特許 6495909 液体スラッジを処理する方法及び装置ならびに当該方法によって得られるフィルターケーキ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6495909

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】液体スラッジを処理する方法及び装置ならびに当該方法によって得られるフィルターケーキ

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/14 20190101AFI20190325BHJP

   C02F 11/12 20190101ALI20190325BHJP

   B01F 5/00 20060101ALI20190325BHJP

   B01D 19/00 20060101ALI20190325BHJP

   B03B 5/28 20060101ALI20190325BHJP

【ＦＩ】

   C02F11/14 DZAB

   C02F11/12 C

   B01F5/00 B

   B01D19/00 Z

   B01F5/00 D

   B03B5/28 Z

【請求項の数】35

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-534693(P2016-534693)

(86)(22)【出願日】2014年11月27日

(65)【公表番号】特表2016-538125(P2016-538125A)

(43)【公表日】2016年12月8日

(86)【国際出願番号】FR2014053063

(87)【国際公開番号】WO2015079175

(87)【国際公開日】20150604

【審査請求日】2017年11月15日

(31)【優先権主張番号】13/61706

(32)【優先日】2013年11月27日

(33)【優先権主張国】FR

(31)【優先権主張番号】13/02857

(32)【優先日】2013年12月6日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】509283937

【氏名又は名称】オルジュ

【氏名又は名称原語表記】ＯＲＥＧＥ

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】特許業務法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】カポー，パトリス

(72)【発明者】

【氏名】ジャンドロ，パスカル

【審査官】 富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５４０５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２２７９９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００４７９０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１３−５４０５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２２０９３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２００４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７３９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０３６９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−００５２００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １１／００−１１／２０

Ｂ０１Ｄ １９／００

Ｂ０１Ｆ ５／００

Ｂ０３Ｂ ５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スラッジが第一の流量Ｑ（m³/h）で管を介して連続的に供給される加圧オンライン容器（５、６、３３、５２、８３、１１７、１１９、１３１）中、流量Ｑ′（Nm³/h）（Ｑ′＞５Ｑ）で容器（５）に注入される空気（１３）をスラッジ（２、３１、８１）に吹き付けることによって第一のスラッジエマルション（１４、５７、８９）を形成し、
前記第一のエマルションは、容器の出口から、圧力降下を生じさせる部材（１８、３８、６１）を介して排出され、次いで、そのようにして得られたエマルション（２３）の懸濁物をろ過して、又は沈降させて、連続的に移される液体部分（２７、４９、１０５、１１２）から分離させる、液体スラッジ（２、３１）を処理し、コンディショニングする方法であって、
空気をスラッジに吹き付けることによって、前記第一のエマルションを形成するために、スラッジ（２）及び空気（１３）が容器を有する第一のゾーン（８、５６、８４、１１７、１３３）に注入され、
次いで、そのようにして形成されたエマルションが、第一の所定の長さＬ₁にわたって延びる容器の第二のゾーン（１６、５９、９１、１１９、１４１）に向けて排出され、第一のゾーンへの空気及びスラッジの注入ならびに長さＬ₁が、空気中スラッジの滴から形成される前記第一のエマルションを構成するのに適切であり、
次いで、容器の前記第一のエマルションの前記排出が、圧力降下を生じさせる部材を介して、第二の所定の長さＬ₂にわたって延びるチューブ式エンクロージャ（１９、４３、６２、１２１）中で実施され、このエンクロージャに少なくとも一つの凝集剤（２２、４５、７３、９８、１２３）が注入されて、前記エンクロージャ中に、凝固し、凝集したスラッジ中空気形の第二のエマルションが得られ、
前記ろ過（２５、２５’）又は沈降の前に、前記第二のエマルションがエンクロージャのガス抜き（２０）によって少なくとも部分的に脱ガスされる（２０、４６、６７）、方法。

【請求項2】

第一のゾーンが０．０５m³未満の容積を有する、請求項１記載の方法。

【請求項3】

第一の所定の長さＬ₁が５０cmを超える、請求項１又は２記載の方法。

【請求項4】

第二の所定の長さＬ₂が１mを超える、請求項３記載の方法。

【請求項5】

容器（５、３３）中の平均圧Ｐが１．５バール＜Ｐ＜１０バールであり、Ｑ′が１０Ｑ≦Ｑ′≦１００Ｑである、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。

【請求項6】

エマルションが、容器の出口で、かく拌手段（９６）を備えた脱ガスチャンバ（９５、１２４）の内側で強力に脱ガスされる、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。

【請求項7】

オンライン容器が、平均直径ｄ及び高さＨ≧１０ｄを有するカラム（６）であり、スラッジ（２）が、カラムの下部（１０）の、前記スラッジ供給のレベルで注入される空気によって形成されるガス層に導入される、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。

【請求項8】

液体スラッジ（２）が、ガス流中への前記スラッジの粉砕を改善するために、カラム（６）中、容器の内部スクリーン又は壁（１１）に投射される、請求項７記載の方法。

【請求項9】

スラッジ（２）が、スタティックミキサを介して容器（５、６）の下部（１０）に導入される、請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。

【請求項10】

凝集剤（２２、４５、７３）が、ガス抜きの前に、容器の出口のすぐ近くに注入されるポリマーである、請求項１〜９のいずれか１項記載の方法。

【請求項11】

砂、炭酸カルシウム、消石灰、酸化試薬及び／又は凝固を支援する試薬から選択される少なくとも一つの試薬が容器（６）より上流でスラッジ流に導入される、請求項１〜１０のいずれか１項記載の方法。

【請求項12】

砂、炭酸カルシウム、消石灰、酸化試薬及び／又は凝固を支援する試薬から選択される少なくとも一つの試薬が容器より下流で導入される、請求項１〜１１のいずれか１項記載の方法。

【請求項13】

エンクロージャ（１９、６２、９４）が、容器の平均スルー断面積に等しい平均スルー断面積を有するチューブ状である、請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。

【請求項14】

エンクロージャが、容器（６、５２）の出口より下流で圧力降下を生じさせる少なくとも一つの要素（１８、６１、９７）を含み、その出口で凝集剤が注入される、請求項１３記載の方法。

【請求項15】

エンクロージャが、第一の発生要素より上流で圧力降下を生じさせる少なくとも一つの第二の要素を含み、その出口で少なくとも一つの試薬及び／又は空気が導入される、請求項１４記載の方法。

【請求項16】

圧力降下を生じさせる要素がベンチュリ管（１８、３８、４４、６４）である、請求項１〜１５のいずれか１項記載の方法。

【請求項17】

濃縮器として働く、容積（１０１、１２８、１６６、１８０）中、凝集したエマルションの浮上／沈降により、スラッジの濃縮が急速及び／又は実質的に瞬間的に実施される、請求項１〜１６のいずれか１項記載の方法。

【請求項18】

スラッジが濃縮器からのオーバーフローによって排出される、請求項１７記載の方法。

【請求項19】

チューブ状エンクロージャより下流で、遠心分離、ろ過及び／又は圧搾によってスラッジの処理が実施される、請求項１〜１８のいずれか１項記載の方法。

【請求項20】

注入された空気が加熱される、及び／又は水蒸気と混合される、請求項１〜１９のいずれか１項記載の方法。

【請求項21】

空気が、スラッジ流中にらせん流を形成するように注入される、請求項１〜２０のいずれか１項記載の方法。

【請求項22】

オンライン容器（５、６、３３、５２、８３、１１７、１１９、１３１）と、供給チューブを備え、容器にスラッジ（２、３１）を第一の流量Ｑ（m³/h）で連続的に供給するための手段（３、８２）と、前記容器に空気を流量Ｑ′（Nm³/h）（Ｑ′＞５Ｑ）で供給するための手段（８７）と、懸濁物から液体部分を分離し、それを連続的に回収するために配置された、そのようにして凝集させたエマルションをろ過する、及び／又は沈降させるための手段（２５、２５′、６８）とを含む、液体スラッジを処理し、コンディショニングするための装置であって、
スラッジ及び空気を容器の第一のゾーンに注入し、次いで混合物を第一の長さＬ₁にわたって運んで、空気中スラッジの滴の第一のエマルションを形成するために、容器にスラッジ及び空気を供給するための手段（３、８２）が配置されており、
圧力降下を生じさせる部材（１８、３８，６１）を介する容器中に得られた第一のエマルションの排出のためのエンクロージャ（１９、３９、６２、９３、１２１）を含み、エンクロージャ（１９、３９、６２）が、所定の長さＬ₂にわたって延びるチューブ状であり、ガス抜き手段と、少なくとも一つの凝集剤（２２、４５、７３）を前記ガス抜き（手段）より上流で前記チューブ状エンクロージャに注入して、凝固し、凝集したスラッジ中空気形の第二のエマルションを形成するための手段（２１、７２、９８、１２３）とを含む、装置。

【請求項23】

容器の第一のゾーンが、二つのスルー壁の間に閉じ込められた０．０５m³未満の小さな容積を有する、請求項２２記載の装置。

【請求項24】

オンライン容器（５、３３、５２）が、平均直径ｄ及び高さＨ≧１０ｄを有するカラム（６）であり、スラッジが、カラムの下部（１０）の、前記スラッジ供給のレベルで注入される空気によって形成されるガス層に導入される、請求項２２又は２３記載の装置。

【請求項25】

カラム（６）が、スラッジの噴流を粉砕するための、カラムへの注入のための手段の出口に配置された内部スクリーンをさらに含む、請求項２４記載の装置。

【請求項26】

容器より上流にスラッジのスタティックミキサを含む、請求項２２〜２５のいずれか１項記載の装置。

【請求項27】

エンクロージャ（１９、６２、９４）が、容器の平均スルー断面積に等しい平均スルー断面積を有するチューブ状である、請求項２２〜２６のいずれか１項記載の装置。

【請求項28】

チューブ状エンクロージャ（１６）が、容器の出口より下流で圧力降下を生じさせる少なくとも一つの要素（１８、４４、６１、９７）を含み、その出口で凝集剤が注入される、請求項２７記載の装置。

【請求項29】

チューブ状エンクロージャが、第一の発生要素より前で圧力降下を生じさせる少なくとも一つの第二の要素（３８）を含み、その出口で少なくとも一つの試薬及び／又は空気が導入される（４２）、請求項２８記載の装置。

【請求項30】

圧力降下を生じさせる要素がベンチュリ管である、請求項２８又は２９記載の装置。

【請求項31】

容器より下流に、かく拌手段（９６）を備えた脱ガスチャンバ（９５、１２４）をさらに含む、請求項２２〜３０のいずれか１項記載の装置。

【請求項32】

エンクロージャの下流に、所定の高さで凝集したスラッジの浮上を可能にするために配置された濃縮器として働く、容積（１０１、１２８、１６６、１８０）をさらに含む、請求項２２〜３１のいずれか１項記載の装置。

【請求項33】

前記容積が、オーバーフローによってスラッジを排出するための手段（１０７；１５９、１６０；１７３、１７４）を含む、請求項３２記載の装置。

【請求項34】

有機系スラッジから形成され、０．５〜０．９g/m³の密度を有する、請求項２２〜３３のいずれか１項記載の装置によって得られる固化有機系スラッジケーキ。

【請求項35】

８５％±５％に等しい気孔率を有する、請求項３４記載の有機系スラッジケーキ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スラッジ流への空気の注入によって液体スラッジを処理する方法に関する。

【0002】

本発明はまた、そのような方法を使用して液体スラッジを処理するための装置及び当該方法によって得られるスラッジケーキに関する。

【0003】

本発明は、水処理から生じるスラッジ及び／又は工業用水沈降タンク中に蓄積するスラッジの濃縮及び／又は減量の分野において特に有意な、ただし非排他的な用途を有する。

【背景技術】

【0004】

貯蔵タンクの透水性の底の上で動く機械的スクレーパーによって圧密なスラッジの乾燥を改善することを可能にするスラッジシックナーが既に公知である（ＦＲ２７２９３８３）。

【0005】

そのような装置は目詰まりの危険を伴い、目詰まり解消手段を要し、機械的装置の脆弱性を示す。

【0006】

また、表面的な脱ガスを要する凝集／沈降、スラッジへの再凝集試薬の注入及び最後に少なくとも一つの層板型シックナー中での濃縮によって水処理から得られたスラッジを濃縮する方法が公知である。ここでもまた、濃縮は機械的に提供され、頻繁な目詰まりを回避することはできない。

【0007】

また、水切り台システムが公知であるが、このようなシステムは、有意な使用上の制約を有し、かなりのサイズの設備を必要とする。

【0008】

また、回転ドラムタイプの機械的濃縮システムが公知である。

【0009】

これらは、ロバストなシステムではあるが、３０〜４０g/lを超えるＤＭの濃縮を期待することはできないため、結果に関して限定的なシステムである。

【0010】

また、沈降タンクによって形成される静的濃縮システムが公知である。

【0011】

しかし、静的濃縮の場合、滞留時間がかなり長く、残念ながら、嫌気性のスラッジ発生を生じさせて、不快な臭気及び前記スラッジのコロイド性の増大を生じさせる。効率が更に改善された処理であって、空気をスラッジ流に注入することによるスラッジの乾燥のための処理もまた、公知である（ＦＲ２９６６１８１）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、特に、動かなくなるおそれがある機械的システム又は処理されるスラッジの構造的改質を生じさせるシステムを使用せず、代わりに、水圧的なシステム及び廉価な試薬（圧縮又は昇圧された空気、従来の凝集剤）を使用しながらも、急速なスラッジ除染を許し、本発明の濃縮法の使用が数秒又は数分しか要しないするという点で、以前から公知の方法及び装置よりも実際の要件をより良く満たす方法及び装置を提供しようとする。

【0013】

このために、本発明は、エンクロージャにスラッジを連続流として供給すると同時にその中に空気を高い流量（数十又は数百Nm³/h）で注入して、空気とスラッジとが合流する位置で、得られるエマルションの高い速度Ｖ（Ｖ＞１０m/s）（たとえば５０m/s）を生じさせ（エマルションは強い気流中のスラッジの多数の小滴から形成される）、エンクロージャの出口及び／又はその中での狭窄によってエマルション中に所定の圧力降下を生じさせ、そのような狭窄の後で凝集剤を注入し、前記エマルションを大気圧で脱ガスし、すべてをろ過又は沈降システム中で回収する、連続的又は半連続的（交互バッチによる）なスラッジの処理及び／又は濃縮の原理で作用する。

【0014】

好都合に、スラッジはまた、下流オンラインで、堰を備えた容器中で急速に濃縮される。

【課題を解決するための手段】

【0015】

この目的をもって、本発明は、特に、スラッジを第一の流量Ｑ（m³/h）で連続的に供給される加圧オンライン容器中、流量Ｑ′（Nm³/h）（Ｑ′＞５Ｑ）で容器中に注入される空気をスラッジに吹き付けることによって第一のスラッジエマルションを形成し、次いで、それを、容器の出口から、圧力降下を生じさせる部材を介して排出したのち、エマルションを回収し、脱ガスし、次いで、そのようにして得られたエマルションの懸濁物をろ過して、又は沈降させて、連続的に移される液体部分から分離させる、液体スラッジを処理し、コンディショニングする方法であって、
スラッジ及び空気が容器の第一のゾーンに注入され、次いで、そのようにして形成されたエマルションが、第一の所定の長さＬ₁にわたって延びる容器の第二のゾーンに向けて排出され、第一のゾーンへの空気及びスラッジの注入ならびに長さＬ₁が、空気中スラッジの滴から形成される前記第一のエマルションを構成するのに適切であり、
排出が、第二の所定の長さＬ₂にわたって延びるエンクロージャ中で実施され、このエンクロージャに少なくとも一つの凝集剤が注入されて、前記エンクロージャ中に、凝固し、凝集したスラッジ中空気形の第二のエマルションが得られ、
前記第二のエマルションがエンクロージャのガス抜きによって少なくとも部分的に脱ガスされる、方法を提供する。

【0016】

好都合に、第一のゾーンは、特に二つの側壁の間に閉じ込められた（たとえばベンチュリ管又は管絞り部におけるような）小さな容積、たとえば０．００５m³未満の容積である。

【0017】

「半連続的」とは、実行中に交互に交換される連続バッチを用いること、又は実質的に停止させることなく、連続的又は半連続的な処理を可能にし、その結果、優れた速度を可能にすることをいう。

【0018】

ここで、第一のエマルションはどちらかと言えばスラッジエマルションであることが認められる。これは、スラッジが、連続相である空気の中に分散した相にあるエマルジョンを意味することをいう。

【0019】

他方、第二のエマルションは、むしろスラッジ中ガス形のエマルションであり、凝集剤が、スラッジ凝集塊内のマイクロメートル又はミリメートル級の気泡を封じている。

【0020】

注入ゾーンの特に縮小したサイズ（たとえば０．０１m³）が優れたスラッジ／空気混合を可能にする。

【0021】

実際には、この場所に、動的な衝突を生じさせる高速ゾーンがあり、この高速ゾーンが、スラッジがガス中で粉砕されることを可能にする。そして、このようにして得られたエマルションは、一定の長さにわたって延びる、容器の第二のゾーンの中に通過する。

【0022】

第一及び第二のゾーンは、絞り部（ベンチュリ管及び／又はオリフィス）によって分けられて、切り離されている二つのゾーンを二つのチャンバ中に形成することができることが理解されよう。

【0023】

この長さは、必然的に、わずかであるとしても、容器の出口に向かって減圧の勾配を生じさせ、それが、スラッジの凝集、凝固、圧縮を許し、その後の処理のためにこのように改質された第一のエマルションを調製することがわかった。

【0024】

好都合に、第一の所定の長さＬ₁は、５０センチメートルを超え、たとえば１mを超え、たとえば１m５０である。

【0025】

したがって、加圧／減圧シーケンスが実施され、それが、驚くことに、最後に乾燥においてより大きな利を得ることを可能にする物質の状態（エマルション）を生じさせる。

【0026】

特に、圧力は、静電結合（クーロンタイプ）又は二極結合（ファンデル（des）ワールスタイプ）を不安定化及び分断することができるエネルギーをもたらし、それにより、有機分から水を出させる。

【0027】

その後の分散は、それ自体、スラッジ加速動及びより低圧のゾーンへの膨張又は引き込みを生じさせ、コロイド不安定化及び破壊効果ならびに結合分断効果を継続させる。

【0028】

任意選択で、好都合な実施形態においては、所望の効果を延長／簡素化／生成するために、圧縮、次いで減圧のシーケンスが再び繰り返される。

【0029】

この場合、本発明によって得られる技術的効果は、何よりもまず、反応器寸法及びアクティブゾーンの条件下、空気をスラッジに吹き付けたのち、処理される流出液、使用される流量及び使用される凝集剤の関数として当業者によってより正確かつ自然に割り当てられる容器とエンクロージャとの間の圧力降下によって得られるスラッジの多孔化に関連する。

【0030】

空気がスラッジ流に導入され、それにより、空気とスラッジとの衝突を生じさせ、そして、たとえば空気吸引を有するベンチュリ管システムを使用して見られるような圧力差を生じさせる。

【0031】

好都合に、第二の所定の長さＬ₁は、それ自体、１mを超え、より好都合には２m又は３mを超え、たとえば５m以上である。

【0032】

好都合な実施形態において、加えて、及び／又はその上に、以下の構成の一つ及び／又は他のものに依存する。
―容器中の平均圧Ｐは１．５バール＜Ｐ＜１０バールであり、Ｑ′は１０Ｑ≦Ｑ′≦１００Ｑ、たとえばＱ′＞５０Ｑである。
―エマルションは、容器の出口で、たとえばかく拌手段を備えた脱ガスチャンバの内側で強力に脱ガスされる。
―オンライン容器は、平均直径ｄ及び高さＨ≧１０ｄを有するカラムであり、スラッジが、カラムの下部の、前記スラッジ供給のレベル（たとえば上又は下）で注入される空気によって形成されるガス層に導入される。
―液体スラッジは、ガス流中への前記スラッジの粉砕を改善するために、カラム中、容器の内部スクリーン又は壁に投射される。これを行うために、スラッジ供給容器の出口は、好都合に、壁及び／又はスクリーンとは反対側に、たとえば５cm未満の短い距離に位置する。
―スラッジは、スタティックミキサを介して容器の下部に導入される。スタティックミキサとは、エネルギーを供給されず、スラッジ供給チューブ中に位置し、たとえば、スタティックかく拌ブレード及び／又は斜めの隔壁などを含む、そのもの公知のシステムである。
―凝集剤は、ガス抜きの前に、容器の出口のすぐ近くに注入されるポリマーである。凝集剤は、たとえば、カチオンタイプの有機系凝集剤である。
―砂、炭酸カルシウム、消石灰、酸化試薬及び／又は凝固を支援する試薬から選択される少なくとも一つの試薬が容器より上流でスラッジ流に導入される。
―砂、炭酸カルシウム、消石灰、酸化試薬及び／又は凝固を支援する試薬から選択される少なくとも一つの試薬が容器より下流でスラッジ流に導入される。
―エンクロージャは、容器の平均スルー断面積に等しい平均スルー断面積を有するチューブ状である。
―チューブ状エンクロージャは、容器の出口より下流で圧力降下を生じさせる少なくとも一つの要素を含み、その出口で凝集剤が注入される。
―チューブ状エンクロージャは、第一の発生要素より上流で圧力降下を生じさせる少なくとも一つの第二の要素を含み、その出口で少なくとも一つの試薬及び／又は空気が導入される。
―圧力降下を生じさせる要素はベンチュリ管である。
―濃縮器として働く、所定の容積を画定するチャンバ中、凝集したエマルションの浮上／沈降により、スラッジの濃縮が急速及び／又は実質的に瞬間的に（数秒又は数分、たとえば７〜１０分で）実施されて、濃縮されたスラッジは、たとえばオーバーフローによって連続的に排出される。

【0033】

驚くことに、吹き込まれる多量の空気が、実際、非常に大きな気泡（＞数ミリ）と混合したスラッジを生成し、それらの気泡が浮上中のスラッジの上昇速度をかなり高める（１０倍以上の上昇速度が認められる）。

【0034】

好都合には、所定の容積を画定するチャンバの表面をいくぶん封じることにより、浮遊層の厚さを調整する（空気及び使用されるスラッジの流量にしたがって）ことが可能であり、浮遊層は、その後、さらに、自重によって沈降することができ、凝集したスラッジの下に得られる水の質及び透明度がなおも別格である（ＣＯＤ２００mg/l未満又は生物学的スラッジの場合、１００mg/l未満）ことを知ったうえで、ＤＭ１００〜１２０g/lの濃度を得ることを可能にする。
―チューブ状エンクロージャより下流で、遠心分離、ろ過及び／又は圧搾によってスラッジの補助的処理が実施される。
―注入された空気は加熱される、及び／又は水蒸気と混合される。
―空気は、スラッジに対して向流モードで注入されるか、任意選択でスラッジ流に対して向流モードでらせん流を形成するために、スラッジ流に対して直角に注入されるか、スラッジ流の方向に注入される。

【0035】

本発明はまた、上記方法を使用する装置を提供する。

【0036】

本発明は、さらに、オンライン容器と、前記容器にスラッジを第一の流量Ｑ（m³/h）で連続的に供給するための手段と、前記容器に空気を流量Ｑ′（Nm³/h）（Ｑ′＞５Ｑ）で供給するための手段と、懸濁物から液体部分を分離し、それを連続的に回収するために配置された、そのようにして凝集させたエマルションをろ過する、及び／又は沈降させるための手段とを含む、液体スラッジを処理し、コンディショニングするための装置であって、
スラッジ及び空気を容器の第一のゾーンに注入し、次いで混合物を第一の長さＬ₁にわたって運んで、空気中スラッジの滴の第一のエマルションを形成するために、容器にスラッジ及び空気を供給するための手段が配置されており、
容器中に得られた第一のエマルションの排出のためのエンクロージャを含み、チャンバが、所定の長さＬ₂にわたって延びるチューブ状であり、ガス抜き手段と、少なくとも一つの凝集剤を前記ガス抜き（手段）より上流で前記チューブ状エンクロージャに注入して、凝固し、凝集したスラッジ中空気形の第二のエマルションを形成するための手段とを含む、装置を提供する。

【0037】

「所定の長さＬ₁又はＬ₂」とは、０．５mを超える距離、好都合には１m、たとえば２m、３m及び好都合には５mを超える距離、たとえば１０mをいうものと理解されよう。

【0038】

好都合に、容器の第一のゾーンは、特に二つの側壁（小さな断面）（したがって、それらの間にスラッジが導入されて、より大きな容積及び／又はより広い断面積の第二のゾーンに向けて出る）の間に閉じ込められた０．０５m³未満の小さな容積を有する。

【0039】

小さな容積は、たとえばベンチュリ管によって形成される、及び／又は、注入のための手段の一部又は空気とスラッジとの同時注入のための装置の一部である。

【0040】

好都合に、オンライン容器は、平均直径ｄ及び高さＨ≧１０ｄを有するカラムであり、スラッジは、カラムの下部の、たとえば前記スラッジ供給よりもわずかに下又はわずかに上（１又は数センチメートル）のレベルで注入される空気によって形成されるガス層に導入される。

【0041】

同様に、好都合に、カラムはさらに、スラッジの噴流を粉砕するための、カラムへの注入のための手段の出口に配置された内部スクリーンを含む。

【0042】

さらに好都合に、装置は、容器より上流に、スラッジのスタティックミキサを含む。

【0043】

好都合に、エンクロージャは、圧力降下を生じさせる少なくとも一つの要素、たとえばベンチュリ管を含む。

【0044】

一つの好都合な実施形態において、本発明はさらに、容器より下流に位置するかく拌手段を備えた脱ガスチャンバを提案する。

【0045】

好都合には、さらに、エンクロージャの出口又は下流に、所定の高さ（たとえばスラッジ厚さの20cm〜１mの所定の範囲）で凝集したスラッジの浮上を可能にするために配置された濃縮器として働く、オーバーフローによってスラッジを連続的に排出するための手段を備えた、所定の容積を画定するチャンバが提供される。

【0046】

本発明はまた、軽石の気孔率に等しい、又は類似した気孔率を有する、有機系スラッジから得られる固化スラッジケーキを提供する。「等しい、又は類似した」とは、±２０％、好都合には±１０％に等しい気孔率

【0047】

【数1】

【0048】

をいうものと解釈される。

【0049】

気孔率は、たとえば、たとえばソックスレー抽出器と知られる抽出器によって、又は真空蒸留によってサンプルから流体を抽出したのち、調製されたサンプルに対し、そのもの公知のやり方で計算される。全容積Ｖがたとえば求積法によって計測され、その後、実容積がたとえば比重びんによって計測される。

【0050】

軽石の気孔率は、それ自体、約８５％（±５％）である。

【0051】

好都合に、ケーキの密度はたとえば０．５〜０．９g/cm³である。

【0052】

好都合に、ケーキは上記方法及び／又は装置によって得られる。

【0053】

本発明は、非限定的な例として以下に記す実施形態の詳細な説明を読むことによってより良く理解されよう。詳細な説明は添付図面を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0054】

【図1】本発明の方法を具現化する装置の第一の実施形態を示す図である。

【図2】本発明の装置の第二の実施形態を示す図である。

【図3】本発明の装置の第三の実施形態の動作を示す図である。

【図4】脱ガス器及び濃縮器を備えた本発明の第四の実施形態を図で示す。

【図5A】本発明の第五の実施形態の装置の正面図である。

【図5B】本発明の第五の実施形態の装置の側面図である。

【図5C】本発明の第五の実施形態の装置の上面図である。

【図6】本発明の第六の実施形態の装置の部分側面図である。

【図7A】図５の濃縮器の上面図である。

【図7B】図５の濃縮器の断面図である。

【図7C】図５の濃縮器の断面図である。

【図8A】本発明のもう一つの実施形態の濃縮器の上面図である。

【図8B】本発明のもう一つの実施形態の濃縮器の断面図である。

【図9】本発明とともに使用することができる濃縮器／浮上ユニットのもう一つの実施形態の斜視（かつ透視）図である。

【発明を実施するための形態】

【0055】

図１は、スラッジ、たとえば高い有機物含量を有し、したがって特にアンモニア（ＮＨ₃）を発生させる汚染スラッジを貯蔵するための貯留部４から、たとえばポンプ３を介してポンピングされる液体スラッジ２を処理し、コンディショニングするための装置１を示す。

【0056】

装置は、たとえば３０cm〜５０cmの直径ｄを有するチューブ状カラム６によって形成された容器５を含む。

【0057】

スラッジは、貫通管７（図示しない静的混合手段、たとえばらせんスクリューを備える）を介して、たとえば２０cm³/hの流量Ｑで、カラム６の下部９に位置する小さな容積、たとえば１０lの第一のゾーン８に注入される。ゾーン８の容積は、貫通管７の端部１０の容積拡張部中に位置するエンクロージャの部分と、たとえば円柱形であり、前記端部１０から５cmに位置する反対側の壁１１とによって画定される。

【0058】

装置１はまた、たとえばスラッジ供給（管７）の下に、エンクロージャ６の流量Ｑ′（Nm³/h）の空気１３の供給１２を含む。しかし、空気はまた、たとえばらせん状の内部ランプ１２′により、スラッジ流に対して向流モードで供給されることもできる。

【0059】

そのうえ、ガス流量の値は従来からNm³/h（標準立方メートル/h）で記され、体積（Nm³/h単位）は、この場合、化学工学の分野の技術者である当業者によって当然に受け入れられ、理解されるように、１バールの圧力、２０℃の温度及び０％の湿度に対するその値とみなされることが思い起こされる。

【0060】

空気は、カラム６の平均内圧に対して高められた圧Ｐ′にあり、スラッジ流量よりもはるかに高い流量Ｑ′、たとえば５００Nm³/hで注入される。

【0061】

空気とスラッジとの合流が、スラッジ（分散滴１５）が空気中に粉砕された状態の第一のスラッジエマルション１４を生成し、その後、前記エマルションが、全高Ｈを有するカラム中、第一の長さＬ₁を有する第二のゾーン１６中を上昇したのち、出口部材１８、たとえば、エンクロージャ内の第一のエマルションの連続的な高められた圧、たとえば約１．５バール絶対圧の平均圧Ｐを許す調整ゲート及び／又は弁を含むカラムの上部１７に到達する（カラムの下部９と上部１７との間のΔＰは数ミリバール）。

【0062】

ここで説明される発明の実施形態にしたがって、装置１はまた、たとえば、たとえば３mの第二の所定の長さＬ₂にわたって第一のエマルションを放出するための、¹/₂ｄ≦ｄ′≦ｄの直径を有するチューブ状エンクロージャ１９を含む。

【0063】

エンクロージャ１９は、たとえば、カラム６の出口から距離Ｌ′₂＝³/₄Ｌ₂のところに、その内容物を抜くためのベント２０を含む。

【0064】

このベントより上流で、装置１は、凝集剤２２をエンクロージャ１９に導入するための、そのもの公知の手段２１（計量ポンプ、調製容器など）を含み、前記手段はたとえばエンクロージャの近く（たとえば部材１８から５cmのところ）に位置し、前記凝集剤は、たとえば、処理されるスラッジにしたがって当業者によって適合される公知のタイプのポリマーでできている。

【0065】

次に、第二のエマルション２３、この場合、凝集スラッジ中ガス形のエマルションの形成が続く。

【0066】

チューブ状エンクロージャは、まず、高められた圧によって、次いで、ひとたびエマルションがベント２０から抜けたならば、重力の下で、又は実質的に重力（傾きα）の下で、流れを可能にする。

【0067】

任意選択で、弁２４が、このガス抜きを調整することを可能にする。

【0068】

その後、エマルション２３は、貯留部、この場合はフィルターバッグ２５、２５′の中に落下し、表面に浮上する脱水されたスラッジ２６を回収することが可能になり、澄んだ水２７が下部で回収される。そして、バッグから抽出されたスラッジ２６のケーキ２８は貯蔵及び／又は散布される。驚くことに、ケーキは、無臭であるか、腐植質の匂いしか有しない。

【0069】

分離した水は、スラッジと同じ物理化学的処理の恩恵を受けている。空気はその中に捕らえられないが、その酸化還元電位は高められており、コロイド分が有機物に付着し、懸濁物及び有機物の混入が非常に少ない透明な水が残る。たとえば、５〜１０ＮＴＵの濁度が得られるが、ベルトフィルターを用いる場合、２５〜３５ＮＴＵのはるかに濁った水しか得られない。

【0070】

また、初期スラッジの質が等しいならば、ろ液（filtrant）は従来技術よりも低粘度である。この場合、ＣＳＴの計測は約５sを出すが、従来技術は約１０sを得る。

【0071】

また、ＣＯＤは、生物学的スラッジのろ液の場合で１００mgＯ₂/l未満に低下し、消化済みスラッジのろ液の場合で２００mg/l未満に低下し（従来の遠心分離で得られた同じスラッジのろ液の場合、１０００〜３０００mgＯ₂/l）、また、同等の条件下、懸濁物含量は、従来技術の場合の１０００ppm超に対し、＜５０ppmであった。

【0072】

図２は、軸３４の周りに延び、所定の高さＨ、たとえば１mの高さを有する容器３３の端部３２に導入される液体スラッジ３１を処理するための、本発明の装置３０のもう一つの実施形態を示す。

【0073】

容器は、たとえば２バール絶対圧の平均圧Ｐに維持され、たとえば３００mmの直径ｄを有する円柱によって形成される。

【0074】

スラッジは、端部３２に位置する、たとえば１０lの縮小ゾーン３５に供給され、それはまた、容器の端部かつスラッジの導入より上流で、空気入口３６を介して、たとえば圧Ｐ′＞Ｐ、たとえば３バール絶対圧で供給される。

【0075】

空気は、非常に高い流量Ｑ′、たとえば１００Nm³/hの流量で供給され、スラッジは、それ自体、たとえば１０m³/hの流量Ｑで導入される。

【0076】

スラッジ３１は、高められた圧にある空気中に粉砕され、スラッジ３５の入口の容器と、容器よりも下流のスラッジエマルションの出口３７との間にわずかな減圧ΔＰが存在する。

【0077】

容器３３の出口には、たとえば０．４バールの圧力降下を生じさせるベンチュリ管３８及び／又は調整弁があり、ここで、スラッジエマルションは、たとえばこの場合は１．６バール（選択した例において）の圧力Ｐ₁＜Ｐにある、直径ｄ′（たとえばｄ′＝ｄ）を有する円柱形の第一の部分４０を含むチューブ状エンクロージャ３９の中に放出され、この中に、ベンチュリ管より下流かつその近くで、試薬４１及び／又は空気（タップポイント４２）を注入することができる。

【0078】

この実施形態において、チューブ状エンクロージャはまた、第二のベンチュリ管４４によって第一の部分４０から切り離された円柱形の第二の部分４３を含み、前記第二の部分は、たとえばｄ′＝ｄ″＝ｄの直径ｄ″を有する。

【0079】

ベンチュリ管４４より下流、かつその近く（１〜１０cm）には、そのもの公知の手段（計量ポンプなど）を有する凝集剤供給４５ならびにガス抜きのためのベント４６及び／又は大気に通じるスラッジ出口４７が提供され、したがって、この第二の部分中の圧力Ｐ₂は、ベンチュリ管の出口で非常に速やかに、たとえば１．３バールの大気圧にされ、それが出口４７で１バール＝１気圧に急速に変化し、エマルションは、凝集剤の添加ののち、スラッジ凝集塊中空気形のエマルションになり、それが、重力下、端部に流れる。

【0080】

エンクロージャの全長Ｌ2≒ｌ₁＋ｌ₂は、たとえば１０m（ｌ₁＝３m及びＬ₂＝７m）であるが、他の値が可能であり、ｌ₁とｌ₂との割合は、一般に、ただし非限定的に、ｌ₁＜ｌ₂である。

【0081】

装置３０は、加えて、浄化された水４９を下部に排出し、脱水されたスラッジ５０を上部に排出するためのフィルター４８及び／又は沈降タンクを含む。

【0082】

本発明の装置５１の第三の実施形態が図３に示されている。

【0083】

装置５１は、下部のタップポイント５３を介して液体スラッジを供給され、このタップポイント５３の下で、第二のタップポイント５４を介して高流量の圧縮気を供給される容器５２を含む。

【0084】

具体的に、容器は、小さな寸法の、たとえば、高さｈ₁＝５０cm及び直径ｄ₁＝３０cmの、すなわち容積約３５lの円柱形である、空気とスラッジとの非常に激しい混合／かく拌のための貯留部５６を形成する第一の部分を含む、垂直カラム５５によって形成されて、粉砕されたスラッジの小滴５８の第一のエマルション５７を得ることを可能にする。

【0085】

加圧気の強い上昇流中滴形のこのエマルションは、その後、貯留部５６を延ばす、より小径ｄ₂＜ｄ₁の、たとえば直径１０cmの、たとえば１mの長さｈ₂（Ｌ₁＝ｈ₁＋ｈ₂）にわたって延びる円柱形管５９に進入する。

【0086】

この空気のカラム中、ガス流は、スラッジに含まれるガス及び／又はスラッジに由来するガス、特にアンモニアＮＨ₃のストリッピングを実行して、製造し、驚くことに、作動条件及び処理される有機系スラッジに依存するやり方で、スラッジ中に捕らえられた望まれないガス（＜数ppm）の実質的に完全な除去を生じさせる。

【0087】

長さｌ₂は、好都合に、当業者がこれを行うために割り当てられる。

【0088】

エンクロージャの上部６０には、チューブ状エンクロージャ６２への排出のための調整弁６１及び／又はゲートが提供されている。

【0089】

エマルション５７の圧力は、初期貯留部５６中のＰ₁（たとえば３バール）から、容器のカラム５９の上部中、弁６１のレベルでの、Ｐ₁よりわずかに低いＰ₂（２．８９０バール）へと変化し（ΔＰ＝Ｐ₂−Ｐ₁＝数ミリバール）、そして、弁の出口でのＰ₃＝２バール（弁の圧力降下による）へと変化する。

【0090】

より具体的に、エンクロージャ６２は、ベンチュリ管６４で終わる長さｌ₃、たとえば５mの第一の区分６３を含み、このベンチュリ管が、第一の区分の端部６５の圧力Ｐ′₃＜Ｐ₃を、重力下の傾きで、エンクロージャの、ベント６７を備えた第二の区分６６の圧力Ｐ₄に変化させ、区分６６は長さｌ₄、たとえば１mであり、Ｌ₂＝ｌ₃＋ｌ₄である。

【0091】

区分６６は、そのもの公知のやり方で７１で連続的に移される液体部分７０から懸濁物６９を分離するためのフィルター６８に接続されている。

【0092】

エンクロージャは、かく拌及び混合に備えて貯留部７４から凝集剤７３を供給するための手段７２を含む。計量ポンプ７５が凝集剤をスラッジのエマルションに導入し、エマルションは、弁６１の出口のレベルで、又は前記弁６１によって生成される圧力降下のせいで非常にかく乱されるゾーン７６中のすぐ近く（すなわち数cm）で容器５２を離れる。ここで、Ｐ₃は、たとえば、順に、Ｐ₂≒２バールからＰ₃＝１．４バールに上げられ、Ｐ₄は、それ自体、ベント６７のせいで、大気圧又はほぼ大気圧にある。

【0093】

この実施形態においては、たとえばタップポイント７８による凝集剤と順に又は同時並列に注入される、さらなる空気の入口７７が提供されている。

【0094】

凝集剤による処理の出口におけるエマルション７９は濃縮凝集スラッジ中空気形のエマルションになる。

【0095】

二つの区分６３及び６６は、たとえば、たとえば容器の平均直径、たとえば（ｄ₁＋ｄ₂）÷２に等しい同じ直径ｄ₃を有する円柱形である。

【0096】

１０m₃/hの液体スラッジ及び少なくとも６０Nm₃/hの気流の場合、注入モードにかかわらず、容器が５m、１０m、３０m又はより大きな高さで２００mmの断面積を有するとき、空気がスラッジと密に混合しながら、非常に強いストリッピング効果が認められる。

【0097】

凝集剤に関しては、好ましくはポリマー、たとえばカチオンポリマーが使用される。

【0098】

たとえば、懸濁物７g/lを含有するスラッジの場合、たとえば５g/lで調製された粗ポリマー５０g、すなわちスラッジ１m³あたり溶液１０lの注入が使用される。注入は、容器のカラムの出口のすぐ近くで実施される。

【0099】

その後、スラッジは、たとえば重量下、ベント付き管（図示せず）を介してフィルターバッグ（図示せず）の中に排出され、濃縮されたスラッジは、それ自体、たとえばペレット化によって回収されて、たとえば入口で液体スラッジに対して５０倍濃縮されているブロックを構成する（フィルターバッグに水切りする前の懸濁物のτ×５０）。

【0100】

変形として、スラッジ粒子間の衝突を改善する試薬を加えることができる。これは、たとえば、前記のように、スラッジの懸濁物含量の１０％、５％又は１％の量で使用することができる。

【0101】

この試薬は、たとえば、砂、炭酸カルシウム、消石灰などである。この試薬は、カラムより上流で、たとえば液体スラッジと混合するためのタンク（図示せず）に導入される。

【0102】

また、酸化試薬を提供することもできる。

【0103】

図４は、ポンプ８２を介してオンライン容器８３の中に注入されるスラッジ８１を処理するための装置８０を示す。容器８３は、第一のチャンバ８５、たとえば平行六面体又は円柱によって形成される小さな容積（＜５０l）の第一のゾーン８４を含み、このゾーンの中に、一方ではスラッジが、たとえばその下部に、流量Ｑ、たとえば１０m³/hで注入され、他方ではブースター８７からの圧縮又は昇圧された空気８６が、たとえば互いに反対側の二つの側方タップポイント８８によって、流量Ｑ′（たとえば１００Nm³/h）で、スラッジ流に対して垂直に注入されて、第一の空気／スラッジエマルション８９を形成する。

【0104】

チャンバ８５は、たとえば、５バール絶対圧の圧力Ｐにあり、チャンバの断面積よりも小さい、たとえば半分の断面積を有する管９０を介して（その結果、圧力降下を招く絞り部を形成する）、ほぼ円柱形、長円形又はチューブ形の、たとえばチャンバ８５よりも大きな断面積、たとえば長さＬ₁の２倍の断面積を有する第二のチャンバ９２によって形成された第二のゾーン９１に接続されて、その中で、空気／スラッジ混合によって得られる第一のエマルション８９はより低い圧Ｐ′、たとえば４．５バール絶対圧にある。

【0105】

装置は、かく拌手段９６を備えた脱ガスチャンバ９５で終端するチューブから形成されたエンクロージャ９３を含む。

【0106】

チューブ９４は、エンクロージャ中の、その上流部分とその下流部分との間の圧力を変えることを可能にする絞り弁９７を含み、絞り（弁）９７より下流に、凝集剤を注入するための、そのもの公知である手段９８を備えて、脱ガスされ、凝集した第二のエマルション９９をチャンバ９５中に形成する。

【0107】

脱ガスチャンバ９５は、たとえば、過剰な空気を排出するための十分な容積を有する円柱形の貯留部であり、重力下、出口管１００を介して、浮上ユニットとして働く、所定の容積を画定する濃縮装置又はチャンバ１０１に供給する。

【0108】

脱ガスされたエマルション９９は、装置の下中間部分１０２に到達し、すぐに、表面に浮上する固形物１０３と、重力下、１０５で円錐台（frustro-cylindrical）形の第一の貯留部１０６の中に連続的に排出される透明な水１０４とに分離する。

【0109】

固形物１０３は、たとえば狭窄したシュート１０７を介して濃縮器／浮上装置１０１の上部に排出され、この装置が、更なる沈降で、固形物１０８をポンピング（ポンプ１０９）によって遠心分離ユニット１１０に排出し、１１２で残留水を補助貯留部１１１にさらに沈降させる。

【0110】

装置１０１の貯留部１０６は、好都合には小さなサイズであり（必ずしもそうではない）、すなわち、たとえば、１時間あたり運ばれるスラッジの体積の１％、たとえば１０Nm³/lの場合で１００lに相当する容積を有する。

【0111】

貯留部は、縮小又は狭窄した断面のシュート１０７によって閉じられて、１バール絶対圧よりわずかに高められた圧、たとえば１．２バールを維持することを可能にする。

【0112】

本発明を用いると、全く予想外の即座の浮上現象が起こり、貯留部中の上昇速度Ｖは、従来技術で認められる速度（２〜２０m/h）よりもはるかに高い５０〜２５０m/hになる。

【0113】

本発明にしたがって、抜群に動的な浮上効果が認められる（特に、小さなサイズの装置を提供することを可能にする）。

【0114】

たとえば、１m²の表面積及び１m³の全容積を有する浮上ユニットが、１０〜１３m³/hのスラッジ及び２００〜２５０kg/hの懸濁物を取り扱い、８０〜１２０g/lの懸濁物を含有するスラッジを生成することができる。

【0115】

本発明を用いると、１メートルを超えるスラッジ層の濃縮（thickening）Ｅを残すことが可能である。また、スラッジの上昇速度が、スラッジの気孔率と組み合わさって、スラッジを非常に長い時間（望むならば、貯留部が相応に割り当てられるならば、数時間）浮遊状態に維持することを可能にし、それは、下にある水質に悪影響を及ぼすことなく、スラッジケーキの濃縮を許す効果を有する。

【0116】

上昇時、スラッジは０．６〜０．９の密度を有する。気孔率は安定であり、たとえば３０００rpmでの遠心分離１１０の後でさえ、スラッジは、水に浮くことを可能にする気孔率を維持する。

【0117】

貯留部１０６及び／又は補助貯留部１１１中でスラッジを十分に濃縮したのち、必要ならば、前記スラッジを、スクレーピング、オーバーフロー、連続的ポンピング又はバッチ式方法で抽出することができる（この場合、より具体的に説明されるシュートを介するオーバーフローである）。

【0118】

濃縮装置はまた、カラム、すなわち、浮上する物質を回収するためのシステム及び以下の図面を参照して以下に説明するオーバーフローを備えた簡単又はより複雑なタンクであることができる。

【0119】

また、バッチ法においては、第一の装置中でスラッジを濃縮する間に別の装置を充填することが可能であることに留意すべきである。

【0120】

乾燥物２００〜２５０kg/hの重量負荷の場合、たとえば表面１m³及び１mの装置を提供することができる。

【0121】

スラッジ浮上は実際、非常に効率的であるため（浮上空気を加圧し、そのような高速の上昇及びそのような一貫したスラッジを得ることを可能にしない従来の浮上ユニットと比較して、エマルション上の凝集による気泡のサイズこそがこれを可能にする）、濃いケーキが得られる。

【0122】

そして、前記ケーキは、沈降容器からのオーバーフローとしてシュート１０７を介して押し出されて出る、ある種のスラッジのプラグ状物を形成する。

【0123】

この驚くべき効果は、可動パーツなしで作動することができ、したがってアセンブリのエネルギー消費を抑える、小さなサイズの容器を使用することを可能にする。

【0124】

従来の浮上又は濃縮システムは、最大で、本発明を用いて得られる結果よりも３倍の低さである３０〜４０g/lの結果を出すことが思い起こされよう。

【0125】

本発明の一つの実施形態にしたがって非常に速やかに得られる例外的な濃縮は多くの利点を有することができる。

【0126】

生物学的スラッジを濃縮して、消化槽に入る量を減らすことを可能にする。

【0127】

遠心分離器のような分離装置の入口でスラッジの量を減らすことを可能にする。

【0128】

遠心分離装置及び圧搾フィルター装置を最適な性能範囲で作動させ、その結果、脱水されたスラッジの乾燥度を大きく、少なくとも５％〜６％又はさらには１０％改善することを可能にする。

【0129】

本発明の装置及び／又は方法による事前濃縮の結果である乾燥度の改善はまた、脱水される物質から非結合水の大部分を除去し、装置運転時間を減らすことを可能にする。

【0130】

図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃは、本発明にしたがって流出液を処理するための装置１１３のもう一つの実施形態を示す。

【0131】

装置１１３は、下部における、調整弁１１５及びミキサ１１６を備えた管１１４ならびに小さな容積（たとえば３６l）の円柱形チャンバ１１７によるスラッジ供給を含む。

【0132】

チャンバ１１７はまた、圧縮気を供給するための二つのタップポイント１１８によって供給を受ける。チャンバは、その上部が連結管１２０によって第二のチャンバ１１９に接続され、前記第二のチャンバは、円柱形であり、たとえば５００lの容積を有する。第二のチャンバは、その上部が、ベンチュリ管１２２を備えたチューブ状エンクロージャ１２１によって終端され、ベンチュリ管の出口には、凝集剤を供給するための手段１２３が接続されている。チューブ状エンクロージャ１２１はベンドを形成し、上部で脱ガス装置又はチャンバ１２４に供給し、脱ガス装置又はチャンバは、１２５で開口して大気圧にあり、たとえば円錐台形（frustroconical）である下部１２６で、重力供給管１２７を介して、所定の容積を画定する濃縮チャンバ又は濃縮装置１２８に接続されている。

【0133】

濃縮装置１２８は、図７Ａ〜７Ｃを参照してさらに具体的に説明される。濃縮装置は、脱ガス装置１２４から得られる凝集したエマルションを下部１２９に供給されることに加えて、濃縮されたスラッジのための出口管１３０及び得られた透明な水のための出口管１３１を含む。

【0134】

実際、ここで説明される発明の実施形態の濃縮装置は、反応器の圧力が十分に高くなく、その結果、気泡のサイズがマイクロメートル範囲ではなく、ミリメートル範囲にある限りでは、従来の浮上ユニットのようには働かない。

【0135】

この性質は、顕著な上昇速度をスラッジに付与する。

【0136】

したがって、認められる上昇速度は、５０m/hを超える、おそらくは１００m/h又は２００m/hに達すると推定される。

【0137】

ここでさらに具体的に説明される発明の実施形態の装置は、その後、遠心分離の前、かく拌スラッジタンクに貯蔵されるのに適した、消化槽を離れる消化されたスラッジを濃縮することを可能にする。

【0138】

したがって、この構成は、
・遠心分離機を離れるときの、より高い乾燥度（３０％を超える）
・臭気の抑制：濃縮スラッジの長期貯蔵（４週間を超える）は臭気（Ｈ₂Ｓ及びＮＨ₃）の非存在を示した。
・より低い流量で遠心分離機を使用し、コストを下げる可能性
を得ることを可能にする。

【0139】

したがって、濃縮ツール、一般にはスタティック又はメカニカルシックナーのサイズの非常に実質的な減少に加えて（はるかに高い性能レベル及びかなりの臭気の非存在とともに）、本発明は、ろ過ツール（一般には遠心分離機）のサイズ減少の前途を開き、費用を抑制する。

【0140】

図４及び５を参照して説明した装置を用いて得られるラインの例及び生物学的スラッジに対する結果の例が以下に示されている。

【0141】

例１：スラッジ特性
・スラッジは、一次スラッジ及びBiostyrからの洗浄スラッジからなる（ＦｅＣｌ₃の添加及びポリマーMultiFlo導入）。
・約３５g/l〜４０g/lの初期乾燥度を有する。
・スラッジはもはや時間とともに沈降しない。

【0142】

本発明実施後の結果
・ポリマーPraestol 860 BSを懸濁物１tあたり１kgの割合で添加。
・乾燥度：８５g/l。

【0143】

これらの結果は、消化槽に入る消化されたスラッジを５０％濃縮することが可能であることを示し、したがって、
・第三のスラッジの添加によって消化槽の装填量を非常に実質的に増し、
・バイオガスの生産を増し、ネットワーク上での経済的に生存可能な配備を促進し（持続可能な開発であることに加え）、
・その最適性能範囲で作動するであろう、遠心分離機の動作を改善する、
ことを可能にする。

【0144】

したがって、本発明は、８０g/l〜１００g/lの顕著なスラッジ濃縮性能レベルを得ることを可能にする。

【0145】

加えて、使用される装置は非常にコンパクトである。

【0146】

したがって、１５m³/hのスラッジを処理することを可能にする装置は１０m²未満のフロア空間しか占有せず、５０m³/h装置は、それ自体、２０m²を超えない。

【0147】

例２：スラッジ特性
これはＭＢＲ（膜分離活性汚泥法）スラッジに関する。

【0148】

この場合、本発明は、４０g/lのスラッジから出発して９０g/lに達することができる性能レベルを示す。

【0149】

【表1】

【0150】

【表2】

【0151】

【表3】

【0152】

図６は、本発明の容器１３１のもう一つの実施形態を示す。

【0153】

小さな容積の第一のゾーン１３２は、この場合、スラッジ供給管１３５上に形成されたベンチュリ管１３４の中央部分１３３であり、空気注入は、二つの対称な管１３６を介して実施され、流れの方向に、たとえば２０°〜９０°の間、たとえば３０°の角度αで、中央部分１３３に注ぎ込む円錐台形狭窄部１３７を介して注入される。

【0154】

容器の第二のゾーン１３８は、この場合、たとえば、圧力Ｐを調整するための隔壁１４０を介して、より大きな直径の、たとえば管１３５の直径の１０倍の直径の円柱形チャンバ１４１に接続されたスラッジ供給管１３５の管１３９の部分によって形成され、第一及び第二のゾーン全体が、チャンバ１４１の上部を介して、弁又はゲート（図示せず）と連結するタップポイントを介して、得られるエマルションを排出する前、長さＬ、たとえば１mにわたって延びる。

【0155】

図７Ａ〜７Ｃは図５の濃縮装置１２８を示す。

【0156】

前記装置は、管１２７を介するエマルション入口を備えた円柱形のタンク１２８を含み、管は、ベンドを有し、タンク内の、タンクの高さの１／３に相当するレベルで中央に配置されている。

【0157】

管は、９０°のベンドを有し、スラッジ気泡１５３の上昇を許すために上向きに開口した漏斗形の出口１５２で終端し、スラッジ気泡は、流量にしたがって調節することができる高さｈを有する層１５４を形成する。

【0158】

スラッジは、タンク中を約５０m/sの速度で上昇し、円錐形の中央漏斗１５５の中にオーバーフローする。

【0159】

タンクの上面１５６は、空気を解放し、逆円錐の内面１５９と漏斗の周囲の上縁１６０との間の１５８でスラッジの圧縮を可能にするために、中央１５７が開口した逆円錐の形状にある。

【0160】

そして、スラッジは、漏斗の中にオーバーフローし、重力により、管１３０で終端する曲りチューブ１６１を介して下部に放出される。

【0161】

澄んだ水１６２は、それ自体、垂直なチューブ１６４を介してタンクの下部１６３に放出され、サイホン作用（矢印１６５）を許し、乱流１３１を介して上部に出る。

【0162】

本発明の変形にしたがって使用することができる濃縮装置１６６のもう一つの実施形態が図８Ａ及び８Ｂに示されている。

【0163】

この濃縮装置は、たとえばタンクの高さの１／３又は１／４のところに位置する端部１６９′を有する、中央に配された浸漬管１６９を介して上部からスラッジ１６８を供給される円柱形のタンク１６７を含む。

【0164】

偏向板１７０が、スラッジが、スラッジのプラグ状物１７１を構成するための速度で上昇することを許し、このプラグ状物は、円錐台形の出口端１７３を含むタンクの上部１７２に出、スラッジは、周縁１７４に沿う堰を介して周辺環状貯留部１７５の中に放出されたのち、前記環状貯留部の下部にある出口管１７６を介して放出される。

【0165】

下部に残る水１７７は、それ自体、出口乱流１７８を介して放出される。

【0166】

ここでもまた、流量及びタンク要素の公称寸法の調節によってスラッジの層の高さ、ひいてはその沈降及びその乾燥度を調節することが可能である。

【0167】

図９は、平行六面体タンク１８１によって形成された濃縮装置１８０のもう一つの実施形態を示し、このタンクは、その中心に、同じく平行六面体である内部チャンバ１８２を有し、タンク１８１の内壁とチャンバ１８２の外壁との間に空間１８３を画定している。

【0168】

スラッジは、チャンバの中間部分１８４に達し、一定の厚さのスラッジのプラグ状物を形成しながら浮上し、チャンバの周囲１８５からオーバーフローして、チャンバの壁とタンクの壁との間の環状周辺部分１８３に入る。

【0169】

スラッジは、たとえば３０°のカットオフコーナー１８６によって回収され、たとえば角柱の形状にある捕集ベース１８９によって下部の１８７で放出される。

【0170】

水は、それ自体、サイホン水カラムとして働く垂直捕集チャネル１９０の上部に位置する出口オリフィスを介して１８９で放出される。

【0171】

いうまでもなく、同じく前述からの結果として、本発明は、より具体的に説明された実施形態に限定されない。それどころか、本発明は、そのすべての変形、特に、いくつかの装置が次々に使用される変形を包含する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図9】