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Title:
SLUDGE HOMOGENIZATION DEVICE AND METHOD FOR AN INFINITELY MIXED ANAEROBIC DIGESTER, AND CORRESPONDING ANAEROBIC DIGESTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/004102
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sludge homogenization device for an infinitely mixed anaerobic digester. According to the invention, the bottom of said digester (11) is divided into at least two sectors (a, b, c, d, e, f, g) separated by a wall (12) of defined height, each of the sectors being equipped with a submerged sludge suction line (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g), each of said suction lines being connected to a single pumping device (13) comprising at least one pump for sucking up the sludge and delivering it, said sludge being delivered via a delivery line bringing the sludge, sucked up from the bottom of said sector, up to the surface of said digester.

Inventors:
LEMAIRE PIERRE
Application Number:
PCT/FR2009/000670
Publication Date:
January 14, 2010
Filing Date:
June 08, 2009
Export Citation:
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Assignee:
ILE DLMR SOC CIV (FR)
International Classes:
B01F3/12; B01F5/10; C02F3/28; C02F11/04
Foreign References:
US4092338A1978-05-30
US6015496A2000-01-18
US4069156A1978-01-17
GB773124A1957-04-24
US5534141A1996-07-09
Attorney, Agent or Firm:
JAUNEZ, Xavier et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1.) Dispositif d'homogénéisation des boues pour digesteur anaérobie infiniment mélangé, caractérisé en ce que le fond du digesteur (11 , 21 , 51) est divisé en au moins deux secteurs (a, b, c, d, e, f, g) séparés par une paroi (12) de hauteur définie, chacun des secteurs étant équipé d'une canalisation d'aspiration des boues, immergée, chacune desdites canalisations étant reliée à un dispositif de pompage unique (13) comprenant au moins une pompe (311 , 411 , 511) assurant l'aspiration et le refoulement des boues, ledit refoulement des boues étant réalisé au travers d'une canalisation de refoulement (316, 416, 516) remontant les boues aspirées au fond dudit secteur vers la surface dudit digesteur.

2.) Dispositif d'homogénéisation des boues selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites parois (12) séparant lesdits secteurs (a, b, c, d, e, f, g) ont une hauteur comprise entre 1m et 2 m, préférentiellement 1m50.

3.) Dispositif d'homogénéisation des boues selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites canalisations d'aspiration forment au dessus de chaque secteur un coude (29, 59) et plongent à la verticale, particulièrement à la verticale du centre desdits secteurs.

4.) Dispositif d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les embouchures (25, 55) desdites canalisations d'aspiration des boues sont situées à une hauteur comprise entre 10 cm et 30 cm, préférentiellement 20 cm, par rapport au fond desdits secteurs.

5.) Dispositif d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le coude (29) de ladite canalisation d'aspiration est percé en partie haute d'un trou (20) d'évacuation des gaz.

6.) Dispositif d'homogénéisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le trou d'évacuation des gaz (20) a un diamètre compris entre 1 cm et 2 cm, préférentiellement 1 ,5 cm.

7.) Dispositif d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque canalisation d'aspiration et chaque canalisation de refoulement est équipée d'au moins une vanne (313, 314 ; 413, 414).

8.) Dispositif d'homogénéisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vanne (313, 314 ; 413, 414) est une vanne pneumatique ou motorisée.

9.) Dispositif d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de pompage comprend deux pompes (311 , 411, 511) assurant alternativement chacune l'aspiration et le refoulement des boues.

10.) Dispositif d'homogénéisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux pompes (311 , 411 , 511) sont reliées à une canalisation de refoulement unique (316, 416, 516), et que les vannes positionnées sur les canalisations de refoulement en sortie desdites pompes sont positionnées entre la pompe et la canalisation de refoulement unique.

11.) Dispositif d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit orifice de rejet (518, 618) de ladite canalisation de refoulement (516, 616) est à une distance comprise entre 30 cm et 50 cm, préférentiellement 40 cm, de la pointe (519, 619) d'un cône divergent (520, 620) immergé sous la surface (521) du liquide contenu dans le digesteur (51), ladite pointe dudit cône et le centre de la lumière de la canalisation de refoulement étant alignés.

12.) Dispositif d'homogénéisation selon la revendication 11 , caractérisé en ce que la pointe (519, 619) dudit cône divergent (520, 620) immergé sous la surface (521) du liquide contenu dans le digesteur est immergée à une distance sous ladite surface qui est comprise entre 2 m et 3 m, préférentiellement 2,5 m.

13.) Dispositif d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la pointe (519, 619) dudit cône divergent (520, 620) immergé est percée d'un orifice (622) de diamètre compris entre 5 cm et 15 cm, préférentiellement 10 cm.

14.) Dispositif d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que ledit cône immergé (520, 620) a une base circulaire dont le diamètre représente entre 10% et 30 %, préférentiellement 20%, du diamètre intérieur total du digesteur (51).

15.) Dispositif d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que ledit cône immergé (520, 620) et la canalisation de refoulement (516, 616) sont liés physiquement.

16.) Dispositif d'homogénéisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la canalisation (316, 416, 516, 616) d'aspiration et/ou de refoulement des boues est (sont), simultanément ou séparément, en fonte, en grès, en ciment, en chlorure de polyvinyle (PVC) ou encore en polyéthylène, préférentiellement en acier inoxydable.

17.) Digesteur anaérobie infiniment mélangé (11 , 21, 51), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'homogénéisation tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 16.

18.) Procédé d'homogénéisation des boues d'un digesteur anaérobie infiniment mélangé (11 , 21 , 51) tel que défini à la revendication 17, équipé d'une seule pompe (311, 411 , 511) effectuant l'aspiration et le refoulement, caractérisé en ce que a.) au temps t1 , on aspire et on refoule la boue déposée au fond d'un premier secteur prédéfini au fond dudit digesteur au travers du moyen d'aspiration- refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre un temps t1 et un temps t3 ; b.) au temps t3 on stoppe l'aspiration et le refoulement des boues du premier secteur (étape a.), et on aspire et on refoule la boue déposée au fond d'un deuxième secteur prédéfini au fond du digesteur, différent de celui aspiré en a.), au travers du moyen d'aspiration-refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre le temps t3 et un temps t5 ; c.) on poursuit les cycles d'aspiration-refoulement dans les autres secteurs définis au fond du digesteur selon exactement le même processus jusqu'à avoir aspiré (et donc refoulé) les boues de tous les secteurs définis au fond du digesteur, et d.) on reprend la succession des cycles à l'étape a.).

19.) Procédé d'homogénéisation des boues d'un digesteur anaérobie infiniment mélangé (11, 21, 51) tel que défini à la revendication 17, équipé d'au moins deux pompes (311 , 411, 511) effectuant l'aspiration et le refoulement, caractérisé en ce que a.) au temps t1 , la première pompe aspire et refoule la boue déposée au fond d'un premier secteur prédéfini au fond dudit digesteur au travers du moyen d'aspiration-refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre un temps t1 et un temps t3 ; b.) au temps t2, compris entre t1 et t3, la seconde pompe aspire et refoule la boue déposée au fond d'un second secteur prédéfini au fond dudit digesteur au travers du moyen d'aspiration-refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre t2 et t5 ; c.) au temps t3, la première pompe s'arrête et on stoppe l'aspiration et le refoulement des boues du premier secteur (étape a.), alors que la seconde pompe continue l'aspiration et le refoulement des boues du second secteur (étape b.), et ce jusqu'au temps t5 ; d.) au temps t4, compris entre t3 et t5, la première pompe aspire et refoule la boue déposée au fond d'un troisième secteur prédéfini au fond dudit digesteur au travers du moyen d'aspiration-refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre t4 et t6 ; e.) au temps t5, la seconde pompe s'arrête et on stoppe l'aspiration et le refoulement des boues du second secteur (étape b.), alors que la première pompe continue l'aspiration et le refoulement des boues du troisième secteur (étape d.), et ce jusqu'au temps t6 ; f.) on poursuit les cycles d'aspiration-refoulement dans les autres secteurs définis au fond du digesteur selon exactement le même processus jusqu'à avoir aspiré (et donc refoulé) les boues de tous les secteurs définis au fond du digesteur et g.) on reprend la succession des cycles à l'étape a.).

Description:
Dispositif et procédé d'homogénéisation des boues pour digesteur anaérobie infiniment mélangé, et digesteur anaérobie correspondant.

La présente invention concerne le traitement des eaux usées. L'invention se place dans le domaine des stations d'épuration, particulièrement des digesteurs anaérobies, très particulièrement des digesteurs anaérobies infiniment mélangés.

Plus particulièrement, l'invention porte sur un dispositif d'homogénéisation des boues pour les digesteurs anaérobies qui sont utilisés dans les procédés de digestion anaérobie pour le traitement des boues des eaux usées domestiques et industrielles.

La digestion anaérobie est un procédé microbiologique dans laquelle les matières organiques sont décomposées par l'action de microorganismes en l'absence d'oxygène.

Les microorganismes anaérobies réduisent la quantité de matières organiques présentes dans les boues activées biologiquement tout en dégageant des gaz, principalement du méthane.

La digestion anaérobie des boues des eaux usées municipales et industrielles exige généralement l'utilisation de grands réservoirs de rétention suffisamment dimensionnés pour accueillir les boues pendant la totalité du temps de rétention nécessaire qui peut dépasser 21 jours.

Ces réservoirs nécessitent un système d'agitation ou de diffusion des boues permanent, afin que les boues soient en permanence en suspension pour une meilleure efficacité de la digestion anaérobie.

Actuellement, les digesteurs infiniment mélangés sont homogénéisés de manière plus ou moins empirique :

- soit par un système d'agitation rotatif actionné par un dispositif hélicoïdal immergé au fond du digesteur, selon la vitesse de rotation de l'hélice, les boues sont plus ou moins mises en suspension, et ce de manière aléatoire ;

- soit par système hydraulique actionné par une pompe reliée à un réseau de tubes immergés au fond du digesteur, là encore, l'empirisme trône puisqu'il est impossible de sélectionner tel ou tel tube, et l'aspiration se fait de manière aléatoire sur l'ensemble du réseau de tubes, dont certains peuvent être colmatés, et de ce fait définitivement inefficaces.

L'état de la technique le plus proche est constitué par le document US- 4 092 338 A, qui décrit un arrangement de conduits au fond d'une cuve de digestion anaérobie, par lequel les boues stagnant au bord de la cuve sont remises en mouvement en vue de leur mélangeage par le refoulement successif à travers les tubes par un moyen de pompage d'aspiration/refoulement qui aspire les boues au centre du fond du digesteur pour les refouler vers sa circonférence. Le retour des boues au point d'aspiration au centre est donc laissé au hasard. Simultanément, un mouvement de boues est encore établi à la surface des boues dans le digesteur, mais les boues se trouvant au milieu du digesteur ne sont pas mises en mouvement, et leur mélangeage est également laissé au hasard.

On peut également citer le document US-6 015 496 A, qui décrit des enceintes de digestion anaérobie séparées en plusieurs zones de traitement, mais ne présentant pas de partitions au fond d'un digesteur unique. Le mélangeage des boues est effectué dans des compartiments isolés dans une ambiance aérobie dont on transfère à certains intervalles une partie des boues vers une zone de réaction anaérobie ; une partie revient alors, après déshydratation, dans les compartiments précités. Ces transferts ne contribuent pas au mélange des boues.

On peut enfin citer, au titre de l'arrière-plan technologique, les documents US-4 069 156 A, GB-773 124 A, et US-5 534 141 A. Dans les deux premiers documents, on peut relever que les divisions du bassin de traitement, lequel n'est pas un digesteur anaérobie, sont seulement destinées à former différentes zones de traitement à travers lesquelles les boues circulent afin de subir successivement des traitements distincts.

Il existe donc un besoin d'amélioration des systèmes d'homogénéisation des boues dans les digesteurs afin de toujours améliorer leur mise en mouvement pour une meilleure efficacité dudit digesteur.

La présente invention porte sur une innovation majeure des systèmes d'homogénéisation des boues dans les digesteurs infiniment mélangés.

Ainsi l'invention a pour objet un dispositif d'homogénéisation des boues pour digesteur anaérobie infiniment mélangé, caractérisé en ce que le fond du digesteur est divisé en au moins deux secteurs, séparés par une paroi de hauteur définie, chacun des secteurs étant équipé d'une canalisation d'aspiration des boues, immergée, chacune desdites canalisations étant reliée à un dispositif de pompage unique comprenant au moins une pompe assurant l'aspiration et le refoulement des boues, ledit refoulement des boues étant réalisé au travers d'une canalisation de refoulement remontant les boues aspirées au fond dudit secteur vers la surface dudit digesteur.

Le dispositif d'homogénéisation selon l'invention permet de mettre alternativement en mouvement les boues contenues dans les différents secteurs divisant le fond du digesteur, et de les redistribuer dans le volume global du liquide du digesteur. Comme on le verra par la suite, on obtient en effet un mouvement horizontal des boues sur toute l'étendue du fond du digesteur unique, et leur mouvement vertical suite au refoulement à la surface dudit digesteur. Ceci améliore considérablement le mélangeage des boues contenues dans ce digesteur unique.

En effet, chacune des canalisations d'aspiration des boues est reliée à un moyen de pompage, pouvant être unique et commun à l'ensemble des secteurs, ledit moyen de pompage servant également au refoulement des boues aspirées, ledit refoulement pouvant être réalisé au travers d'un moyen de refoulement unique commun à tous les secteurs. Ledit moyen de pompage peut être constitué d'une seule pompe, ou en variante il peut être constitué de deux pompes.

On comprend donc que, selon l'invention, le dispositif d'homogénéisation peut permettre d'aspirer et de refouler alternativement les boues de chacun des secteurs.

Un grand avantage de l'invention réside dans le fait que le dispositif peut être aisément adapté par l'Homme du Métier à n'importe quel digesteur, quelle que soit la taille de ce dernier.

Particulièrement, l'Homme du Métier saura adapter le nombre de secteurs à définir dans le fond du digesteur. Il est en effet plus efficace de multiplier le nombre de secteurs d'aspiration dans un même digesteur. En effet, les boues étant aspirées au centre de chacun des secteurs, puis refoulées dans le volume global du digesteur, la diffusion des boues dans l'ensemble dudit digesteur est alors beaucoup plus efficace et mieux répartie.

De plus, la multiplication des moyens d'aspiration permet d'en contrôler facilement l'intégrité et le bon fonctionnement, indépendamment les uns des autres.

Selon l'invention, la hauteur des parois séparant deux secteurs pourra être adaptée sans difficulté par l'Homme du Métier en fonction des besoins et de la taille du digesteur. En particulier, lorsque le dispositif d'homogénéisation selon l'invention comporte plus de deux secteurs, il est possible que les parois séparant lesdits secteurs soient de hauteur identique ou différente. A titre d'exemple, la hauteur des parois séparant deux secteurs peut être, simultanément ou indépendamment, comprise entre 1m et 2 m. Avantageusement la hauteur des parois séparant deux secteurs pourra être de 1 m 50.

Les différentes canalisations d'aspiration des boues peuvent être immergées dans le digesteur à une profondeur sans réelle importance pour le bon fonctionnement dudit digesteur. De même, il apparaît peu important que les canalisations d'aspiration soient toutes immergées à une même profondeur. Là encore, l'Homme du Métier saura adapter la hauteur d'immersion desdites canalisations en fonction de ses besoins et des caractéristiques du digesteur. Une disposition simple et avantageuse peut être que les canalisations d'aspiration reposent sur le haut des parois séparant les différents secteurs. On comprend donc que, selon l'invention, une disposition avantageuse des canalisations fait que celles-ci peuvent s'étendre du bord du digesteur vers chacun des secteurs en prenant appui sur lesdites parois séparant lesdits secteurs, donc à une hauteur quasi identique à celle desdites parois.

On comprend encore que, dans cette disposition, il puisse être nécessaire que, parvenue à la verticale de chaque secteur, préférentiellement à la verticale du centre de chaque secteur, la canalisation fasse un coude afin que son embouchure vienne se positionner dans un plan parallèle au fond dudit secteur.

L'Homme du Métier saura adapter la position des embouchures desdites canalisations d'aspiration par rapport au fond desdits secteurs qu'elles desservent. A titre d'exemple selon l'invention, les embouchures desdites canalisations d'aspiration des boues pourront être, indépendamment ou simultanément, situées à des hauteurs comprises entre 10 cm et 30 cm, préférentiellement 20 cm, par rapport au fond desdits secteurs.

Avantageusement, chaque coude pourra comporter dans sa partie supérieure, donc entre la partie verticale et la partie orientée différemment de ladite canalisation, un trou dont la fonction sera de permettre l'évacuation des gaz de fermentation qui pourraient s'accumuler dans ladite canalisation. Là aussi, l'Homme du Métier saura adapter les dimensions dudit trou au besoin d'un bon fonctionnement du dispositif. A titre d'exemple, lesdits trous d'évacuation des gaz pourront indépendamment ou simultanément, présenter un diamètre compris entre 1 et 2 cm, préférentiellement 1 ,5 cm.

Comme précédemment indiqué, le dispositif de pompage, unique, auquel sont reliées les différentes canalisations d'aspiration, peut comporter une pompe, ou avantageusement au moins deux pompes. Un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux fait que le dispositif de pompage comprend deux pompes, dont chacune est reliée d'une part aux différentes canalisations d'aspiration provenant des différents secteurs, et d'autre part à un dispositif de refoulement, qui avantageusement pourra être unique.

Selon l'invention, en cours de fonctionnement, la pompe aspire la boue d'un premier secteur, sans aspirer la boue des autres secteurs, et dans le même temps refoule la boue dans le dispositif de refoulement, puis, aspire et refoule pendant un temps court simultanément les boues de deux secteurs, puis n'aspire et ne refoule plus que la boue du second secteur, et ainsi de suite jusqu'à avoir aspiré et refoulé les boues contenues dans tous les secteurs définis au fond du digesteur. Lorsque le cycle d'aspiration-refoulement se termine sur le dernier secteur défini au fond du digesteur, un nouveau cycle redémarre sur le premier secteur exactement selon le même processus.

Si le dispositif d'aspiration-refoulement comprend deux pompes, le cycle d'aspiration-refoulement décrit précédemment est légèrement modifié en ce qu'une des deux pompes aspire la boue d'un premier secteur et dans le même temps refoule la boue dans le dispositif de refoulement, puis, alors que la première pompe aspire et refoule toujours la boue du premier secteur, le seconde pompe aspire et refoule la boue d'un second secteur, puis la première pompe s'arrête jusqu'à démarrer l'aspiration-refoulement de la boue d'un troisième secteur, et ce avant que la seconde pompe s'arrête et change de secteur. Lorsque ce cycle d'aspiration-refoulement particulier se termine sur le dernier secteur défini au fond du digesteur, un nouveau cycle redémarre sur le premier secteur exactement selon le même processus.

On comprend que le second procédé exposé ci-dessus est plus souple que le premier, ce qui représente un avantage, et ce du fait que le dispositif d'aspiration- refoulement comprend au moins deux pompes.

Que le dispositif comprenne une ou deux pompes ou plus, chacune desdites pompes est reliée aux différentes canalisations d'aspiration des boues, par exemple par l'intermédiaire d'un secteur de canalisation commun, et chacune desdites pompes est reliée au dispositif de refoulement, qui avantageusement pourra être unique. Ainsi, il est possible de maintenir dans le digesteur une aspiration et un refoulement des boues en continu, bien qu'alternativement, dans chacun des secteurs définis au fond du digesteur.

On comprend donc que chaque canalisation doit être équipée de vannes qui peuvent permettre à volonté d'ouvrir ou de fermer lesdites canalisations, indépendamment ou simultanément.

Ainsi selon l'invention, chaque canalisation d'aspiration peut être équipée d'au moins une vanne. Il en est de même en sortie de chacune des pompes, entre la pompe et ledit dispositif de refoulement.

Préférentiellement selon l'invention, chaque canalisation (aspiration et/ou refoulement) peut être équipée de plusieurs vannes par exemple deux ou trois. Il est à noter qu'il n'est pas essentiel que le nombre de vannes sur chacune des canalisations soit identique.

Avantageusement selon l'invention, au moins une des vannes sur chacune des canalisations (aspiration et refoulement) pourra être une vanne pneumatique, préférentiellement une vanne à manchons pneumatiques, très préférentiellement une vanne à manchons pneumatiques avec brides.

Selon l'invention, lorsqu'il y a plusieurs vannes sur les canalisations, les autres vannes (autres que la vanne pneumatique) peuvent être des vannes à guillotines, préférentiellement des vannes à guillotines avec bride.

Selon l'invention, le dispositif de refoulement est composé d'une canalisation qui pourra remonter les boues aspirées au fond du digesteur vers la surface dudit digesteur. Bien que le seul critère important concernant le positionnement de l'orifice de rejet des boues du dispositif de refoulement soit que celui-ci se trouve au dessus des canalisations d'aspiration positionnées au fond du digesteur, il n'en demeure pas moins que l'homogénéisation des boues est d'autant plus efficace que ledit orifice de rejet est haut dans le digesteur, indifféremment au dessous ou au dessus de la surface du liquide contenu dans ledit digesteur. Préférentiellement, ledit orifice de rejet des boues pourra être positionné sous la surface du liquide contenu dans le digesteur, par exemple à une distance comprise entre 2,0 m et 4,5 m, préférentiellement 3,0 m.

Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, l'orifice de rejet des boues du dispositif de refoulement peut être positionné à une distance définie de la pointe d'un cône divergent.

Selon l'invention et à titre d'exemple, la distance définie entre ledit orifice de rejet et la pointe du cône divergent peut alors être comprise entre 30cm et 50 cm, préférentiellement 40 cm.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le cône divergent peut être positionné sous la surface du liquide contenu dans le digesteur. Dans cette configuration, la pointe dudit cône divergent immergé sous la surface du liquide contenu dans le digesteur est immergée à une distance sous la surface du liquide contenu dans le digesteur qui est comprise entre 2 m et 3 m, préférentiellement 2,5 m.

Selon l'invention, lorsque le cône divergent est immergé dans le liquide contenu dans le digesteur, il peut être nécessaire de prévoir un moyen permettant d'éviter l'accumulation des boues à l'intérieur dudit cône. A cet égard il est possible d'envisager que la base dudit cône soit fermée, par exemple par une surface unie plane ou légèrement bombée. On peut également envisager que ledit cône immergé soit ouvert à sa base, et que sa pointe soit ouverte, par exemple avec un trou de diamètre compris entre 5 cm et 15 cm, préférentiellement 10 cm.

Selon l'invention, le cône immergé peut prendre toutes les dimensions voulues. L'Homme du Métier saura adapter ces dimensions à la taille du digesteur. Préférentiellement selon l'invention, ledit cône immergé pourra avoir une base circulaire dont le diamètre représente entre 10% et 30 %, préférentiellement 20%, du diamètre intérieur total du digesteur.

Selon l'invention le cône immergé et la canalisation de refoulement peuvent être liés physiquement entre eux par tout moyen adéquat. A titre d'exemple on peut citer de simples tiges d'ancrage fixées simultanément sur la canalisation et sur le cône.

Bien entendu, l'Homme du Métier saura utiliser les matériaux adéquats pour réaliser la ou les parois séparant les secteurs définis au fond du digesteur. Il utilisera préférentiellement les matériaux généralement utilisés dans le domaine des stations d'épuration, ne serait-ce que pour que le dispositif selon l'invention résiste aux contraintes qui lui sont imposées par sa fonction (résistance aux pressions, à la corrosion, à l'oxydation, etc.).

Ainsi selon l'invention, lesdites parois, simultanément et/ou indépendamment, pourront être en béton, en acier, particulièrement en acier inoxydable, ou encore en en acier au carbone, préférentiellement en acier inoxydable.

En ce qui concerne l'échantillonnage des matériaux utilisés, l'Homme du Métier saura là encore déterminer sans difficulté l'épaisseur desdites parois en fonction des contraintes et des dimensions du digesteur.

L'Homme du Métier saura également déterminer les matériaux à utiliser pour lesdites canalisations en fonctions des dimensions et des contraintes du digesteur. Par exemple, lesdites canalisations peuvent être en fonte, en grès, en ciment, en chlorure de polyvinyle (PVC) ou encore en polyéthylène. Préférentiellement, les canalisations pourront être réalisées en acier inoxydable.

Selon l'invention, le dispositif d'homogénéisation peut en outre être muni de tous les moyens connus pour mesurer le débit des boues aspirées dans les différents secteurs, ou la pression desdites boues dans le dispositif d'alimentation et/ou de refoulement, comme par exemple un ou plusieurs indicateurs de pression comme des manomètres, ou encore un ou plusieurs débitmètres.

Selon l'invention, les différents circuits d'aspiration et/ou de refoulement des boues peuvent être munis en outre de tout moyen de purge et/ou de tout moyen de dilatation courant dans ce genre d'installation.

L'invention a en outre pour objet un digesteur infiniment mélangé comprenant au moins un dispositif d'homogénéisation des boues tel que défini précédemment.

L'invention à encore pour objet un procédé d'homogénéisation des boues à l'intérieur d'un digesteur infiniment mélangé tel que défini précédemment, équipé, dans un premier mode d'exécution, d'une seule pompe effectuant l'aspiration et le refoulement, le procédé étant caractérisé en ce que a.) au temps t1 , on aspire et on refoule la boue déposée au fond d'un premier secteur prédéfini au fond dudit digesteur au travers du moyen d'aspiration-refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre un temps t1 et un temps t3 ; b.) au temps t3 on stoppe l'aspiration et le refoulement des boues du premier secteur (étape a.), et on aspire et on refoule la boue déposée au fond d'un deuxième secteur prédéfini au fond du digesteur, différent de celui aspiré en a.), au travers du moyen d'aspiration-refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre le temps t3 et un temps t5 ; c.) on poursuit les cycles d'aspiration-refoulement dans les autres secteurs définis au fond du digesteur selon exactement le même processus jusqu'à avoir aspiré (et donc refoulé) les boues de tous les secteurs définis au fond du digesteur, et d.) on reprend la succession des cycles à l'étape a.).

On comprend que dans le procédé tel que défini précédemment, si le digesteur ne comporte que deux secteurs, l'étape c.) est remplacée par l'étape d.).

Si le dispositif d'aspiration-refoulement comprend deux pompes (ou plus), le procédé d'homogénéisation tel que défini précédemment est légèrement modifié, en raison du fait que la phase d'aspiration-refoulement simultanée de deux secteurs différents peut être réalisée par les deux pompes simultanément, chacune des pompes étant alors dévolue à un secteur particulier.

Ainsi l'invention a encore pour objet un procédé d'homogénéisation des boues à l'intérieur d'un digesteur infiniment mélangé tel que défini précédemment, équipé, dans un deuxième mode d'exécution, d'au moins deux pompes effectuant l'aspiration et le refoulement, caractérisé en ce que a.) au temps t1 , la première pompe aspire et refoule la boue déposée au fond d'un premier secteur prédéfini au fond dudit digesteur au travers du moyen d'aspiration-refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre un temps t1 et un temps t3 ; b.) au temps t2, compris entre t1 et t3, la seconde pompe aspire et refoule la boue déposée au fond d'un second secteur prédéfini au fond dudit digesteur au travers du moyen d'aspiration-refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre t2 et t5 ; c.) au temps t3, la première pompe s'arrête et on stoppe l'aspiration et le refoulement des boues du premier secteur (étape a.), alors que la seconde pompe continue l'aspiration et le refoulement des boues du second secteur (étape b.), et ce jusqu'au temps t5 ; d.) au temps t4, compris entre t3 et t5, la première pompe aspire et refoule la boue déposée au fond d'un troisième secteur prédéfini au fond dudit digesteur au travers du moyen d'aspiration-refoulement des boues tel que défini précédemment, et ce pendant une durée comprise entre t4 et t6 ; e.) au temps t5, la seconde pompe s'arrête et on stoppe l'aspiration et le refoulement des boues du second secteur (étape b.), alors que la première pompe continue l'aspiration et le refoulement des boues du troisième secteur (étape d.), et ce jusqu'au temps t6 ; g

f.) on poursuit les cycles d'aspiration-refoulement dans les autres secteurs définis au fond du digesteur selon exactement le même processus jusqu'à avoir aspiré (et donc refoulé) les boues de tous les secteurs définis au fond du digesteur, et g.) on reprend la succession des cycles à l'étape a.).

On comprend que, selon le procédé à deux pompes tel que défini précédemment, si le digesteur ne comporte que deux secteurs, l'étape c.) est remplacée par l'étape g.).

L'Homme du Métier saura déterminer la durée de chaque étape des procédés tels que décrits ci-dessus selon les besoins dictés par le digesteur et/ou la nature des boues à homogénéiser.

On comprend que pour mettre en oeuvre les procédés selon l'invention, il est nécessaire que le dispositif dispose en outre de moyens de commande des pompes et/ou des vannes, qui permettent de commander l'ouverture et la fermeture des vannes des différents circuits et/ou de commander la mise en marche et l'arrêt des différentes pompes.

D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 présente une vue supérieure du fond d'un digesteur équipé du dispositif d'homogénéisation des boues selon l'invention, avec ici sept secteurs ; la figure 2 présente une vue en coupe du fond d'un digesteur équipé du dispositif d'homogénéisation des boues selon l'invention ; la figure 3 présente en détail la partie aspiration du moyen unique d'aspiration- refoulement du dispositif d'homogénéisation présenté à la figure 1 ; la figure 4 présente en détail la partie refoulement du moyen unique d'aspiration- refoulement du dispositif d'homogénéisation présenté à la figure 1 ; la figure 5 présente une coupe d'un digesteur infiniment mélangé équipé du dispositif d'homogénéisation selon l'invention tel que présenté à la figure 1 ; et la figure 6 présente en détail l'orifice de la canalisation de refoulement et le cône divergent immergé, avec en A une vue en coupe, en B une vue en plan, et en C un détail de la solidarisation par un moyen liant la canalisation de refoulement et le cône immergé.

Ainsi par référence aux figures, on observe à la figure 1 une vue supérieure du fond d'un digesteur infiniment mélangé (11) équipé du dispositif d'homogénéisation des boues selon l'invention comprenant ici sept secteurs (a, b, c, d, e, f, g,), séparés deux à deux par des parois (12), chacun desdits secteurs étant relié à un moyen unique d'aspiration-refoulement (13) extérieur au digesteur, par des canalisations d'aspiration (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f et 14g) dont l'orifice d'aspiration (15) est positionné à la verticale du centre (16) de chaque secteur.

Le fond du digesteur est ici divisé en sept secteurs indépendants, et les parois de chaque secteur ont par exemple une hauteur de 1 ,50 m. Dans chaque secteur, un tube immergé, sert à aspirer les boues décantées au fond du secteur concerné. Chaque tube d'aspiration est équipé d'une vanne pneumatique, de sorte que l'aspiration est sélective pour chaque secteur.

On observe à la figure 2 une vue en coupe d'un digesteur infiniment mélangé (21) tel qu'illustré à la figure 1 , montrant trois secteurs (c, d et e) contigus, comprenant chacun une canalisation d'aspiration (24c, 24d et 24 e) dont l'orifice (25) est positionné au centre de chaque secteur, chaque canalisation comprenant un segment vertical (27) et un segment orienté différemment (28), ces deux segments étant raccordés par un coude (29) présentant dans sa partie haute un trou d'évacuation (20) des gaz de fermentation, comme illustré sur le détail en loupe.

Chaque tube d'aspiration vertical (27) est placé au centre du secteur, à une hauteur de 20 cm du fond. Chaque coude (29), entre la partie verticale et horizontale du tube 27, est percé d'un trou de 15 mm de diamètre, ceci pour éviter l'accumulation des gaz de fermentation et le désamorçage de la pompe d'aspiration.

On observe à la figure 3, en détail, la partie aspiration du moyen unique d'aspiration-refoulement du dispositif d'homogénéisation présenté à la figure 1 , comprenant les sept canalisations d'aspiration (34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f et 34g), chacune munie de vannes guillotines avec brides (313), et d'une vanne à manchons pneumatiques avec brides (314), reliées chacune à un collecteur commun (310). Les deux pompes (311) sont chacune reliées au collecteur commun (310) par chacune une canalisation (312) munie de vannes guillotines avec brides (313) et de brides de dilatation (315), lesdites pompes étant en outre chacune reliées au moyen unique de refoulement (316) par une canalisation (317) munie d'une vanne guillotine avec brides (313), et d'une vanne à manchons pneumatiques avec brides (314).

Deux pompes (311) (gauche et droite), fonctionnant alternativement, assurent l'aspiration et le refoulement des boues. L'aspiration se fait manière continue, la vanne qui est sélectionnée étant toujours ouverte avant la fermeture de la vanne qui la précède. La durée du cycle d'aspiration complet sur les sept secteurs est modulable de une heure à 24 heures.

On observe à la figure 4, en détail, la partie refoulement du moyen unique d'aspiration-refoulement du dispositif d'homogénéisation présenté à la figure 1 comprenant les deux pompes (411), chacune reliée au collecteur commun par chacune une canalisation (412) munie de brides de dilatation (415), et chacune reliée au moyen unique de refoulement (416) par une canalisation (417) munie de vannes guillotines avec brides (413), d'une vanne à manchons pneumatiques avec brides (414) et de brides de dilatation (415).

Les deux pompes (411) (gauche et droite) sont équipées d'une vanne pneumatique qui est ouverte quand la pompe est sélectionnée. Le refoulement se fait alors dans un tube unique.

On observe à la figure 5 une coupe d'un digesteur infiniment mélangé (51) équipé du dispositif d'homogénéisation selon l'invention tel que présenté à la figure 1 , comprenant trois secteurs (c, d et e) contigus comprenant chacun une canalisation d'aspiration (54c, 54d et 54 e) dont l'orifice (55) est positionné au centre de chaque secteur, chaque canalisation comprenant un segment vertical (57) et un segment orienté différemment (58), ces deux segments étant raccordés par un coude (59), une des pompes (511) du moyen unique d'aspiration-refoulement, la canalisation du moyen unique de refoulement (516) dont l'orifice (518) est positionné sous la pointe (519) d'un cône divergent (520) lui-même positionné sous la surface (521) du liquide contenu dans le digesteur (51).

Les boues sont refoulées à une distance de 40 cm sous ce cône divergent lui-même immergé à 2,50m sous le niveau du liquide. Ce dispositif permet de rediffuser les boues en pluie fine dans les différents secteurs où elles seront reprises lors du cycle suivant. C'est ainsi que l'ensemble du volume du digesteur est constamment homogénéisé de manière continue.

On observe à la figure 6, en détail, l'orifice (618) de la canalisation de refoulement (616), et le cône divergent (620), avec en A une vue en coupe, en B une vue en plan, et en C un détail de la solidarisation par un moyen (621) liant la canalisation de refoulement (616) et le cône divergent (620). On notera le trou d'évacuation (622) ménagé dans la pointe (619) du cône divergent (620).

Le cône divergent (620) est ainsi percé à sa base d'un trou (622) de 10 cm de diamètre, afin d'éviter la décantation à l'intérieur. Le diamètre de la base supérieure du cône divergent (620) est de 4m pour un digesteur dont le diamètre est de 20m, soit 20% du diamètre nominal.