 20 cm) qui après décantation en 16, donne une eau transparente 17 physiquement séparée de la matière solide 18, avec un taux de matière solide très bas, inférieur notamment à 30 mg/1 voire à 10 mg/1, alors qu'initialement il pouvait avoisiner plus de 500 mg/1.At the outlet 14 of the reactor, the emulsion of air and sludge 15 escape into an outlet pipe or tank R designed to be at atmospheric pressure (vent E), for example formed by a pipe of small diameter (by example 20 cm) which, after decantation at 16, gives transparent water 17 physically separated from the solid matter 18, with a very low level of solid matter, notably less than 30 mg / 1 or even 10 mg / 1, whereas initially it could be around more than 500 mg / l.
La matière solide 18 décolloïdée, obtenue à ce niveau est plus poreuse et par la suite aisément compactable. Elle peut même, en fonction de son taux de matière organique initiale, être directement peletable en sortant du réacteur.The decoided solid material 18 obtained at this level is more porous and subsequently easily compactable. It can even, depending on its level of initial organic matter, be directly peletable on leaving the reactor.
Le gaz extrait du réacteur sort avec l'eau et la boue au débit du surpresseur et peut être récupéré, traité et le cas échéant recyclé pour être réutilisé en partie basse du réacteur.The gas extracted from the reactor leaves with the water and the sludge at the flow rate of the booster and can be recovered, treated and if necessary recycled to be reused in the lower part of the reactor.
A noter que la présence de matières grossières du type sable, gravier etc, augmente le nombre de chocs et améliore de ce fait le processus.Note that the presence of coarse materials such as sand, gravel, etc., increases the number of impacts and thereby improves the process.
La pression P de l'enceinte 2 est quant à elle agencée et/ou réglée pour optimiser l'énergie interne en générant un flux ascensionnel 19 très rapide (par exemple 30 m/s ou 40 m/s), sortant par le haut.The pressure P of the enclosure 2 is for its part arranged and / or adjusted to optimize the internal energy by generating a very rapid upward flow 19 (for example 30 m / s or 40 m / s), exiting from the top.
Une telle pression est donc déterminée en fonction des caractéristiques fonctionnelles du circuit (Hauteur d'eau de pompes) mais aussi du type d'effluents et des débits de traitement recherché.Such a pressure is therefore determined according to the functional characteristics of the circuit (pump water height) but also to the type of effluent and the desired treatment flow rates.
La dimension finalement choisie du réacteur sera également déterminée par l'homme du métier en fonction des connaissances de base de l'ingénieur du domaine du génie chimique et du diagramme des flux.The finally chosen dimension of the reactor will also be determined by those skilled in the art as a function of the basic knowledge of the engineer in the field of chemical engineering and of the flow diagram.
La pression et la sortie sont par exemple assurées par le biais d'une vanne soupape 20 qui libère le flux lorsque la pression donnée est dépassée.The pressure and the output are for example provided by means of a valve gate 20 which releases the flow when the given pressure is exceeded.
Comme le procédé selon l'invention met en œuvre une agitation en trois phases, solide, liquide et gazeuse, il est nécessaire en sortie, de mettre une séparation tenant compte du dégazage, de la phase solide plus dense que l'eau et de l'évacuation de l'eau.As the process according to the invention uses stirring in three phases, solid, liquid and gas, it is necessary at the outlet, to put a separation taking into account the degassing, the solid phase denser than water and the 'water drainage.
Dans le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit, on additionne à la sortie de la soupape un floculant (flèche 21) , par un dispositif doseur connu en lui-même (non représenté).In the embodiment of the invention more particularly described, a flocculant is added to the outlet of the valve (arrow 21), by a metering device known per se (not shown).
Cette addition se fait par exemple dans la zone 22 à la sortie des moyens d'évacuation (vanne ou soupape 20), en continu du liquide ayant pénétré dans l'enceinte la vanne ou soupape 20, qui s'ouvre au-delà d'une pression déterminée dans l'enceinte, par exemple 1,3 bar.This addition is made for example in zone 22 at the outlet of the evacuation means (valve or valve 20), continuously liquid having entered the enclosure the valve or valve 20, which opens beyond a determined pressure in the enclosure, for example 1.3 bar.
Il est également possible de ne pas prévoir de vanne, le circuit en aval lui-même constituant la perte de charge nécessaire au maintien en surpression relatif de l'enceinte, par exemple par le biais d'un venturi.It is also possible not to provide a valve, the downstream circuit itself constituting the pressure drop required to maintain the chamber at relative overpressure, for example by means of a venturi.
L'émulsion 15 est alors évacuée en partie haute pour aboutir dans un sac de filtration 23 connu en lui-même.The emulsion 15 is then discharged in the upper part to end in a filtration bag 23 known per se.
Mais ce sac peut être remplacé par un bac 24 (voir figure 2) .But this bag can be replaced by a tray 24 (see Figure 2).
Par exemple, ce bac 24 de décantation est constitué par une cuve cylindrique 25 dans laquelle aboutit la tuyauterie d'évacuation 26 au-dessus du niveau 27 de fonctionnement, pour être à la pression atmosphérique.For example, this settling tank 24 is constituted by a cylindrical tank 25 into which the discharge pipe 26 ends above the operating level 27, to be at atmospheric pressure.
Le bac 24 se vide quant-à-lui par trop plein en 28, au travers d'une portion 29 de cuve latérale non turbulente séparée du reste de la cuve par une paroi 30 ajourée par endroits.The tank 24 empties itself by overflow at 28, through a portion 29 of non-turbulent side tank separated from the rest of the tank by a wall 30 perforated in places.
La matière solide décantée 31 (figure 2) ou filtrée 18 (figure 1) est évacuée en partie basse 32, ou avec le sac 23' une fois plein pour pouvoir être traitée ultérieurement.The settled solid 31 (FIG. 2) or filtered 18 (FIG. 1) is discharged in the lower part 32, or with the bag 23 ′ once full in order to be able to be treated subsequently.
L'émulsion ainsi brassée et alimentée en air, reste dans le réacteur pendant une période correspondant au rapport relatif entre les débits, le volume et la pression.The emulsion thus stirred and supplied with air remains in the reactor for a period corresponding to the relative ratio between the flow rates, the volume and the pressure.
Il est donc conservé par exemple pendant un temps de séjour de quelques secondes, par exemple inférieur à lmn avant d'être évacué.It is therefore kept, for example, for a residence time of a few seconds, for example less than 1 min before being removed.
Ce temps peut même être très inférieur puisqu'avec un débit d'effluent supérieur à 20m3/h on peut par exemple rester dans l'enceinte un temps inférieur à 10 secondes.This time can even be much less since, with an effluent flow rate greater than 20 m 3 / h, it is possible, for example, to remain in the enclosure for a time of less than 10 seconds.
Le débit d'alimentation en boue a quant à lui une action directe sur la vitesse de percussion, sachant que le temps de contact et de séjour dans le réacteur sous pression joue également sur la vitesse de formation des flocs et de leur décantation.The sludge feed rate for its part has a direct effect on the percussion speed, knowing that the contact and residence time in the pressurized reactor also affects the rate of formation of the flocs and of their settling.
Le débit d'air et l'influence de la pression dans le réacteur sont par ailleurs des éléments qui, au vue du résultat recherché, vont être adaptés, de façon à la portée de l'homme du métier.The air flow rate and the influence of the pressure in the reactor are moreover elements which, in view of the desired result, will be adapted so as to be within the reach of those skilled in the art.
L'eau obtenue en surnageant ou filtrée est d'une grande pureté et elle est évacuée elle-même en continu.The water obtained by supernatant or filtered is of high purity and it is itself discharged continuously.
La boue 31 obtenue en partie basse du bac de décantation est-elle, évacuée soit en continu, soit sous forme discontinue, selon des périodes déterminées, par exemple une fois par jour.The sludge 31 obtained in the lower part of the settling tank is it discharged either continuously or in discontinuous form, according to determined periods, for example once a day.
Le fait de réévacuer cette boue très vite augmente sa qualité notamment en ce qui concerne sa bonne porosité.The fact of re-evacuating this sludge very quickly increases its quality, in particular as regards its good porosity.
Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici la boue 31, égouttée dans un bac mobile B est ensuite introduite par exemple par pompage dans un extrudeur 33 formé d'un tube cylindrique fermé 34 percé d'orifices 35, au travers desquels la boue est poussée par exemple par introduction d'air comprimé en 36 via un tube 37 plongeant dans le tube 34. La boue sort alors sous forme de boudins ou bâtons 38, qui sont déposés par gravité en couches 39 39' par exemple dans un récipient 4 0 ou dans le cas d'installations mobiles directement sur un terrain d'épandage. L'eau résiduelle 41 coule et s'évacue facilement du fait de la grande aération des couches 39, 39' qui sèchent donc encore plus rapidement.In the embodiment more particularly described here, the sludge 31, drained in a mobile tank B is then introduced for example by pumping into an extruder 33 formed of a closed cylindrical tube 34 pierced with orifices 35, through which the sludge is pushed for example by introducing compressed air at 36 via a tube 37 immersed in the tube 34. The sludge then comes out in the form of rods or sticks 38, which are deposited by gravity in layers 39 39 ', for example in a container 40 or in the case of mobile installations directly on a spreading ground. Residual water 41 flows and is easily evacuated due to the great ventilation of the layers 39, 39 'which therefore dry even more quickly.
De façon générale, et avec la mise en œuvre du dispositif décrit ci-dessus, on constate une modification importante du niveau d'oxydation, le stripping de la boue permettant de passer d'un redox - 250 mV à + 250 mV.In general, and with the implementation of the device described above, there is a significant change in the level of oxidation, the sludge stripping making it possible to go from a redox - 250 mV to + 250 mV.
Par ailleurs les mesures d'odeur réalisées sur le NH3, Mercaptans et le H2S montrent qu'avec l'invention, la boue organique (80 % de matière organique) issue d'une station d'épuration classique d'une commune d'habitants et passée dans le dispositif décrit ci-dessus en référence à la figure 1, à un débit de 10 m3/h avec un débit d'air comprimé de 100 Nm3/h et l'ajout d'un floculant classique (polymère) présente les caractéristiques suivantes :In addition, the odor measurements carried out on NH3, Mercaptans and H2S show that with the invention, the organic sludge (80% organic matter) from a conventional wastewater treatment plant in a municipality of inhabitants and passed through the device described above with reference to FIG. 1, at a flow rate of 10 m 3 / h with a compressed air flow rate of 100 Nm 3 / h and the addition of a conventional flocculant (polymer) has the following characteristics:
□ Pas d'odeur d'ammoniac (mesurée < 10 ppm) □ Pas d'odeur d'H2S (mesurée < 10 ppm) □ Pas d'odeur de mercaptans (mais mesuré > 100 ppm).□ No odor of ammonia (measured <10 ppm) □ No odor of H2S (measured <10 ppm) □ No odor of mercaptans (but measured> 100 ppm).
On observe également une accélération de la biodégradation : En 1 mois le taux de matière organique passe de MV = 76,8% à MV = 53,2%We also observe an acceleration of biodegradation: In 1 month the rate of organic matter goes from MV = 76.8% to MV = 53.2%
Le traitement opéré grâce au procédé et réacteur selon l'invention permet ainsi d'obtenir un gâteau poreux et déshydraté, la boue récupérée étant vide, sèche et manipulable. Quelques heures suffisent contre trois mois dans le cadre d'une utilisation dite de séchage classique, pour obtenir un résultat comparable, la boue obtenue étant sans odeur ou avec une odeur d'humus, et donc plus facilement recyclable.The treatment carried out using the process and reactor according to the invention thus makes it possible to obtain a porous and dehydrated cake, the sludge recovered being empty, dry and easy to handle. A few hours are sufficient against three months in the context of a so-called conventional drying use, to obtain a comparable result, the sludge obtained being odorless or with a humus odor, and therefore more easily recyclable.
Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux 5 modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où les orifices peuvent être des ajutages, des tubes pénétrant à l'intérieur de l'enceinte pour minimiser la distance entre les sorties et augmenter la force des chocs, 10 on utilise des réactifs en amont comme du sable, du carbonate de calcium, de la chaux éteinte, l'extrudeur est différent et/ou remplacé par des moyens par exemple à lames, pour aérer encore plus la boue obtenue et faciliter encore sa rapidité de séchage.As goes without saying and as it also follows from the foregoing, the present invention is not limited to the embodiments more particularly described. On the contrary, it embraces all the variants thereof and in particular those where the orifices may be nozzles, tubes penetrating inside the enclosure in order to minimize the distance between the outlets and increase the force of the shocks. upstream such as sand, calcium carbonate, slaked lime, the extruder is different and / or replaced by means, for example with blades, to further aerate the sludge obtained and further facilitate its rapid drying.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR13/61698 | 2013-11-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| OA17774A true OA17774A (en) | 2017-11-30 |
Family
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