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FILTRE POUR TRAITEMENT *AUX RESIDUAIRES ET TOUS AUTRES LIQUIDES SUSCEPTIBLES D'ETRE TRAITES INDUSTRIELLEMENT OU EN LABORATOIRE, PAR CE PROCEDE.
1) Le.procédé de filtration de bas en haut, des liquides sur laitier, pourra aussi être employé sans le système de nettoyage par purges, par exemple pour des pré-filtrations ou lorsque l'on pourra se permettre de renouveler le laitier dès qu'il sera trop souillé, c'est-à-dire lorsqu'il ne permettra plus la filtration dans les conditions désirées.
On pourra également effectuer des nettoyages du laitier souillé, dans un liquide approprié, en vue de son réemploi ultérieur, pour le filtre ou à d'autresusages.
J) Lorsque le décanteur (c) ne sera pas d'utilité, il pourra ne pas en être fait usage.
Les paragraphes I et J constituent donc-des simplifications au procédé original, sans pour cela altérer l'essence même de l'invention qui consiste en une filtration de bas en haut, des liquides, sur laitier.
K) La ou les couches de support du latier pourront être constituées de silex et de gravier, comme indiqué au brevet d'invention, mais aussi de tous matériaux jugés convenables, tant pour la facilité de l'usage, que par économie (coke, charbon de houille, charbon de bois, piérailles, déchets de briques, cendrées, scories, composés chimiques, etc...), pour autant qu'il soit permis de les utiliser, compte tenu de la composition des liquides à filtrer et de leur usage ultérieur.
L) Le faux-fond supportant les couches de support et la laitier, pourra également être constitué par un assemblage de poutrelles, ou par l'enpillage de matériaux divers.
M) Le laitier constituant la matière filtrante, ¯pourra provenir non seulement des hauts fourneaux sidérurgiques, mais aussi de tout autre source, pourvu qu'il soit apte à la filtration envisagée.
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N) Les liquides ayant traversé la masse filtrante, pourront aussi être repris directement par une pompe, à la partie supérieure de (b), c'est-à-dire au-dessus du laitier.
0) La partie (a) du filtre pourra comporter-autant de parties tronconiques ou pyramidales qu'il sera jugé utile, ou une seule seulement.
Cette partie pourra aussi revêtir une tout autre forme.
P) Les liquides à filtrer pourront être refoulés par une pompe vers la vanne n I, ou traverser le filtre par simple dénivellation entre la source d'où proviennent ces liquides et la surface supérieure du laitier du filtre.
APPLICATIONS INDUSTRIELLES DERIVEES DU BREVET D'INVENTION
N 501.158 ET DES BREVETS DE PERFECTIONNEMENTS.
Description et croquis de trois systèmes d'épuration des eaux résiduaires industrielles, par le procédé de filtration de bas en haut, sur laitier, principalement applicables en métallurgie.
Remarque : Ces applications et possibilités ne doivent être en aucun cas, considérées comme ayant un caractère limitatif. Elles pourront étre utilisées, en tout ou en partie, par tout autre industrie, organisme ou laboratoire,ainsi que dans le privé. Elles seront susceptibles de recevoir des améliorations et des installations supplémentaires pourront être ajoutées à celles décrites. Il pourra aussi n'être fait usage que d'une partie seulement de ces installations et éventuellement, elles pourront être modifiées ou revêtir une tout autre forme.
Ces installations seront représentées par les lettres suivantes : A,B et C pour les filtres simplifiés.
D pour le décanteur primaire.
E pour le lit d'asséchage.
F pour le décanteur des boues de purges.
G pour le collecteur des purges.
H pour la granulation du laitier.
X pour l'arrivée des eaux usées.
R pour les pompes.
Io Système.
Traitement des eaux résiduaires par filtration sur filtre original.
Les eaux résiduaires chargées de matières en suspension sont amenées dans le décanteur primaire (décanteur horizontal), où elles abandonnent une partie de leurs matières en suspension. Elles sont alors reprises à l'autre extrémité par une pompe à crépine ouà immersion, pour être refoulées vers le bas du filtre, La vanne n I permet le réglage du débit.
Les premières portions filtrées sont dirigées vers le décanteur primaire, par la vanne n 3. Après clarification, la vanne n 3 est fermée et la vanne n 2 ouverte.
Le fonctionnement du filtre est celui décrit au brevet d'invention.
Les boues de purges sont collectées et dirigées vers le décanteur de purges où, après un certain temps de séjour, elles sont séparées des liquides surnageant par aspiration de ceux-ci, qui seront dirigés vers le décanteur primaire. Les boues concentrées sont alors prélevées et dirigées vers
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le lit d'asséchage. (suivant que l'on utilise le simple é) Supprimer ces mots entre parenthèses.
Les liquides s'écoulant ou qui sont aspirés de ce lit d'assé- chage (suivant que l'on utilise le simple égouttage ou l'aspiration sous vi- de partiel), sont également dirigés vers le décanteur primaire.
Les boues asséchées sont prélevées et dirigées vers leur lieu de destination, soit en vue de la récupération de certains produits ou de leur évacuation.
De temps en temps,on effectuera des prélèvements de boues dans le décanteur primaire, qui seront dirigées vers le lit d'asséchage.
2 Système.
Traitement des eaux résiduaires par préfiltration sur un filtre simplifié. avant leur passage sur le filtre original.
Le filtre simplifié pourra êtreen métallurgie, un bac où l'on effectuera la granulation du laitier. Celle-ci pourra s'opérer d'une façon continue dans ce bac, ainsi que le prélèvement du laitier granulé, qui sera reçu sur une ou plusieurs couches de support, reposant sur un faux-fond per- foré, ou autre. Les eaux provenant du décanteur primaire sont refoulées par la pompe vers ce filtre simplifié, pour y subir une préfiltration. Elles arrivent au bas du filtre simplifié par la vanne n 7, pour ensuite pénétrer dans le filtre original par la vanne n I. Le circuit des eaux et des boues redevient alors ce qu'il était dans le premier système.
Le débit du filtre original pourra non seulement être réglé par la vanne n 7', mais également par la vanne n I.
L'excès d'eaux provenant de la granulation, sera dirigé vers le décanteur primaire, par la vanne n 6'.
Le débit du filtre simplifié pourra être rapide, puisqu'il n'est destiné à retenir qu'une partie seulement des matières en suspension. Sa sur- face peut donc être restreinte.
La granulation du laitier s'effectuera avec des eaux brutes si elles ne sont pas trop souillées, ou avec des eaux filtrées. La matière fil- trante du filtre original sera de cette façon, moins vite souillée, d'où une plus longue utilisation.
Le volume des boues de purges sera aussi diminué-., étant donné la retenue d'une partie des matières en suspension dans le filtre simplifié et leur enlèvement avec le laitier prélevé.
Notes concernant les deux premiers systèmes
Dans les deux cas, on pourra avantageusement placer un filtre simplifié après le filtre original. Il pourra ne servir que lors des renou- vellements de la masse filtrante du filtre original, de façon à ne pas arréter la marche de l'épuration. Ces renouvellements seront d ailleurs rares, étant donné l'auto-nettoyage par purges. (Il est en effet possible d'utili- ser le laitier du filtre original, en régime continu et à un débit industriel - 2,5 à 5 m3/ m2/ heure - durant plusieurs mois, si l'on respecte certaines conditions.)
Le filtre simplifié supplémentaire pourra aussi servir à fil- trer les premières portions troubles du filtre original, au lieu de les di- riger vers le décanteur primaire.
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3 Système. fiés, Traitement des eaux résiduaires par batterie de filtres simplifiés.
Nous considèreront ces filtres simplifies comme étant des bacs dans lesquels on effectuera la granulation du laitier.
Filtres : Supposons les filtres A et B remplis de laitier.
Les vannes 1, 4 et 8 sont ouvertes.
Les vannes 7, 2, 5, 3, 9 et 6 sont fermées.
Les eaux à filtrer provenant du décanteur primaire, arrivent par la vanne n I, traversent le filtre A, puis le filtre B en pas- sant par la vanne n 4, pour sortir filtrées par la vanne n 8.
Granulation : Durant ce temps, on granulera le laitier dans le filtre C, i- solé des deux autres.
Filtres : Lorsque le filtre C sera rempli de laitier, il sera prêt à fonc- tionner.
On isolera alors le filtre A et C sera mis en circuit. Pour cela :
Fermer les vannes I, 4 et 8.
Ouvrir les vannes 2, 5 et 9.
Les eaux usées arrivant par la vanne n 2, traversent le filtre
B, puis le filtre C en passant par la vanne n 5, pour sortir fil- trées par la vanne n 9.
Granulation : Le filtre A isolé, sera vidé et l'on y granulera le laitier.
Le cycle se poursuivra ensuite dans les mêmes conditions.
Le laitier, ainsi que les eaux de granulation, pourront être dirigés indistinctement vers l'un ou l'autre filtre, au moyen $emarauss des vannes Ó,ss,@ Remarques :
Dans cette description, nous avons passé sous silence la question des eaux de granulation. Ces eaux doivent pouvoir s'écouler durant tout le temps de la granulation, sans pour cela aller souiller les eaux sortant des autres filtres. A cet effet, on les recueillera par trop plein des vannes 7, 8 ou 9 (suivant le filtre dans lequel on granule), dans le décanteur primaire. Lors de la remise en circuit de chaque filtre, on pourra diriger les premières portions filtrées vers le décanteur primaire ou vers un filtre simplifié supplémentaire, prévu à cet effet.
Dès que le laitier du filtre sera nettoyé et que les eaux sortiront suffisamment claires, on les réintègrera dans le circuit ordinaire.
Notes :
Ce système est surtout valable en métallurgie, où l'on dispose continuellement de laitier neuf, sous-produit des hauts fourneaux. Les installations doivent être étudiées de fagon à ce que les boues (supprimer les deux derniers mots) la quantité de boues dues aux matières en suspension des eaux usées, ne soit pas dans une proportion trop forte par rapport à la masse de laitier granulé, de fagon à garder à celui-ci sa valeur marchande.
Ce système permettrait aux métallurgistes de résoudre automatiquement le problème des boues, provenant nécessairement de toutes épurations, ce problème étant l'un des plus ardus dans cette industrie.
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Notes sur les trois systèmes:
Dans chacun de ces trois systèmes, on pourra adapter le pul- vérisateur pour lélimination des produits décomposables par oxydation de l'air et, ou entrainables par celui-ci, tels que les cyanures et les phénols.
Lorsqu'une élévation du pH sera souhaitable, ou lorsqu'une flo- culation sera nécessaire pour l'utilisation ultérieure des eaux filtrées, l'adjonction des réactifs adéquats pourra s'effectuer avant la filtration, par exemple dans le décanteur primaire.
L'emploi du pulvérisateur pourra aussi se faire avant la filtra- tion et même avant 1?adjonction des réactifs éventuels. (L'oxygène dissout pouvant être néfaste pour les chaudières lors de l'utilisation des eaux fil- trées,on pourra l'éliminer en additionnant à ces eaux certains réactifs, tels que chlorure ferreux et chaux, judicieusement dosés.) Il en serait de même de la pulvérisation d'air au sein du liquide. L'ozone pourrait aussi être employé.
Chacun de ces trois systèmes, permettra d'obtenir, à un débit industriel,des eaux filtrées parfaitement limpides, exemptes de matières solides en suspension.
Les incrustations silicataires ne sont pas à craindre lors du réemploi ultérieur des eaux filtrées.
QUELQUES RESULTATS D'ESSAIS EFFECTUES SUR L'ASSECHAGE DES BOUES PAR LIT DE
LAITIER.
Des essais d'asséchage des boues, ont été effectués par les deux procédés préconisés dans cette description. Ces essais se sont avérés très encourageants et laissent entrevoir des possibilités pour ainsi dire certaines, de traitement à l'échelle industrielle.
Pour ces essais, il a été utilisé un liquide boueux contenant, après deux heures de sédimentation, 50 % deboues en volume. Après soutirage du liquide surnageant, le dosage de l'humidité de ces boues, considérées comme concentrées à 100 % en volume, a donné 85,75 % en poids. Après asséchage sur lit de laitier, l'humidité restant était de : l ) 30,50% en poids, par simple égouttage durant heures.
2 25 % en 'poids, par aspiration sous vide partiel durant
2 heures.
A ce stade,les boues avaient une consistance pâteuse , très poussée.
L'asséchage a donc permis de réduire ainsi de 64,30 % sur 4 H. dans le premier cas et de 70,84% sur 2 H. dans le second, l'humidité de ces boues, primitivement considérées à 100 % de concentration en volume.
Sur ces boues pâteuses des lits d'asséchage, il a été rajouté des boues, non plus cette fois à 100 % en volume, mais à 50 % seulement.
(Donc, beaucoup plus humides). Après un nouveau laps de temps de 4 heures pour le premier cas et de 2 heures pour le second, le dosage de l'humidité a été pratiqué. Les résultats obtenus ont été pratiquement les mêmes que la première fois.
Je me tiens à la disposition des industriels désireux de poursuivre ces essais à l'échelle semi-industrielle ou industrielle, à qui je communiquerai une documentation plus complète, relative à ceux-ci.
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CONSIDERATIONS RELATIVES AUX APPLICATIONS POSSIBLES EN VUE DE LA RECUPERATION D'UNE PARTIE DES FRAIS OCCASIONNES PAR UNE STATION D'EPURATION.
Il est certain qu'une épuration, toute rationnelle qu'elle' ' soit, entraînera de gros sacrifices de la part des industries visées. Pourquoi, dans ce cas, ne pas essayer de récupérer, lors de l'épuration même, une partie des frais occasionnés?
Le procédé préconisé permettant d'obtenir dans chacun des trois systèmes, des eaux filtrées parfaitement limpides, épurées, celles-ci, au lieu d'être rejetées à l'égout, pourraient aussi bien être reprises dans l'usine pour former un cycle et resservir à d'autres fins.
D'autre-part, on pourrait envisager la possibilité de transformer l'énergie de chute des eaux sortant du filtre, en énergie électrique.
L'énergie développée par des débits horaires de 700, 1000, 1300 m3, ne serait certainement pas à négliger.
Certains éléments contenus dans les boues pourraient être avan- tageusement récupérés.
Ce sont tous problèmes qui méritent d'être approfondis et dès lors, l'épuration considérée sous cet angle, pourrait être envisagée d'une fagon beaucoup plus optimiste.