WO2001064348A1 - Installation et procede chimique et mecanique de regeneration des eaux de rejet d'une centrale a beton - Google Patents

Installation et procede chimique et mecanique de regeneration des eaux de rejet d'une centrale a beton Download PDF

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WO2001064348A1
WO2001064348A1 PCT/FR2001/000599 FR0100599W WO0164348A1 WO 2001064348 A1 WO2001064348 A1 WO 2001064348A1 FR 0100599 W FR0100599 W FR 0100599W WO 0164348 A1 WO0164348 A1 WO 0164348A1
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water
filtration
micrometers
installation
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PCT/FR2001/000599
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Jean-Pierre Carion
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Anca
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/06—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse
    • B03B9/061—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse the refuse being industrial
    • B03B9/063—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse the refuse being industrial the refuse being concrete slurry
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/12—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the silicate or ceramic industries, e.g. waste waters from cement or glass factories
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/58—Construction or demolition [C&D] waste

Definitions

  • the invention relates to a chemical and mechanical process for regenerating the waste water from a concrete plant. It also relates to an installation implementing said method.
  • the discharge water from a concrete plant comes mainly from washing the mixer and that of mixer trucks transporting the manufactured concrete. These waters, after treatment, are reused for washing equipment or for the manufacture of concrete for one part, and discharged to the sewer for the other part.
  • the mixer and the truck tops are cleaned at the end of each half-day.
  • 6,000 m3 of drinking water is consumed per year, of which only 2,000 m3 is used for the manufacture of concrete, the 4,000 m3 of water remaining being used for cleaning the mixer and the mixers.
  • washing waters have a number of characteristics. First of all, they are rich in solids corresponding to the gravel, sand, laitances and cement that make up concrete. A distinction will be made between “coarse” (gravel), sands, “fine” (cement and other fines), an aqueous liquid phase (essentially, water) and usual additives in the preparation of concrete, such as water-repellent agents , setting retarders, activators, antifreeze, etc.
  • the nature of the cement which comprises basic or alkaline earth salts of the silicate and aluminate type, gives the washing water a high pH, generally greater than 11.
  • the high proportion of lime and therefore of The calcium it contains tends to considerably increase the hardness of water, the value of which (substantially equal to 45 ° F) is very far from that of drinking water (7 to 10 ° F).
  • the water from the washing of the mixer and the mixers is discharged into a canal irrigating successive settling tanks. More specifically, the washing water of the mixer is partly discharged through the aforementioned channel, the other part being intended for cleaning the routers, the recovered water then being discharged into said channel.
  • the majority of heavy particles of the gravel and sand type are therefore recovered in the first settling tank by falling by gravity, the settling of lighter particles continuing in the basins further downstream, generally two in number.
  • the total discharge of solids into the first basin is around 150 tonnes per year, corresponding to 850 m3 transported.
  • the conglomerate recovered from the bottom of the basin is unusable and definitively rejected.
  • the first problem which the invention sets out to solve is therefore to develop a process making it possible to regenerate the solid matter recovered in the washing water.
  • the water in the first tank is decanted, it flows into a second tank and then into a third tank so as to obtain the lowest possible quantity of suspended particles.
  • the analysis of the water in the third basin shows that it still contains particles, the size of which is greater than 40 micrometers and up to 400 micrometers and whose concentration is close to 0.38 grams per liter. Even if the size of these particles is relatively small, their presence leads to damage to the body of the recovery pumps installed in the last tank. In addition, the still high content of solid matter in the treated water contributes to polluting the environment when the water is discharged into the sewer.
  • the second problem which the invention proposes to solve is to develop a treatment process making it possible to obtain water whose content and size of solid particles are as low as possible. Furthermore, the high hardness of the washing water leads to the formation of whitish traces on the equipment and in particular the routers and to clogging of the various pipes when said water is reused for cleaning the mixer and the trucks.
  • the third problem which the invention proposes to solve is to develop a treatment process making it possible to reduce the hardness of the water.
  • the tanks are closed and treated with a strong acid such as hydrochloric, sulfuric or nitric acid.
  • a strong acid such as hydrochloric, sulfuric or nitric acid.
  • such acids concentrate the water in the basins in salts, chlorides or sulphates harmful for use as water for building up concrete.
  • nitrates are undesirable in waste water.
  • strong acids are dangerous to handle.
  • the fourth problem which the invention proposes to solve is to develop a process making it possible to decrease the pH of the water gradually, without requiring the presence of strong acids.
  • the invention therefore aims to first of all propose a method and an installation which do not have all of the aforementioned drawbacks.
  • the invention seeks to regenerate water by producing near-potable water.
  • the approach in itself constitutes a total departure from the whole state of the art for decades.
  • the invention therefore relates to a mechanical and chemical process for regenerating the waste water from a concrete plant.
  • This process is characterized in that:
  • the filtrate obtained is subjected to a chemical treatment capable of simultaneously reducing the hardness and the pH of said filtrate.
  • the method of the invention makes it possible to gradually separate gravel, sand and cement from each other, so as to recover them so that they can be reused for the manufacture of concrete or for other purposes.
  • chemical treatment by reducing the hardness and pH of the washing water, prevents any clogging and white marks on the equipment as well as any risk of pollution for the environment in the event of discharge to the sewer.
  • the waste water is filtered in three stages corresponding to three different filtration sizes, maximum, medium and minimum respectively.
  • the maximum filtration rating is chosen to be greater than or equal to two millimeters.
  • the average filtration size is chosen to be between 150 and 200 micrometers, advantageously 160 micrometers.
  • the minimum filtration rating is chosen to be between 20 and 60 micrometers, advantageously 40 micrometers.
  • the chemical treatment consists in bringing the filtered water into contact with carbon dioxide (CO2), in an appropriate proportion that the skilled person can calculate according to of each wash water considered.
  • CO2 carbon dioxide
  • CO2 treatment therefore makes it possible to gradually lower the pH, without toxic rejection, as is the case with strong acid treatments.
  • CO2 reacts with lime to form precipitated calcium carbonate, thus considerably reducing the hardness of the water to a value close to that of drinking water, unlike treatment with strong acids, which do not improve not the hardness.
  • a settling step is inserted between the filtration step and the chemical treatment of the filtered water, in order to reduce as much as possible the rate of matter still in suspension after filtration.
  • a joint treatment with oxygen and / or ozone can be added. It is thus possible to reduce the COD in certain applications.
  • a person skilled in the art knows how to perform proportion calculations by means of simple tests.
  • the invention also relates to an installation for implementing the method.
  • the filtration means are in the form of a stage filter consisting of superimposed sieves, the upper sieve having a higher filtration rating than that of the lower sieve.
  • the stage filter is provided with three superimposed screens, respectively from top to bottom:
  • the passage of the washing water through the filter will make it possible to separate one from the other, at the level of the different filtration stages, first of all, the gravel (upper stage), then the sand ( intermediate stage) and finally the cement and laitances (lower stage). Furthermore and according to another characteristic, the recovery of the solid material retained at the level of the filtration stages is ensured by the presence of an opening formed in the side wall of each of the screens.
  • the material thus removed is transported by any means, in particular of the carpet type, or discharged directly into storage areas.
  • the filter is fitted with a vibratory system. Therefore, the vibrations will reject the materials retained on the surface of each screen through the openings provided for this purpose.
  • the means for storing the filtered water are in the form of a settling tank.
  • the means for reducing the pH value and that of the hardness of the water are in the form of a microperforated tube connected to a source of CO2, said tube being held in the bottom of a settling tank.
  • the tube is positioned in the settling tank into which the filtered water flows.
  • the tube is positioned in a second settling tank positioned downstream of the first tank.
  • the invention relates to the use of said installation in a concrete plant.
  • FIG. 1 is a representation, in profile, of the stage filter forming part of the installation which is the subject of the invention.
  • Figure 2 is a representation of the microperforated tube forming part of the installation of the invention.
  • Figure 3 is a schematic representation of a concrete plant equipped with the installation of the invention.
  • FIG 1 there is shown the filter for treating the wash water from truck tops by separating from each other each of the constituent elements of concrete, namely gravel, sand, cement and laitances.
  • this filter designated by the general reference (1) comprises three stages, corresponding to three sieves of decreasing ratings, respectively:
  • a container (5) intended to receive the washing water as filtered.
  • each screen (2, 3, 4) is provided on its side wall with an evacuation chute, respectively gravel (6), sand (7) and cement and laitances (8).
  • said filter is provided at its base with a vibration system (10).
  • This electrical vibration system itself being known, will not be described further.
  • the installation also includes a microperforated tube connected to a CO2 source, shown in Figure 2 and defined by the general reference (11).
  • the microperforated tube (12) is in the form of a serpentine of approximately 10 meters long, making it possible to increase the contact surface between carbon dioxide and water.
  • said coil is positioned at the bottom of a settling tank, as will be explained later.
  • the free end of the tube is closed, while the other end is connected to a source of CO2 (14).
  • the number of microperforations is not limited and is chosen so as to obtain a uniform treatment of the washing water.
  • this installation comprising not only the tube connected to a CO2 source, but also the filter, can advantageously equip a concrete plant.
  • FIG. 3 a concrete plant has been shown diagrammatically provided with a mixer (15) supplying ready-mixed concrete to the truck mixers (16).
  • the washing water from the mixer (15) is partially discharged into the channel (17), the other part being used for washing the routers (16).
  • the water from the canal flows into three successive settling tanks, respectively (18, 19, 20).
  • the last tank, which can be placed in direct communication with the sewer, is also equipped with a pump (21) intended to recover the filtered water, after mechanical and chemical treatment, to reintroduce it into the plant, i.e. the manufacture of concrete, that is to say for cleaning truck routers.
  • the filter (1) of the installation of the invention intended to treat the washing water of truck routers, is positioned near the first settling tank (18).
  • the first stage (5) of the filter is connected by its discharge chute (9) to the settling tank (18) by a pipe (22).
  • Each of the components of the concrete is recovered at each sieve (2, 3, 4) by evacuation chutes (6, 7, 8) and transferred separately to storage areas by conveyor belts not shown.
  • washing truck routers makes it possible to recover a maximum of raw materials, which can advantageously be reused for the manufacture of concrete.
  • the microperforated coil (12) is maintained on a stainless steel frame, not shown, said coil being connected to the source of CO2, (14) positioned near the basin.
  • the lightly charged water (it results from washing only the mixer), present in the channel (17), settles in the basin provided for this purpose (18).
  • the filtrate from the filter (1) is discharged via the line (22) after cleaning the truck routers (16).
  • the pressure is 3 bars for a CO2 flow of 50 milliliters per minute.
  • the filtered water, the pH and hardness of which are reduced, is recovered by means of the pump (21), then, as already said, either reused for the manufacture of concrete or the washing of routers, or put in the sewer .
  • the table below shows the pH and hardness values at different points in the settling tanks, compared to the values for drinking water.
  • the tank (20) is also equipped with a pH automation system, which will allow the CO2 diffusion in the tank (19) to be triggered or not, depending on the output pH value filtration.
  • the basin (20) is also equipped with a thermometer making it possible to stop the operation of the pump (21) in the event of frost.
  • filtration allows the sand and gravel to be recovered separately for possible re-use as constituent elements of concrete.
  • the invention also covers all the embodiments and all the applications which will be directly accessible to those skilled in the art on reading the present application, their own knowledge, and possibly simple routine tests.

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  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
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Abstract

Procédé mécanique et chimique de régéneration d'eaux de rejet d'une centrale à béton caractérisé en ce que: (a) on filtre lesdites eaux de rejet à des calibres de filtration décroissants; (b) on récupère parallèlement la matière retenue au niveau de chaque filtration; (c) enfin, on soumet le filtrat obtenu à un traitement chimique apte à diminuer simultanément la dureté et le pH dudit filtrat.

Description

INSTALLATION ET PROCEDE CHIMIQUE ET MECANIQUE DE REGENERATION DES EAUX DE
REJET D ' UNE CENTRALE A BETON
Secteur technique de l'invention
L'invention concerne un procédé chimique et mécanique de régénération des eaux de rejet d'une centrale à béton. Elle se rapporte également à une installation mettant en œuvre ledit procédé.
Problème technique posé :
Les eaux de rejet d'une centrale à béton proviennent pour l'essentiel, du lavage du malaxeur et celui des camions toupies transportant le béton fabriqué. Ces eaux, après traitement, sont réutilisées pour le lavage du matériel ou pour la fabrication du béton pour une partie, et rejetées à l'égout pour l'autre partie.
En pratique , le malaxeur et les toupies des camions sont nettoyés à la fin de chaque demi-journée. Ainsi, par exemple, dans le cas d'une centrale à béton produisant environ 25 000 m3 de béton par an, 6 000 m3 d'eau potable sont consommés par an, dont seulement 2 000 m3 sont utilisés pour la fabrication du béton, les 4 000 m3 d'eau restants étant utilisés pour le nettoyage du malaxeur et des toupies.
Ces eaux de lavage présentent un certain nombre de caractéristiques. Tout d'abord, elles sont riches en matières solides correspondant au gravier, sable, laitances et ciment constitutifs du béton. On distinguera les « gros » (gravier), les sables, les « fines » (ciment et autres fines), une phase liquide aqueuse (essentiellement, de l'eau) et des additifs usuels de la préparation des bétons, comme des agents hydrofuges, des retardateurs de prise, des activateurs, des antigels, etc....
La plupart de ces additifs sont organiques, et présentent donc l'inconvénient d'augmenter la DCO et la DBO (demande chimique et biologique en oxygène). Il existe à ce sujet un certain nombre de normes, qui concernent également le taux de MES (matières en suspension), le pH etc....
En outre, la nature du ciment, lequel comprend des sels basiques ou alcalino terreux du type silicate et aluminate, confère à l'eau de lavage un pH élevé, en général supérieur à 11. De plus, la forte proportion de chaux et donc de calcium qu'il contient tend à augmenter considérablement la dureté de l'eau, dont la valeur (sensiblement égale à 45°F) est très éloignée de celle de l'eau potable (7 à 10° F).
On indiquera, bien que cela soit connu, qu'une valeur ETH de 7 correspond à 70 mg CaCO3 / litre d'eau.
Lorsque, dans certains pays nordiques, l'eau naturelle est déjà à une ETH de 30 à 35, la dureté en sortie de lavage peut atteindre 150 ce qui est tout à fait considérable.
Dans la plupart des centrales à béton, l'eau provenant du lavage du malaxeur et des toupies est évacuée dans un canal irriguant des bassins de décantation successifs. Plus précisément, l'eau de lavage du malaxeur est pour partie évacuée par le canal précité, l'autre partie étant destinée au nettoyage des toupies, l'eau récupérée étant alors rejetée dans ledit canal.
Il arrive également que l'on pompe à nouveau les eaux de lavage ou de reprise pour en faire un béton, ce qui permet d'ajouter un peu moins de ciment puisqu'il en existe déjà, avec d'autres fines, dans l'eau de reprise. Le problème est alors que l'on repompe également, ce faisant, les autres additifs qui étaient présents, notamment organiques, ainsi que d'autres fines etc le tout conduisant à des bétons de qualité et de propriétés aléatoires.
La majorité des particules lourdes du type gravier et sable sont donc récupérés dans le premier bassin de décantation en tombant par gravité, la décantation des particules plus légères se poursuivant dans les bassins plus en aval, généralement au nombre de deux.
Pour la centrale citée en exemple, le rejet total de solides dans le premier bassin, est d'environ 150 tonnes par an, correspondant à 850 m3 transportés. Bien entendu, le conglomérat récupéré au fond du bassin est inutilisable et définitivement rejeté.
Le premier problème que se propose de résoudre l'invention est donc de développer un procédé permettant de régénérer la matière solide récupérée dans les eaux de lavage.
Une fois que l'eau du premier bassin est décantée, elle s'écoule dans un second puis dans un troisième bassin de sorte à obtenir une quantité de particules en suspension la plus faible possible. Néanmoins, l'analyse de l'eau du troisième bassin montre que celle-ci contient encore des particules, dont la taille est supérieure à 40 micromètres pouvant aller jusqu'à 400 micromètres et dont la concentration est voisine de 0.38 gramme par litre. Même si la taille de ces particules est relativement faible, leur présence conduit à endommager le corps des pompes de récupération installées dans le dernier bassin. En outre, la teneur encore élevée en matière solide dans l'eau traitée contribue à polluer l'environnement lorsque l'eau est rejetée à l'égout.
Dès lors, le second problème que se propose de résoudre l'invention est de développer un procédé de traitement permettant d'obtenir une eau dont la teneur et la taille des particules solides sont les plus faibles possible. Par ailleurs, la dureté élevée de l'eau de lavage conduit à la formation de traces blanchâtres sur le matériel et notamment les toupies et au colmatage des différentes tuyauteries lorsque ladite eau est réutilisée pour le nettoyage du malaxeur et des camions.
Dès lors, le troisième problème que se propose de résoudre l'invention est de développer un procédé de traitement permettant de diminuer la dureté de l'eau.
En outre, dans les cas où l'eau est rejetée à l'égout, son pH élevé en fait une source de pollution importante.
Pou résoudre ce problème, les bassins sont fermés et traités par un acide fort du type acide chlorhydrique, sulfurique ou nitrique. Cependant, de tels acides concentrent l'eau des bassins en sels, chlorures ou sulfates nocifs pour une utilisation comme eau de constitution du béton. En outre, les nitrates sont indésirables dans les eaux de rejet. Par ailleurs, les acides forts sont dangereux à manipuler. Enfin, il est nécessaire d'agiter l'eau des bassins pour ne pas avoir une variation de pH d'amplitude trop importante pour l'environnement.
Dès lors, le quatrième problème que se propose de résoudre l'invention est de développer un procédé permettant de diminuer le pH de l'eau de façon progressive, sans nécessiter la présence d'acides forts.
L'invention vise donc à proposer tout d'abord un procédé et une installation ne présentant pas l'ensemble des inconvénients précités.
On notera à la lecture de cette section qu'en fait, l'art antérieur n'intègre absolument pas les réglementations relatives à l'environnement.
Au plan technique, l'art antérieur raisonne en liquide, que l'on neutralise ou pas, et qu'on réutilise pour en faire du béton. On peut estimer que 99% des eaux de lavage sont réutilisées telles quelles sans neutralisation, puisque l'on va ajouter du ciment, le pH n'étant pas un souci. Le 1 % restant est neutralisé par des acides forts, comme l'acide nitrique ou chlorhydrique. Ces acides, outre leur manipulation dangereuses, peuvent apporter par exemple des nitrates ou des chlorures qui sont déjà souvent en excès. De plus les chlorures sont par exemple également néfastes pour les bétons eux mêmes et une telle eau est très difficile ou impossible à réutiliser.
Une autre « solution » de l'art antérieur consiste en une simple décantation, dans des bassins à débordement (les eaux peuvent donc déborder et se répandre avec leurs additifs nuisibles pour la plupart à l'environnement, sans compter les matières solides), dans lesquels on prélève de l'eau pour réaliser des bétons (qui, comme indiqué ci-dessus, ont souvent des propriétés aléatoires du fait que les additifs et leurs % dans le bassin sont inconnus ou mal connus).
Au contraire, l'invention cherche à régénérer l'eau en produisant de l'eau quasi- potable. L'approche en elle même constitue une rupture totale par rapport à tout l'état de la technique depuis des décennies.
On va ainsi obtenir les avantages suivants.
économie d'eau
amélioration de la qualité et / ou de la reproductibilité des propriétés des bétons utilisant cette eau, ce qui est particulièrement important pour les bétons spéciaux
en cas de rejet accidentel, par exemple débordement accidentel à la suite d'orages ou analogues, pas de pollution.
Résumé de l'invention :
L'invention a donc pour objet un procédé mécanique et chimique de régénération des eaux de rejet d'une centrale à béton. Ce procédé se caractérise en ce que :
• on filtre lesdites eaux de rejet à des calibres de filtration décroissants ;
• on récupère parallèlement la matière retenue au niveau de chaque filtration ;
• enfin, on soumet le filtrat obtenu à un traitement chimique apte à diminuer simultanément la dureté et le pH dudit filtrat.
Description détaillée de l'invention :
Le procédé de l'invention permet de séparer progressivement gravier, sable et ciment les uns des autres, de sorte à les récupérer pour qu'ils puissent être réutilisés pour la fabrication du béton ou à d'autres fins. En outre, le traitement chimique, en diminuant la dureté et le pH de l'eau de lavage, évite tout colmatage et traces blanches sur le matériel de même que tout risque de pollution pour l'environnement en cas de rejet à l'égout.
Dans une forme de réalisation avantageuse, les eaux de rejets sont filtrées en trois étapes correspondant à trois calibres de filtration différents, respectivement maximum, moyen et minimum.
Ainsi, pour permettre de séparer le gravier des autres constituants de la solution de lavage, le calibre de filtration maximum est choisi supérieur ou égal à deux millimètres.
De même, pour permettre de séparer le sable des autres constituants de la solution de lavage restants, le calibre de filtration moyen est choisi compris entre 150 et 200 micromètres, avantageusement 160 micromètres. Enfin, pour permettre de séparer les laitances et le ciment des autres constituants de la solution de lavages restants, le calibre de filtration minimum est choisi compris entre 20 et 60 micromètres, avantageusement 40 micromètres.
Dès lors, l'eau filtrée ne contenant pas de matières solides de taille supérieure à 50 micromètres, son pompage en fin de traitement n'endommage pas le corps de la pompe.
Pour diminuer à la fois fa dureté et le pH de l'eau après filtration, le traitement chimique consiste à mettre l'eau filtrée au contact de dioxyde de carbone (CO2), en proportion adaptée que saura calculer l'homme de métier en fonction de chaque eau de lavage considérée..
Une telle approche constitue une rupture par rapport à l'état de la technique dans la profession, où l'on n'utilise aucun gaz. On a vu que l'art antérieur raisonne et travaille uniquement en phase liquide.
Le traitement au CO2 permet donc d'abaisser progressivement le pH, sans rejet toxique comme c'est le cas pour les traitements aux acides forts. En outre, le CO2 réagit avec la chaux pour former du carbonate de calcium précipité, diminuant ainsi considérablement la dureté de l'eau à une valeur proche de celle de l'eau potable, contrairement au traitement avec les acides forts, qui n'améliorent pas la dureté.
Dans une forme de réalisation avantageuse du procédé, on intercale entre l'étape de filtration et le traitement chimique de l'eau filtrée, une étape de décantation, afin de diminuer au maximum le taux de matières encore en suspension après filtration.
Selon un mode de réalisation préféré, on peut ajouter un traitement conjoint à l'oxygène et/ou à l'ozone. On peut ainsi réduire la DCO dans certaines applications. L'homme de métier sait effectuer les calculs de proportions au moyen d'essais simples. Comme déjà dit, l'invention concerne également une installation pour la mise en œuvre du procédé.
Cette installation se caractérise en ce qu'elle comprend :
• des moyens de filtration des eaux de rejet à des calibres de filtration décroissants ;
• des moyens de stockage de l'eau filtrée ;
• des moyens permettant de diminuer la dureté et le pH de l'eau ainsi stockée.
Dans une forme de réalisation préférée, les moyens de filtration se présentent sous forme d'un filtre à étage constitué de tamis superposés, le tamis supérieur présentant un calibre de filtration plus élevé que celui du tamis inférieur.
Bien entendu, le nombre de tamis peut varier en fonction du calibre de filtration souhaité.
Avantageusement, le filtre à étage est muni de trois tamis superposés, respectivement de haut en bas :
• un premier tamis de calibre supérieur ou égal à 2 millimètres ;
• un second tamis de calibre compris entre 150 et 200 micromètres, avantageusement 160 micromètres ;
• un troisième tamis de calibre compris entre 20 et 60, avantageusement 40 micromètres.
Dès lors, le passage de l'eau de lavage à travers le filtre permettra de séparer l'un de l'autre, au niveau des différents étages de filtration, tout d'abord, le gravier (étage supérieur), puis le sable (étage intermédiaire) et enfin le ciment et les laitances (étage inférieur). Par ailleurs et selon une autre caractéristique, la récupération de la matière solide retenue au niveau des étages de filtration est assurée par la présence d'une ouverture ménagée dans la paroi latérale de chacun des tamis.
En pratique, la matière ainsi évacuée est transportée par tout moyen notamment du type tapis, ou déversée directement dans des zones de stockage.
Pour permettre l'utilisation du filtre à étage en continu, sans colmater les différents étages, le filtre est équipé d'un système vibratoire. Dès lors, les vibrations permettront de rejeter les matières retenues à la surface de chacun des tamis par les ouvertures prévues à cet effet.
Selon une autre caractéristique de l'installation de l'invention, les moyens de stockage de l'eau filtrée se présentent sous forme d'un bassin de décantation.
Par ailleurs, les moyens pour diminuer la valeur du pH et celle de la dureté de l'eau se présentent sous forme d'un tube microperforé relié à une source de CO2, ledit tube étant maintenu dans le fond d'un bassin de décantation.
Dans une première forme de réalisation, le tube est positionné dans le bassin de décantation dans lequel s'écoule l'eau filtrée.
Dans une seconde forme de réalisation, le tube est positionné dans un second bassin de décantation positionné en aval du premier bassin.
Enfin, l'invention concerne l'utilisation de ladite installation dans une centrale à béton.
L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation suivants à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une représentation, de profil, du filtre à étage faisant partie de l'installation objet de l'invention.
La figure 2 est une représentation du tube microperforé faisant partie de l'installation de l'invention.
La figure 3 est une représentation schématique d'une centrale à béton équipée de l'installation de l'invention.
Sur la figure 1 , on a représenté le filtre permettant de traiter les eaux de lavage issues de toupies de camions en séparant les uns des autres chacun des éléments constitutifs du béton, à savoir gravier, sable, ciment et laitances.
Plus précisément, ce filtre désigné par la référence générale (1) comprend trois étages, correspondant à trois tamis de calibres décroissants, respectivement :
- un premier tamis (2) de calibre égal à 2 millimètres, destiné à retenir les graviers contenus dans l'eau de lavage ;
- un second tamis (3) de calibre égal à 160 micromètres, destiné à retenir le sable ;
- un troisième tamis (4) de calibre égal à 40 micromètres, destiné à retenir le ciment et les laitances ;
- et enfin, un récipient (5) destiné à recevoir l'eau de lavage telle que filtrée.
Pour récupérer la matière au niveau des différents étages, chaque tamis (2, 3, 4) est muni sur sa paroi latérale d'une goulotte d'évacuation, respectivement des graviers (6), du sable (7) et du ciment et des laitances (8).
Pour éviter les phénomènes de colmatage et pour que le filtre puisse fonctionner en continu pendant toute la période de lavage des toupies des camions, ledit filtre est muni à sa base d'un système de vibrations (10). Ce système de vibrations électrique étant lui-même connu, ne sera pas davantage décrit.
Enfin, l'eau filtrée par le tamis (4) est évacuée au niveau du récipient (5) par la goulotte (9).
Pour permettre de diminuer à la fois la dureté et le pH de l'eau filtrée, l'installation comprend en outre un tube microperforé relié à une source de CO2, représenté sur la figure 2 et défini par la référence générale (11).
Plus précisément, le tube (12) microperforé (13) se présente sous forme d'un serpentin d'environ 10 mètres de long permettant d'augmenter la surface de contact entre le dioxyde de carbone et l'eau. En pratique, ledit serpentin est positionné au fond d'un bassin de décantation, comme il sera expliqué par la suite.
Pour permettre de diffuser le dioxyde de carbone sous pression, l'extrémité libre du tube est obturée, tandis que l'autre extrémité est reliée à une source de CO2 (14).
Bien entendu, le nombre de microperforations n'est pas limité et est choisi de sorte à obtenir un traitement homogène de l'eau de lavage.
Comme déjà dit, cette installation comprenant non seulement le tube relié à une source de CO2, mais également le filtre, peut avantageusement équiper une centrale à béton.
Sur la figure 3, on a représenté schématiquement une centrale à béton munie d'un malaxeur (15) alimentant en béton prêt à l'emploi les toupies (16) de camions. En pratique, les eaux de lavage du malaxeur (15) sont rejetées en partie dans le canal (17), l'autre partie servant au lavage des toupies (16). Dans la centrale à béton objet de cet exemple, l'eau du canal s'écoule dans trois bassins de décantation successifs, respectivement (18, 19, 20). Le dernier bassin, qui peut être mis en communication directe avec l'égout, est en outre équipé d'une pompe (21) destinée à récupérer l'eau filtrée, après traitement mécanique et chimique, pour la réintroduire dans la centrale, soit pour la fabrication du béton, soit pour le nettoyage des toupies des camions.
Le filtre (1) de l'installation de l'invention, destiné à traiter les eaux de lavage des toupies des camions, est positionné à proximité du premier bassin de décantation (18).
Le premier étage (5) du filtre est relié par sa goulotte d'évacuation (9) au bassin de décantation (18) par une conduite (22).
Chacun des constituants du béton est récupéré au niveau de chaque tamis (2, 3, 4) par des goulottes d'évacuation (6, 7, 8) et transféré séparément dans des zones de stockage par des tapis roulants non représentés.
Dès lors et en pratique, le lavage des toupies des camions permet de récupérer un maximum de matières premières, qui peuvent être avantageusement réutilisées pour la fabrication du béton.
Au fond du bassin (19), on maintient le serpentin microperforé (12) sur un cadre inox non représenté, ledit serpentin étant relié à la source de CO2, (14) positionnée à proximité du bassin.
En pratique, l'eau légèrement chargée (elle résulte du lavage uniquement du malaxeur), présente dans le canal (17), se décante dans le bassin prévu à cet effet (18). Dans ce même bassin, est déversé via la conduite (22) le filtrat provenant du filtre (1) après nettoyage des toupies des camions (16).
Le bassin (18) communiquant avec le bassin (19), l'eau filtrée est ensuite traitée chimiquement par diffusion de CO2 dans tout le volume du bassin. En pratique, pour un bassin de 15 m3, la pression est de 3 bars pour un débit de CO2 de 50 millilitres par minute.
Enfin, l'eau filtrée dont le pH et la dureté sont diminués, est récupérée au moyen de la pompe (21), puis comme déjà dit, soit réutilisée pour la fabrication du béton ou le lavage des toupies, soit mise à l'égout.
Dans le tableau ci-après, figurent les valeurs de pH et de dureté en différents points des bassins de décantation, par rapport aux valeurs de l'eau potable.
Figure imgf000015_0001
Bien que non représenté, le bassin (20) est en outre équipé d'un système d'automatisation du pH, qui permettra de déclencher ou non la diffusion de CO2 dans le bassin (19), en fonction de la valeur du pH en sortie de filtration.
En outre, le bassin (20) est également équipé d'un thermomètre permettant de stopper en cas de gel le fonctionnement de la pompe (21).
L'invention et les avantages qui en découlent ressortent bien de la description. On notera notamment :
• l'absence totale de pollution de l'environnement lorsque l'eau est rejetée à l'égout dans la mesure où son pH avoisine celui de l'eau potable ;
• la possibilité de réutiliser l'eau de lavage après filtration, dans la mesure où sa teneur faible en particules de taille inférieure à 40 micromètres évite tout endommagement du corps de la pompe d'aspiration ;
• une diminution de la dureté de l'eau filtrée, évitant tout blanchiment du matériel et l'entartrage des pompes et conduites d'eau de la centrale de lavage des canalisations et cuves de remplissage des camions toupie, lorsque l'eau filtrée est réutilisée pour le lavage des camions.
En outre, la filtration permet de récupérer le sable et le gravier séparément pour une éventuelle réutilisation en tant qu'éléments constitutifs du béton.
L'invention couvre également tous les modes de réalisation et toutes les applications qui seront directement accessibles à l'homme de métier à la lecture de la présente demande, de ses connaissances propres, et éventuellement d'essais simples de routine.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Procédé mécanique et chimique de régénération d'eaux de rejet d'une centrale à béton caractérisé en ce que :
• on filtre lesdites eaux de rejet à des calibres de filtration décroissants ;
• on récupère parallèlement la matière retenue au niveau de chaque filtration ;
• enfin, on soumet le filtrat obtenu à un traitement chimique apte à diminuer simultanément la dureté et le pH dudit filtrat.
2/ Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les eaux de rejets sont filtrées en trois étapes correspondant à trois calibres de filtration différents, respectivement maximum, moyen et minimum.
3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le calibre de filtration maximum est choisi supérieur ou égal à deux millimètres.
4/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le calibre de filtration moyen est choisi compris entre 150 et 200 micromètres, avantageusement 160 micromètres.
5/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le calibre de filtration minimum est choisi compris entre 20 et 60 micromètres, avantageusement 40 micromètres. 6/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement chimique consiste à mettre l'eau filtrée au contact de dioxyde de carbone (C02) en proportion adaptée, et /ou d'oxygène et d'ozone.
7/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on intercale entre l'étape de filtration et le traitement chimique de l'eau filtrée, une étape de décantation.
8/ Installation pour la mise en œuvre du procédé objet de l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend :
• des moyens (1 ) de filtration des eaux de rejet à des calibres de filtration décroissants ;
• des moyens de stockage de l'eau filtrée (18, 19, 20).
• des moyens (11) permettant de diminuer la dureté et le pH de l'eau ainsi stockée.
9/ Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de filtration se présentent sous forme d'un filtre à étage constitué de tamis superposés (2, 3, 4), le tamis supérieur présentant un calibre de filtration plus élevé que celui du tamis inférieur.
10/ Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le filtre à étage est muni de trois tamis superposés, respectivement de haut en bas :
• un premier tamis (2) de calibre supérieur ou égal à 2 millimètres ;
• un second tamis (3) de calibre compris entre 150 et 200 micromètres, avantageusement 160 micromètres ;
• un troisième tamis (4) de calibre compris entre 20 et 60, avantageusement 40 micromètres. 11/ Installation selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que chaque tamis présente Une ouverture (6, 7, 8) ménagée dans sa paroi latérale.
12/ Installation selon l'une des revendications 9 à 11 , caractérisée en ce que le filtre (1) est équipé d'un système vibratoire (10).
13/ Installation selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que les moyens de stockage de l'eau filtrée se présentent sous forme de bassins de décantation (18, 19, 20).
14/ Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens pour diminuer la valeur du pH et celle de la dureté de l'eau se présentent sous forme d'un tube (12) microperforé (13) relié à une source de CO2 (14), ledit tube étant maintenu dans le fond d'un bassin de décantation.
15/ Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit tube est positionné dans le bassin de décantation dans lequel s'écoule l'eau filtrée.
16/ Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que le tube est positionné dans un second bassin de décantation positionné en aval du premier bassin.
17/ Utilisation de l'installation objet de l'une des revendications 8 à 16 dans une centrale à béton.
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