Solutions complètes de traitement des boues d'épuration municipales : traitement des boues d'épuration municipales, sécheur de boues, dépoussiéreur, filtres, biologie, systèmes de contrôle des odeurs. Définition du traitement des boues XJY
04/11/2024
Présentation du projet
Définition du traitement des boues XJY
Le traitement des boues désigne le processus de traitement des boues produites lors du traitement des eaux usées. Ces boues contiennent une grande quantité d'eau, de matières organiques, de matières inorganiques et de micro-organismes. Si elles sont rejetées directement ou éliminées sans traitement, elles pollueront gravement l'environnement.
image 1 Organigramme du traitement des boues
Quel est le but du traitement des boues XJY ?
Les objectifs du traitement des boues XJY comprennent la réduction du volume des boues, la réduction de la teneur en eau des boues, la stabilisation des propriétés des boues et la facilitation de l'élimination et de l'utilisation ultérieures. Voici l'explication.
1. Réduire le volume des boues : Grâce à des étapes telles que la concentration et la déshydratation, la teneur en eau des boues est considérablement réduite, réduisant ainsi le volume des boues, ce qui est pratique pour le transport et l'élimination ultérieurs.
2. Réduire la teneur en eau des boues : éliminer davantage l'eau des boues, augmenter la solidité sèche des boues et faciliter la stabilisation et l'innocuité des boues.
3. Stabiliser les propriétés des boues : Grâce à des méthodes de traitement biologique telles que la digestion anaérobie et la fermentation aérobie, la matière organique des boues est dégradée et les organismes nuisibles tels que les agents pathogènes et les œufs de parasites présents dans les boues sont tués, de sorte que les boues atteignent un état stable.
4. Faciliter l'élimination et l'utilisation ultérieures : les boues traitées peuvent être éliminées de manière plus sûre par l'utilisation des terres, la mise en décharge, l'incinération ou comme matériaux de construction, et les ressources utiles des boues peuvent également être extraites pour réaliser l'utilisation des ressources des boues.
image2 Composants du système d'assainissement
Les principales méthodes de traitement des boues XJY
Les principales méthodes de traitement des boues XJY comprennent la déshydratation mécanique, le conditionnement chimique + filtre-presse à plaques et cadres, la fermentation anaérobie et le séchage thermique. Voici l'explication.
1. Déshydratation mécanique : utiliser la force mécanique (comme la force centrifuge, la pression, etc.) pour éliminer l'humidité des boues et peut généralement les traiter jusqu'à une teneur en eau d'environ 80 %.
2. Conditionnement chimique + filtre-presse à plaques et cadres : ajoutez des agents chimiques (tels que la chaux, le PAM, etc.) aux boues pour les conditionner, puis filtrez-les à travers un filtre-presse à plaques et cadres pour réduire davantage la teneur en eau des boues, qui peuvent généralement être traitées à environ 60 % de teneur en eau.
3. Fermentation anaérobie : En conditions anaérobies, des bactéries anaérobies décomposent la matière organique des boues en gaz tels que le dioxyde de carbone et le méthane, ce qui stabilise simultanément les boues. Les résidus de boues après fermentation anaérobie doivent encore être traités ultérieurement. Fermentation aérobie : En conditions aérobies, les boues sont transformées en humus stable par la fermentation de micro-organismes, lequel peut être utilisé pour la fabrication d'engrais agricoles ou de sols végétalisés, etc. La teneur en humidité des boues après fermentation aérobie peut être réduite à 40-45 %.
5. Séchage thermique : L'énergie thermique est utilisée pour évaporer l'eau des boues et les sécher. Le séchage thermique permet de choisir différents équipements de séchage en fonction des besoins d'élimination, tels que les sécheurs à bande, les sécheurs à table rotative, etc.
Quel est le processus de traitement des boues XJY ?
Le processus de traitement des boues XJY comprend la collecte et le transport, l'épaississement,
stabilisation, déshydratation et élimination ou réutilisation. Voici l'explication.
1.Collecte et transport : Les boues sont collectées à partir de diverses sources telles que les stations d’épuration et les installations industrielles, puis transportées vers le site de traitement.
2. Épaississement : L'épaississement vise à augmenter la teneur en matières solides des boues. Cela peut être réalisé par des méthodes telles que l'épaississement gravitaire, où les boues se déposent sous l'effet de la gravité, ou l'épaississement mécanique à l'aide de dispositifs tels que des centrifugeuses ou des épaississeurs à bande.
3. Stabilisation : La stabilisation est essentielle pour réduire le risque de décomposition et les odeurs. Les méthodes de stabilisation les plus courantes comprennent la digestion anaérobie, où les bactéries décomposent la matière organique en l'absence d'oxygène, et la digestion aérobie, qui utilise l'oxygène pour décomposer les boues. La stabilisation à la chaux est également utilisée dans certains cas, où l'ajout de chaux augmente le pH et élimine les agents pathogènes.
4. Déshydratation : Après stabilisation, les boues doivent être déshydratées afin de réduire leur teneur en humidité. Cette opération peut être réalisée par des méthodes mécaniques telles que des filtres-presses, des centrifugeuses ou des filtres-presses à bandes. La déshydratation facilite la manutention et le transport des boues.
5. Élimination ou réutilisation : Une fois déshydratées, les boues peuvent être éliminées de différentes manières. L'enfouissement en centre de traitement des eaux usées est une option, mais elle est de moins en moins courante en raison de préoccupations environnementales. L'incinération permet de réduire le volume des boues et de récupérer de l'énergie. Une autre approche consiste à réutiliser les boues pour des applications telles que l'épandage pour l'amendement des sols, comme source de combustible dans certains procédés industriels ou comme matériaux de construction.
Chaque étape du processus de traitement des boues est soigneusement conçue pour assurer la protection de l’environnement, minimiser les odeurs et les risques pour la santé et optimiser l’utilisation des ressources.
Quels équipements XJY sont disponibles ?
Ces appareils sont divisés en quatre types : équipement de déshydratation des boues, équipement de transport des boues, équipement de séchage des boues et équipement de stockage des boues sèches finies.
1. Équipement de déshydratation des boues
Filtre-presse à plaques et cadres
Le filtre-presse à plateaux et cadres est la première machine utilisée en déshydratation chimique. Bien que le fonctionnement du filtre-presse à plateaux et cadres soit généralement intermittent, que les investissements en infrastructures soient importants et que la capacité de filtration soit faible, il reste largement utilisé dans certaines petites stations d'épuration en raison de ses avantages, tels qu'une force motrice de filtration importante, une teneur élevée en solides du gâteau de filtration, un filtrat clair, un taux de récupération élevé des solides et une faible consommation de produits de conditionnement.
Déshydrateur centrifuge
La déshydratation centrifuge est principalement composée d'un convoyeur et d'une vis sans fin à arbre creux. Une fois introduites dans le tambour par l'arbre creux, les boues sont immédiatement projetées dans la cavité du tambour sous l'effet de la force centrifuge générée par la rotation à grande vitesse. La densité des particules de boues est élevée, ce qui explique l'importance de la force centrifuge générée. Elles sont projetées et fixées à la paroi interne du tambour pour former une couche solide. La densité de l'eau est faible, tout comme la force centrifuge, et seule une couche liquide est générée à l'intérieur de la couche solide. Les boues contenues dans la couche solide sont lentement poussées par la vis sans fin et transportées jusqu'à l'extrémité conique du convoyeur, puis évacuées en continu par les sorties situées autour du convoyeur. Le liquide est évacué du trop-plein du déversoir vers l'extérieur du convoyeur, puis évacué de la déshydratation après avoir été collecté.
Filtre-presse à bande
Le filtre à bande, également appelé filtre-presse à bande, est un dispositif de filtration utilisant une bande filtrante sans fin enroulée autour d'une série de rouleaux disposés en séquence et de tailles variables pour éliminer l'humidité des boues par compression et cisaillement entre les bandes filtrantes. Les filtres à bande peuvent être conçus de nombreux modèles différents grâce aux différentes dispositions et combinaisons des rouleaux presseurs. Ils présentent les avantages suivants : structure simple, haute efficacité de déshydratation, grande capacité de traitement, faible consommation d'énergie, faible niveau sonore, haut degré d'automatisation, fonctionnement continu et facilité d'entretien. Leur coût et leurs charges d'exploitation sont inférieurs de plus de 30 % à ceux des filtres-presses à plateaux et à cadres, ce qui en fait l'équipement privilégié pour le traitement des eaux usées urbaines. Les filtres à bande sont principalement utilisés dans la fabrication du papier, l'imprimerie et la teinture, l'industrie pharmaceutique, l'exploitation minière, la sidérurgie, le charbon, le cuir et d'autres industries, notamment pour le traitement des eaux usées urbaines et la déshydratation des boues industrielles.
Déshydrateur à escargots empilables
La déshydratation des boues à vis est un nouveau type d'équipement de séparation solide-liquide. Elle permet l'extrusion et la déshydratation des boues grâce à la forte force d'extrusion générée par les variations de diamètre et de pas de la vis, ainsi qu'au faible espace entre la bague mobile et la bague fixe.
2. Équipement de transport des boues
Convoyeur à vis
Un convoyeur à vis est un dispositif mécanique utilisant des pales hélicoïdales rotatives (appelées « rotors ») pour transporter des matériaux liquides ou granulaires, généralement dans un tuyau. Il est largement utilisé dans diverses industries de manutention de matériaux en vrac. Dans l'industrie moderne, les convoyeurs à vis sont souvent utilisés horizontalement ou légèrement inclinés pour transporter efficacement des matériaux semi-solides.
Convoyage de silos à crémaillère coulissante
Le silo équipé d'une glissière est également appelé silo coulissant. Il est souvent utilisé en association avec un silo à parois droites et une vis de décharge. La fonction principale du silo coulissant est d'évacuer les boues collantes et d'empêcher leur adhérence à la glissière de transport. Il existe généralement deux types de structures : la glissière rectangulaire et la glissière circulaire. Les boues traitées doivent être stockées, et le silo coulissant permet un stockage optimal. La quantité de boues déchargée est facilement maîtrisée. Comparé au silo à boues, il réduit efficacement la hauteur du silo et garantit la sécurité de la construction.
Convoyeur élévateur à raclettes
Le convoyeur à raclettes utilise une chaîne raclante pour transporter les matériaux en vrac dans l'auge. Il est adapté au transport continu de poussières, de petites particules et de petits blocs. Il peut être utilisé pour le transport horizontal et incliné. Pour le transport ascendant le long de la pente, l'inclinaison de la veine de charbon ne doit pas dépasser 25°, et pour le transport descendant, elle ne doit pas dépasser 20°. En cas d'inclinaison importante de la veine de charbon, un dispositif antidérapant doit être installé. Le convoyeur à raclettes flexible permet une flexion de 2° à 4° dans les directions horizontale et verticale.
3. Équipement de séchage des boues
Sécheur à disque
Le sécheur à disques est un équipement de séchage économe en énergie, doté d'un arbre principal et de pales. Le matériau humide est agité par le disque et entre en contact direct avec le caloporteur et la surface chaude, pour un séchage optimal. Sa structure est de type disque. Les disques sont disposés de manière dense sur l'arbre principal, et le fluide caloporteur circule à travers eux. La surface de transfert thermique par unité de volume effectif est importante. Le fluide caloporteur est chauffé par de la vapeur, de l'eau chaude ou de l'huile thermique.
Sécheur mélangeur
Les sécheurs mélangeurs se caractérisent par le mélange des matériaux pendant le séchage. Ils sont principalement utilisés lorsqu'une faible quantité de liquide est ajoutée à des matériaux en poudre pour le séchage, comme pour la modification des surfaces métalliques, l'ajout d'abat-poussières aux colorants et pesticides, et la teinture humide des pesticides. Les sécheurs mélangeurs, comme les équipements de mélange, peuvent également être classés en modèles verticaux et horizontaux, ainsi qu'en modèles à conteneur fixe et à conteneur rotatif.
Sécheur à bande
Un sécheur à bande (sécheur à bande), une sorte de sécheur industriel, est un appareil utilisé pour le séchage et le refroidissement continus de copeaux de bois, de granulés, de pâtes, de composés moulés et de panneaux à l'aide d'air, de gaz inerte ou de gaz de combustion.
Machine de séchage à couche mince
Le sécheur de boues à couche mince utilise l'air chaud comme agent de séchage et utilise un chauffage indirect pour évaporer et sécher l'eau des boues. Il se compose principalement de cinq parties : un système d'alimentation, un système d'air chaud, un système de séchage, un système d'évacuation et un système de traitement des gaz résiduaires. Après leur entrée dans le système, les boues sont transportées par un tapis roulant. Parallèlement, le système d'air chaud introduit de l'air chaud dans la chambre de séchage. Les boues sont en contact direct avec l'air chaud, ce qui permet à l'eau contenue dans les boues de s'évaporer et d'être évacuée du système, réalisant ainsi leur séchage.
4. Équipement de stockage de boue sèche fini
Quelles sont les étapes du traitement des boues XJY ?
Les étapes du traitement des boues XJY comprennent la désodorisation biologique, la déshydratation des boues, le séchage des boues et l'élimination de la poussière. Voici l'explication.
1. Désodorisation biologique
Objectif : Éliminer les composés malodorants et les agents pathogènes des boues par des procédés biologiques.
Aperçu du processus :
Technologie de biolixiviation : elle consiste à inoculer des boues concentrées (teneur en eau d’environ 97 %) avec des micro-organismes complexes et à ajouter des nutriments dans un certain rapport.
Exposition à l'aération : Les boues sont exposées à l'aération pendant environ 48 heures, ce qui abaisse le pH à 2-3, complétant ainsi le processus de biolixiviation.
Mécanisme : L’environnement acide créé par les micro-organismes de biolixiviation transforme les sulfures métalliques en sulfates métalliques solubles, libérant ainsi des métaux lourds dans la phase liquide. Ce processus élimine également les odeurs des boues et tue les agents pathogènes, améliorant ainsi significativement leur déshydratation.
Résultats : Après biolixiviation, l'odeur des boues est éliminée, les agents pathogènes sont tués ou inhibés, et leur déshydratation est améliorée. Leur valeur fertilisante et leur pouvoir calorifique restent largement inchangés.
image 3 Désodorisation biologique
2. Déshydratation des boues
Objectif : Réduire la teneur en eau des boues, facilitant ainsi leur manipulation et leur élimination.
Méthodes courantes :
Épaississement gravitaire : Obtenu dans les bassins de décantation par formation d'une couche de boues hautement concentrée. Convient aux boues primaires, chimiques et biofilmées.
Épaississement par flottation à air : De minuscules bulles se fixent aux particules de boues, réduisant ainsi leur densité et les forçant à flotter. Idéal pour les systèmes à boues activées à petite échelle.
Épaississement centrifuge : Basé sur la différence de densité entre les solides et les liquides. Très efficace mais coûteux, il convient aux stations d'épuration de grande taille.
Déshydratation mécanique : Largement adoptée à l'échelle mondiale, elle utilise des équipements tels que les filtres à vide, les filtres à bande-presse et les centrifugeuses. Les filtres à bande-presse sont populaires en raison de leur faible consommation d'énergie, de leur fonctionnement continu et de leur simplicité d'utilisation.
image 4 Déshydratation des boues
3. Séchage des boues
Objectif : Réduire davantage la teneur en humidité des boues, facilitant ainsi leur stockage, leur transport et leur valorisation.
Technologies de séchage :
Chauffage direct : utilise des sources de chaleur comme l’air chaud ou la vapeur pour chauffer directement les boues.
Chauffage indirect : La chaleur est transférée via un échangeur de chaleur sans contact direct avec les boues, minimisant ainsi le risque de contamination.
Chauffage hybride : Combine le chauffage direct et indirect pour une efficacité optimale.
Types de sécheuses :
Séchoirs à tambour : des types directs et indirects sont disponibles, utilisant du gaz ou du biogaz comme source de chaleur.
Sécheurs à disques : conceptions multidisques horizontales et verticales, utilisant de la vapeur ou de l'huile thermique pour le chauffage.
Sécheurs à bande : Fonctionnent à des températures basses à moyennes, adaptés au séchage complet et partiel.
Sécheurs à lit fluidisé : les boues sont séchées sans prétraitement, à l’aide d’un lit fluidisé pour une distribution uniforme de la chaleur.
image 5 Séchage des boues
4. Équipement de dépoussiérage
Objectif : Éliminer les particules de poussière générées lors du séchage des boues, garantissant ainsi des émissions d'air propres et protégeant les équipements.
Méthodes courantes de dépoussiérage :
Filtres à manches : collecte de la poussière grâce à des sacs filtrants, avec différents types de systèmes, notamment à agitation mécanique, à soufflage d'air inversé et à nettoyage par jet pulsé. Efficaces pour séparer les particules de poussière fines.
Filtres à cartouche : résolvez les problèmes de poussière difficile à filtrer et de vitesses de filtration élevées, améliorant ainsi les coûts d'exploitation et l'efficacité de la filtration.
Séparateurs à cyclone : utilisent la force centrifuge pour séparer les particules de poussière du flux d'air, couramment utilisés dans les industries à poussière grossière.
Épurateurs humides : impliquent la pulvérisation d'eau ou d'autres liquides pour capturer les particules de poussière, éliminant ainsi efficacement la poussière et les polluants.
Précipitateurs électrostatiques : Autrefois largement utilisés, ils ont été progressivement remplacés en raison de performances insuffisantes par rapport aux normes d'émission industrielles actuelles.
Technologies avancées :
Séchage par pompe à chaleur à déshumidification par condensation multi-effets : comme la technologie employée par certains équipements de séchage des boues à basse température, offrant une efficacité énergétique élevée, de faibles émissions et une élimination efficace de la poussière.
En conclusion, le processus de traitement des boues comprend la désodorisation biologique, la déshydratation des boues, le séchage des boues et le dépoussiérage, chaque étape contribuant à la gestion sûre, efficace et respectueuse de l’environnement des boues.
image 6 Équipement de dépoussiérage
Quels sont les avantages de la solution de traitement des boues XJY ?
Il y a cinq avantages de la solution de traitement des boues XJY à décrire.
1. Économies de coûts
L'élimination des résidus de boues issus du traitement des eaux usées coûte chaque année des milliers de dollars aux villes. Les méthodes conventionnelles de traitement des eaux usées et de l'eau peuvent produire de grandes quantités de cette substance nocive dans les stations d'épuration des eaux urbaines. Lorsque ces boues deviennent incontrôlables, les coûts et les taxes peuvent augmenter, ce qui impacte à la fois les entreprises et les habitants du quartier. Une grande partie de ces coûts est due aux besoins de stockage et de transport associés.
Il est essentiel de recourir à des applications techniques telles que la déshydratation pour réduire ces dépenses. La déshydratation des boues permet de réduire les coûts d'élimination en diminuant le volume de sol saturé en eau. Elle peut également permettre d'économiser entre 75 et 80 % des frais de transport et de stockage. L'utilisation de systèmes de livraison utilisant des techniques de déshydratation en vrac peut également faire économiser de l'argent à la ville ou à votre entreprise.
2. Haute productivité
Lorsque la déshydratation des boues est utilisée pour traiter l'eau et les eaux usées, la productivité augmente généralement. Les villes, grandes et petites, alimentent en eau les entreprises, qui dépendent de l'absence de toxines pour poursuivre leurs activités sans interruption. Par exemple, les entreprises textiles qui teignent les tissus ont besoin de grandes quantités d'eau propre pour produire des produits colorés, comme des jeans et des oreillers.
Les résidus de production peuvent ruisseler et former des boues, susceptibles de détruire les fondations des bâtiments. Si ces boues ne sont pas éliminées efficacement, les sites peuvent fermer, interrompant ainsi complètement leur productivité. Cependant, le recours à des techniques de déshydratation des boues peut prévenir ces problèmes.
3.Respectueux de l'environnement
Bien que certaines applications de traitement de l'eau offrent une certaine agilité, beaucoup manquent de durabilité. Les grandes stations d'épuration urbaines et les entreprises industrielles utilisent parfois des méthodes de traitement consommant d'importants volumes d'eau. De plus, l'élimination des déchets nécessite des machines lourdes, d'importantes quantités d'énergie et des moyens de transport qui utilisent souvent des gaz contribuant aux émissions de carbone. L'application de techniques de déshydratation utilisant des produits chimiques organiques, tels que les floculants, réduit ces pratiques néfastes pour l'environnement, faisant de la déshydratation des boues une application technique durable.
4. Performances améliorées
Le recours à la déshydratation des boues pour traiter les dépôts de boues d'origine minérale ou biologique peut améliorer considérablement les performances du processus d'élimination par rapport aux méthodes conventionnelles. La déshydratation des boues traite avec agilité différents types de boues, y compris les boues visqueuses ou huileuses. De plus, les performances sont améliorées car elle ne nécessite ni stockage ni épaississement des boues.
5. Préserve les fondations
Lorsque le sol est gorgé d'eau par le ruissellement des neiges ou des pluies torrentielles, celle-ci peut s'accumuler à la base d'un bâtiment et corroder ses fondations. Cela devient un problème majeur pour les bâtiments, en particulier ceux de plus de 50 ans. Créer un drain pour atténuer la saturation du sol n'est pas une solution adaptée aux bâtiments historiques qui doivent conserver leur aspect extérieur d'origine. Cependant, la technique de déshydratation des boues permet d'éliminer l'humidité destructrice du sol tout en préservant les fondations du bâtiment.
En résumé, lors de l'étape finale du traitement des eaux usées et de l'eau, la déshydratation des boues constitue une application technique optimale. Les stations d'épuration industrielles et municipales bénéficient de meilleures performances, d'une productivité accrue et de coûts réduits grâce à cette méthode efficace.
Quels sont les scénarios d’application du traitement des boues XJY ?
Les scénarios d’application du traitement des boues XJY comprennent les parties suivantes.
1. Utilisation agricole : les boues contiennent de riches matières organiques et nutriments, qui peuvent être utilisés comme engrais dans les terres agricoles pour améliorer la structure et la fertilité du sol.
2. Production d’énergie par incinération : En incinérant les boues à haute température, il est possible de générer de l’énergie thermique pour la production d’électricité ou le chauffage, tout en réduisant le volume des boues.
3. Matériaux de construction : Après traitement, les boues peuvent être utilisées pour fabriquer des briques, du ciment et d’autres matériaux de construction afin de réaliser une utilisation des ressources.
4. Traitement en décharge : Il s’agit d’une méthode de traitement traditionnelle, qui consiste à enfouir les boues dans une décharge spéciale, mais il faut veiller à éviter toute pollution secondaire.
5. Traitement biologique : L’utilisation de technologies biologiques telles que la digestion anaérobie pour traiter les boues peut produire du biogaz à des fins énergétiques.
6. Centrale thermique : La co-combustion des boues dans les centrales à charbon constitue une solution efficace pour valoriser les déchets. Grâce au système de production d'électricité performant des centrales à charbon existantes et à la plateforme centralisée de gestion environnementale, les boues peuvent être réduites, rendues inoffensives, valorisées et éliminées à grande échelle.
photo 7 Centrale thermique
7. Traitement des boues municipales : Le traitement des boues municipales fait référence à l'ensemble du processus de traitement des boues provenant des stations d'épuration et des usines de traitement des eaux usées et de l'élimination finale des boues, y compris les processus de traitement en amont tels que la concentration (conditionnement), la déshydratation, la digestion anaérobie, la digestion aérobie, le séchage et les processus d'élimination en aval tels que le compostage, l'incinération, la mise en décharge et l'utilisation de matériaux de construction.
image 8 Traitement des boues municipales
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