Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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WO 2017/205969 PCT/CA2017/050653
CONDITIONNEMENT ÉLECTRIQUE DES BOUES BIOLOGIQUES POUR LES
APPRETER A UNE DÉSHYDRATATION/EXTRACTION
RÉFÉRENCE AUX DEMANDES RELIÉES
[0001] La présente demande revendique priorité de la demande canadienne
no.
2,932,009 déposée le 2 juin 2016. Cette demande est ainsi incorporée par
référence dans
son entièreté.
DOMAINE DE LA DIVULGATION
[0002] La présente demande fait généralement référence à la
déshydratation des
boues, et plus particulièrement au conditionnement des boues biologiques,
ainsi qu'à une
méthode de conditionnement des boues.
INTRODUCTION
[0003] La déshydratation des boues secondaires est difficile parce
qu'elles sont
constituées presque entièrement de micro-organismes résultant du traitement
biologique.
Ces micro-organismes, en floculant, ont tendance à développer une structure
dotée d'une
très grande affinité pour la rétention de l'eau (Randall et al., 1971., EPA,
1987).
[0004] Les boues biologiques sont des flocs très hydrophiles, difficiles
à déshydrater
par les procédés de pressage mécanique généralement utilisés dans ce type
d'application
et se caractérisent par une forte rétention des molécules d'eau. Dans les
boues
secondaires, on retrouve principalement des bactéries de nature colloïdale, de
taille variant
entre 0,1 et 10 pm de diamètre, hydrophiles et imperméables. Elles peuvent
être
déformées et possèdent une charge à leurs surfaces (Genco et Carbonello,
1980).
[0005] Le traitement par boue activée dépend du fait que certains micro-
organismes
sont capables de former des flocs susceptibles de décanter. La biofloculation
est causée
par des polymères extracellulaires (PEC) (Erikson et Alm, 1991). Ces PEC
produits par les
bactéries se trouvant dans la boue forment une chaine dans laquelle ces
bactéries sont
incorporées (Bruus et al. 1992). Les polysaccharides bactériens sont les
principaux
constituants de la matière de ces polymères mais ces derniers contiennent
aussi des
protéines et des acides nucléiques (Sanin et Vesilind, 1994).
[0006] Face à la difficulté de déshydratation des boues d'épuration et
des problèmes
reliés à l'utilisation des procédés usuels de digestion des boues, divers
procédés chimiques
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et thermiques combinés de conditionnement des boues d'épuration ont été
développés au
cours des dernières années. Toutefois, ces procédés demeurent pour la plupart
trop
onéreux pour être employés couramment dans les stations d'épuration
municipales et
industrielles.
[0007] Divers procédés électrochimiques sont proposés pour la
décontamination et
le conditionnement de boues biologiques (d'origine municipale et
industrielle). Par exemple,
le document de brevet canadien CA 2,382,357 décrit un procédé utilisant des
décharges
électriques (champs électriques pulsés) sous hautes tensions (15 000 à 100
000V),
affectant les cellules bactériennes en provoquant des perturbations
physiologiques et
entraînant ainsi une libération du liquide inter et intra cellulaire, laquelle
permet de réduire
jusqu'à environ 50% (p/p) la masse de boues générées après déshydratation
mécanique
des boues. Les meilleurs rendements de ce système (champs électriques pulsés)
sont
obtenus en imposant de fortes énergies d'environ 100 J/mL ou encore 400
kWh/tbs pour
des boues initiales ayant une concentration en solides totaux de 6%. Ladite
méthode de
traitement des boues issue de l'application canadienne CA 2,382,357 peut
permettre
d'améliorer la siccité des boues, mais demeure inefficace pour l'élimination
des odeurs
nauséabondes.
[0008] Le brevet canadien CA 2,511,091 décrit un procédé électrochimique
de
conditionnement et stabilisation des boues d'épuration municipales et
industrielles. Ledit
procédé comporte les étapes d'acidification, suivie d'une électrolyse dans une
cellule
comprenant des électrodes et dont l'anode est capable de générer in situ un
oxydant
bactéricide et ce, dans le but de générer des boues électrolysées avec une
déshydratabilité
et une stabilité plus grande que les boues d'épuration.
[0009] Le brevet canadien CA 1,334,658 décrit une cellule électrolytique
pour le
traitement des boues d'épuration, laquelle est équipée d'une multitude
d'électrodes planes
placées en parallèle (anodes et cathodes) et connectées individuellement au
générateur de
courant capable de délivrer une tension variant entre 1.5 et 20 V. Les
électrodes de fer
(anode) et d'acier inoxydable (cathode) sont disposées de telle sorte qu'une
anode soit
immédiatement suivie d'une cathode avec une distance inter électrode
relativement faible
(15 mm). Ce procédé peut induire la transformation des substances
particulaires
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hydrophiles (organiques et inorganiques) en substances hydrophobes, laquelle
peut
permettre d'améliorer la filtrabilité des biosolides lors de la filtration
mécanique.
[0010] Les procédés développés dans les documents de brevets canadiens CA
2,382,357 et CA 1,334,658 ne mentionnent pas la présence d'un oxydant
bactéricide dont
l'action pourrait se prolonger dans les boues à la sortie de l'électrolyseur
(effet rémanent).
L'effet rémanent de l'oxydant permettrait d'assurer une stabilité à plus ou
moins long terme
des boues traitées et déshydratées. En effet, dans la plupart des stations
d'épuration, les
boues déshydratées sont initialement empilées et stockées à la température
ambiante
avant toute disposition finale (enfouissement, épandage ou incinération). En
particulier,
dans la méthode du document de brevet canadien CA 2,382,357, même si les
cellules
bactériennes ont été physiologiquement perturbées par application d'un champ
électrique
pulsé, elles sont en revanche capables de se réactiver lorsqu'elles se
retrouvent dans un
environnement plus favorable (en l'absence notamment d'effet perturbateur:
champ
électrique). Une reviviscence bactérienne pourrait ainsi être observée lors de
la période de
stockage des boues et, par conséquent, entraîner des nuisances olfactives
induites par des
composés organiques et inorganiques malodorants.
RÉSUMÉ DE LA DIVULGATION
[0011] L'objet de la présente divulgation est de proposer une méthode de
traitement
électrochimique des boues d'épuration permettant d'éviter certains
désavantages des
procédés de l'art antérieur et/ou permettant d'améliorer au moins un des
aspects du
traitement.
[0012] Dans un autre aspect, la divulgation concerne un procédé de
conditionnement électrique (prétraitement de) d'une boue biologique. Le
procédé
comprend une soumission de la boue coulante à une tension électrique pulsée
produite par
au moins une paire d'électrodes, au moins une desdites électrodes étant mobile
et adaptée
pour effectuer une rotation autour d'un axe; et agitation de la boue par
rotation de ladite au
moins une électrode mobile. Ledit procédé peut permettre d'augmenter la
siccité de la
boue et ladite boue étant soumise à une pression d'environ 5 à environ 150
psi.
[0013] Dans un autre aspect, la divulgation concerne un procédé de
conditionnement électrique d'une boue biologique. Le procédé inclut une
soumission de la
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boue coulante à une tension électrique pulsée produite par au moins une paire
d'électrodes
disposées d'une façon substantiellement parallèle l'une par rapport à l'autre,
au moins une
desdites électrodes étant mobile et adaptée pour effectuer une rotation autour
d'un axe;
agitation de la boue par rotation de ladite au moins une électrode mobile,
ladite boue
coulante étant traitée et convoyée entre lesdites électrodes qui sont
disposées en chicane
et d'une façon substantiellement perpendiculaire par rapport au sens de
déplacement
global de la boue convoyée entre une entrée et une sortie dans un appareil.
Ledit procédé
peut permettre d'augmenter la siccité de la boue.
[0014] Dans un autre aspect, la divulgation concerne un appareil de
conditionnement électrique d'une boue biologique. L'appareil a une entrée et
une sortie; un
corps destiné à recevoir la boue à traiter et définissant un axe de rotation;
une entrée et
une sortie qui sont en communication d'écoulement fluide entre elles et avec
ledit corps; au
moins une électrode interne et au moins une électrode externe permettant de
traiter ladite
boue et disposées à l'intérieur dudit corps, lesdites électrodes étant
disposées d'une façon
substantiellement parallèle l'une par rapport à l'autre, au moins une desdites
électrodes
étant mobile et adaptée pour effectuer une rotation autour dudit axe de
rotation, lesdites
électrodes définissant entre elles au moins un espace destiné à recevoir la
boue à traiter;
et un moyen d'activation permettant d'induire un mouvement de rotation de
ladite au moins
une électrode mobile autour dudit axe afin d'agiter la boue dans ledit au
moins un espace
et convoyer ladite boue entre lesdites électrodes qui sont disposées en
chicane et d'une
façon perpendiculaire par rapport au sens de déplacement global de la boue qui
est
convoyée dans l'appareil entre ladite entrée et ladite sortie.
[0015] Il a été observé que de tels procédés de prétraitement ou
conditionnement et
appareils permettent d'obtenir des siccités plus grandes avec les presses
conventionnelles.
Si de tels procédés et appareils ne sont pas utilisés, les rendements des
presses
conventionnelles sont clairement inférieurs.
[0016] BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0017] Pour une meilleure compréhension des différents modes de
réalisations
décrits ici et pour démontrer plus clairement la manière dont ces différents
modes de
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réalisations peuvent être effectués, la référence sera faite, à titre
d'exemple, aux dessins
annexés, qui représentent au moins un exemple de mode de réalisation, dans
lequel :
[0018] La Figure 1 est une vue de la section transversale d'un appareil
de
conditionnement électrique, selon un mode de réalisation;
[0019] La Figure 2 est une vue de la section transversale d'un appareil
de
conditionnement électrique, selon un mode de réalisation;
[0020] La Figure 3 est une vue de la section transversale d'un appareil
de
conditionnement électrique, selon un mode de réalisation;
[0021] La Figure 4 est une vue de la section transversale d'un appareil
de
conditionnement électrique, selon un mode de réalisation;
[0022] La Figure 5 est une vue de la section transversale d'un appareil
de
conditionnement électrique, selon un mode de réalisation;
[0023] La Figure 6A est une vue de la section transversale d'un appareil
de
conditionnement électrique, selon un mode de réalisation;
[0024] La Figure 6B est une vue de la section transversale d'un appareil
de
conditionnement électrique, selon un mode de réalisation;
[0025] La Figure 7 est une vue de la section transversale d'un appareil
de
conditionnement électrique, selon un mode de réalisation;
[0026] La Figure 8 est une vue schématique de procédé de traitement de la
boue qui
comprenne le procédé de conditionnement électrique et le procédé de
déshydratation
conventionnel, selon un mode de réalisation;
[0027] La Figure 9 est une vue schématique de procédé de conditionnement
électrique de la boue, selon un mode de réalisation;
[0028] La Figure 10 est une vue schématique d'un système de
conditionnement
électrique de la boue comprenant deux appareils de conditionnement en
disposition
parallèle, selon un mode de réalisation;
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[0029] La Figure 11 est une vue schématique d'un système de
conditionnement
électrique de la boue comprenant deux appareils de conditionnement en
disposition série,
selon un mode de réalisation;
[0030] La Figure 12A est une vue schématique de la section transversale
d'une
électrode pleine, selon un mode de réalisation;
[0031] La Figure 12B est une vue schématique de la section transversale
d'une
électrode en forme d'une étoile, selon un mode de réalisation;
[0032] La Figure 12C est une vue schématique de la section transversale
d'une
électrode segmentée, selon un mode de réalisation;
[0033] La Figure 12D est une vue schématique de la section transversale
d'une
électrode concentrique, selon un mode de réalisation;
[0034] La Figure 12E est une vue schématique de la section transversale
d'une
autre électrode concentrique, selon un mode de réalisation;
[0035] La Figure 12F est une vue schématique de la section transversale
d'une
autre électrode concentrique, selon un mode de réalisation;
[0036] La Figure 13 est une vue de la section transversale d'un appareil
de
conditionnement électrique, selon un mode de réalisation;
[0037] La Figure 14 est une vue en grossissement d'une portion de
l'appareil de la
Figure 13;
[0038] La Figure 15 est une vue en grossissement d'une portion d'un
appareil qui est
une variante de l'appareil de la Figure 13;
[0039] La Figure 16 est une représentation schématique d'électrodes de
l'appareil
de la Figure 13; et
[0040] La Figure 17 est une représentation schématique d'électrodes de
l'appareil
de la Figure 13.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE LA DIVULGATION
[0041] Plusieurs modes de réalisation sont décrits dans la présente
demande, et
sont présentés à titre d'illustration seulement. Les modes de réalisation
décrits ne sont pas
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censés être limitatifs en aucune manière. La présente divulgation est
applicable à de
nombreux modes de réalisation, comme est évident dans la divulgation décrite
ci-dessous.
L'homme du métier reconnaîtra que la présente divulgation peut être mise en
pratique avec
des modifications et des changements sans s'éloigner des enseignements
divulgués. Bien
que des caractéristiques particulières de la présente divulgation peuvent être
décrits en se
référant à un ou plusieurs modes de réalisation ou illustrations particuliers,
il doit être
entendu que ces caractéristiques ne sont pas limitées à une utilisation dans
un ou
plusieurs modes de réalisation particuliers ou des illustrations faisant
référence auxquels
elles sont décrites.
[0042] Les termes un mode de réalisation , mode , modes de
réalisation ,
le mode de réalisation , les modes de réalisation , un ou plusieurs
modes de
réalisation , et certains modes de réalisation veulent signifier un ou
plusieurs (mais
pas tous) modes de réalisation de la présente divulgation(s) , sauf si
expressément
spécifié autrement.
[0043] Les termes incluant , comprenant et les variant de ceux-ci
veulent
signifier incluant, mais sans s'y limiter , sauf si expressément stipulé
autrement. Une
liste des éléments ne signifie pas qu'une quelconque ou tous les éléments sont
mutuellement exclusifs, sauf si expressément stipulé autrement. Les termes
un/une et
le/la signifient un ou plusieurs , sauf si expressément stipulé autrement.
[0044] En outre, bien que les étapes d'un processus, les étapes d'un
procédé, des
algorithmes ou semblables peuvent être décrits (dans la divulgation et/ou dans
les
revendications) dans un ordre séquentiel, de tels processus, procédés et
algorithmes
peuvent être configurés pour travailler dans un ordre alternatif. En outre,
toute séquence ou
ordre d'étapes qui peut être décrit n'indique pas nécessairement une exigence
que les
mesures soient effectuées dans cet ordre. Les étapes des procédés décrits ici
peuvent être
effectuées dans n'importe quel ordre qui est pratique. En outre, certaines
étapes peuvent
être réalisées simultanément.
[0045] Quand un seul appareil ou objet est décrit ici, il sera évident
que plus d'un
appareil/objet (qu'ils coopèrent ou non) peut être utilisé à la place d'un
seul appareil/objet.
De même, lorsque plus d'un appareil ou objet est décrit en ceci (qu'ils
coopèrent ou non), il
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sera évident qu'un seul appareil/objet peut être utilisé à la place du plus
d'un appareil ou
objet.
[0046] Il devrait être noté que les termes de degré tel que
substantiellement ,
environ et approximativement lorsqu'ils sont utilisés en ceci,
signifient une quantité
raisonnable de déviation du terme modifié, faisant en sorte que le résultat
final ne soit pas
significativement modifié. Ces termes de degré devraient être interprétés
comme incluant
une déviation du terme modifié si cet écart ne contredisait pas la
signification du terme qu'il
modifie.
[0047] En outre, la récitation de plages numériques par des points
d'extrémité en
ceci comprend tous les nombres et les fractions englobés dans cette plage (par
exemple, 1
à 5 comprend 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.90, 4 et 5). Il est également entendu que
tous les
nombres et les fractions de celles-ci sont supposés être modifiés par le terme
environ
qui signifie une variation jusqu'à une certaine quantité du numéro auquel
référence est faite
si le résultat final ne change pas de manière significative.
[0048] De plus, l'expression et/ou telle qu'utilisée en ceci,
signifie un ou
inclusif. Autrement dit, X et/ou Y , par exemple, veut signifier X ou Y ou
les deux, et X,
Y et/ou Z veut signifier X ou Y ou Z ou n'importe quelle combinaison
possible de ceux-ci.
[0049] La boue peut être soumise à une pression d'environ 5 à environ 150
psi.
[0050] La boue peut être soumise à une pression d'environ 1 à environ 5
psi.
[0051] Lesdites électrodes peuvent être disposées d'une manière
intercalée.
[0052] Lesdites électrodes peuvent être disposées d'une manière
intercalée ou elles
peuvent être disposées de façon à être concentrique et intercalées.
[0053] La tension électrique pulsée peut être produite par une pluralité
d'électrodes,
disposées d'une façon substantiellement parallèle l'une par rapport à l'autre,
au moins une
desdites électrodes étant mobile et adaptée pour effectuer une rotation autour
d'un axe.
[0054] La siccité de la boue avant conditionnement électrique peut être
d'environ 0 à
environ 8%.
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[0055] Le mouvement de rotation par rapport à l'axe de rotation assure un
contact
substantiellement constant de la boue avec les électrodes. La rotation des
électrodes peut
induire un traitement pulsé. La rotation des électrodes peut induire un
traitement pulsé
d'une fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation. La rotation des
électrodes peut
induire un traitement pulsé d'une fréquence proportionnelle à la vitesse
d'écoulement de la
boue. La rotation des électrodes peut induire un traitement pulsé d'une
fréquence
proportionnelle comprenant aussi (en plus) une agitation par la disposition
des cellules
d'électrodes en chicane.
[0056] Les étapes du procédé peuvent être répétées en série ou en
parallèles. Les
étapes du procédé peuvent être répétées avec la même tension dans chaque
procédé. Les
étapes du procédé peuvent être répétées avec la tension différente d'un
procédé de
traitement à l'autre.
[0057] La température de la boue peut être d'environ 5 C à environ 50 C.
[0058] La température de la boue peut être d'environ 50 C à environ 65 C.
[0059] Le gradient de voltage appliqué à la boue peut varier
approximativement
d'environ 500 à environ 50000 V/cm.
[0060] Le gradient de voltage appliqué à la boue peut varier
approximativement
d'environ 0 V/cm à environ 500 V/cm, d'environ 500 V/cm à environ 1000V/cm,
d'environ
1000 à 3000V/cm ou d'environ 3000V/cm à environ 50000 V/cm.
[0061] Dans au moins un mode de réalisation, l'intensité du courant
électrique peut
être maintenue le plus basse au cours du traitement.
[0062] La teneur en coliformes fécaux de la boue conditionnée peut être
d'environ
95 à environ 100 % inférieure à la teneur en coliformes fécaux de la boue à
traiter.
[0063] Une teneur en salmonelle de la boue conditionnée peut être d'au
moins
environ 40 % inférieure à la teneur en salmonelle de la boue à traiter.
[0064] La teneur en salmonelle de la boue conditionnée peut être
d'environ 60 à
environ 70 % inférieure à la teneur en salmonelle de la boue à traiter.
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[0065] Le courant appliqué à la boue peut être au moins un choisi d'une
tension
continue, une tension continue pulsée, une tension alternative, une tension
polaire et/ou
une tension bipolaire.
[0066] La tension appliquée à la boue peut être une tension alternative
d'environ
500 V à environ 1000 V. La tension appliquée à la boue peut être une tension
alternative
d'environ 1000 V à environ 3000 V. La tension appliquée à la boue peut être
une tension
alternative d'environ 3000 V à environ 50000 V. La tension pulsée polaire
appliquée à la
boue peut être de fréquence d'environ 10 Hz à environ 5000 Hz. La tension
pulsée
bipolaire appliquée à la boue peut être de fréquence d'environ 10 Hz à environ
5000 Hz.
[0067] La tension appliquée à la boue peut être une tension alternative
d'environ 0 à
environ 500 V ou d'environ 500 V à environ 1000 V. La tension appliquée à la
boue peut
être une tension alternative d'environ 1000 V à environ 3000 V. La tension
appliquée à la
boue peut être une tension alternative d'environ 3000 V à environ 50000 V. La
tension
pulsée polaire appliquée à la boue peut être de fréquence d'environ 1 à
environ 10 Hz ou
d'environ 10 Hz à environ 5000 Hz. La tension pulsée bipolaire appliquée à la
boue peut
être de fréquence d'environ 1 à environ 10 Hz ou d'environ 10 Hz à environ
5000 Hz.
[0068] Par exemple, la boue biologique peut être soumise à une tension
électrique
pulsée ayant une durée de pulse d'environ 10 à environ 50 ps, d'environ 5 à
environ 100
ps, d'environ 1 à environ 150 ps, d'environ 1 à environ 10 ps, d'environ 1 à
environ 25 ps,
d'environ 0.1 à environ 200 ps.
[0069] Le procédé de conditionnement peut être suivi par une étape de
déshydratation ou d'extraction de ladite boue.
[0070] Le procédé de conditionnement peut être suivi par une étape de
déshydratation de ladite boue effectuée par le biais d'une presse rotative.
[0071] Le procédé de conditionnement peut être suivi par une étape de
déshydratation de ladite boue effectuée par le biais d'une presse rotative,
d'une presse à
bande, d'une centrifugeuse ou tout autre équipement
d'extraction/déshydratation
mécanique.
[0072] Par exemple, la boue biologique peut être sous forme d'un produit
pâteux.
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[0073] Par exemple, la boue biologique peut être un produit alimentaire.
[0074] Par exemple, la boue biologique peut être un produit alimentaire
extrait ou
obtenu d'un fruit (comme par exemple la canneberge, la pomme, bleuet, fraise,
sureau,
camerise, framboise ... etc).
[0075] Par exemple, la boue biologique peut être un produit alimentaire
extrait ou
obtenu d'un légume (comme par exemple tomate, betterave, carotte ... etc)
[0076] Au moins une électrode interne peut être intercalée et disposée en
parallèle
avec ladite au moins une électrode externe.
[0077] L'appareil peut comprendre une pluralité des électrodes internes
et une
pluralité des électrodes externes disposées d'une façon substantiellement
parallèle l'une
par rapport à l'autre, au moins une de desdites pluralité des électrodes
internes étant
mobiles et adaptées pour effectuer une rotation autour dudit axe de rotation,
lesdites
pluralité des électrodes internes et pluralité des électrodes externes
définissant entre elles
au moins un espace destiné à recevoir la boue à traiter.
[0078] L'entrée et la sortie pour la boue peuvent être adjacentes.
[0079] Le moyen d'activation peut induire à la boue un mouvement de
rotation dans
un sens prédéterminé de l'entrée de la boue à la sortie de la boue
conditionnée.
[0080] Les paires d'électrodes peuvent être démontables.
[0081] Les électrodes peuvent être inertes pour l'environnement.
[0082] Les électrodes peuvent comprendre un matériau choisi parmi l'acier
inoxydable, titane, ou un matériau recouvert d'un coating de platine,
palladium, ILiridium ou
de ruthénium.
[0083] Les électrodes peuvent être recouvertes d'un coating d'Ebonex,
palladium,
platine et/ou de matériel de grade alimentaire.
[0084] Les électrodes peuvent être faites du matériel choisi parmi
l'acier inoxydable,
titane ou de tout autre matériel avec un coating d'Ébonex, palladium et
platine.
[0085] Au moins une électrode peut être faite de céramique conductrice.
[0086] Les électrodes inertes peuvent être enrobées d'un coating.
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[0087] Le coating peut être fait de céramique.
[0088] Le coating peut être fait de céramique ou d'un coating isolant.
[0089] La tension appliquée à la boue peut être une tension alternative
d'environ 500
V à environ 1000 V. La tension appliquée à la boue peut être une tension
alternative
d'environ 1000 V à environ 3000 V. La tension appliquée à la boue peut être
une tension
alternative d'environ 3000 V à environ 50000 V. La tension appliquée à la boue
peut être
une tension continue pulsée de fréquence d'environ 10 à environ 5000 Hz. La
tension
appliquée à la boue peut être une tension alternative de fréquence d'environ
10 à environ
5000 Hz.
[0090] La tension appliquée à la boue peut être une tension alternative
d'environ 0 V
à environ 500 V ou d'environ 500 V à environ 1000V. La tension appliquée à la
boue peut
être une tension alternative d'environ 1000 V à environ 3000 V. La tension
appliquée à la
boue peut être une tension alternative d'environ 3000 V à environ 50000 V. La
tension
appliquée à la boue peut être une tension continue pulsée de fréquence
d'environ 1 à
environ 10 Hz ou d'environ 10Hz à environ 5000 Hz. La tension appliquée à la
boue peut
être une tension alternative de fréquence d'environ 1 à environ 10 Hz ou
d'environ 10 Hz à
environ 5000 Hz.
[0091] L'entrée et la sortie de la boue peuvent être de même côté de
l'appareil.
L'entrée et la sortie de la boue peuvent être de côtés opposés.
[0092] La vitesse de rotation peut être d'environ 0 à environ 100
rotations/minute.
[0093] La vitesse de rotation peut être d'environ 100 à environ 1800
rotations/m mute.
[0094] Le branchement électrique des paires d'électrodes peut être un
branchement
en parallèle ou en série.
[0095] Chaque paire des électrodes peut être un ensemble composé d'une
électrode
interne et une électrode externe.
[0096] Chaque paire des électrodes peut être un ensemble composé d'une
électrode
interne et une électrode externe, d'un couple d'électrodes internes et d'un
couple
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d'électrodes externes. Le couple d'électrodes peut être composé d'une, de
deux, de trois
ou plus d'électrodes sous forme d'anneaux concentriques.
[0097] Une électrode interne peut être capable de mouvement de rotation.
[0098] Les surfaces internes d'appareil peuvent être lisses pour
minimiser
l'accumulation des solides.
[0099] L'appareil peut être fait des matériaux certifiés FDA.
[00100] Rapport de surface des électrodes peut être d'environ 1 ou plus.
[00101] Rapport de surface des électrodes peut être d'environ 1.
[00102] L'espace entre les électrodes peut être d'environ 0.2 cm à environ
20 cm.
[00103] Chaque paire d'électrodes peut être composée d'une entretoise
isolante
externe, une électrode externe, une entretoise interne, une électrode interne,
un arbre
commun supporte les électrodes internes pour la connexion électrique et/ou
pour le
mouvement de rotation.
[00104] Dans au moins un mode de réalisation, le courant peut être le plus
bas au
cours du traitement.
[00105] L'alimentation électrique des électrodes peut être au moins une
alimentation
électrique alternative, pulsée alternative, pulsée polaire, pulsée bipolaire,
carrée et
continue.
[00106] La fréquence de l'alimentation électrique des électrodes peut être
fixe.
[00107] La fréquence de l'alimentation électrique des électrodes peut être
variable.
[00108] L'appareil peut être branché électriquement à travers un bornier
externe.
[00109] Dans au moins un mode de réalisation, seule la partie active des
électrodes
peut être en contact avec la boue biologique
[00110] Dans au moins un mode de réalisation, toutes les parties
métalliques du
module, sauf électrodes, peuvent être reliées à la mise à la terre pour
sécuriser le système.
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[001 1 1] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil tel que décrit
dans la
présente divulgation peut être utilisé pour le conditionnement électrique des
boues
biologiques.
[00112] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil tel que décrit
dans la
présente divulgation peut être utilisé pour le conditionnement électrique des
produits
alimentaires pour augmenter la performance d'extraction des liquides.
[00113] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil tel que décrit
dans la
présente divulgation peut être utilisé pour le conditionnement électrique
destiné à
l'éclatement/perméabilisation des vésicules pour l'extraction des huiles et
essences
naturelles et d'autres matières biologiques.
[00114] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil tel que décrit
dans la
présente divulgation peut être utilisé pour l'abattement d'au moins un type
des bactéries,
des champignons, des virus, ou d'helminthes.
[00115] Dans au moins un mode de réalisation, un système peut inclure au
moins
deux appareils installés en parallèle.
[00116] Dans au moins un mode de réalisation, un système peut inclure au
moins
deux appareils installés en série.
[00117] Dans au moins un mode de réalisation, un système peut inclure au
moins
deux appareils installés à la verticale.
[00118] Dans au moins un mode de réalisation, un système peut inclure au
moins
deux appareils installés à l'horizontale.
[00119] Dans au moins un mode de réalisation, un système peut inclure au
moins un
appareil tel que décrit dans la présente divulgation et une presse rotative.
[00120] Dans au moins un mode de réalisation, un système peut inclure au
moins
deux appareils tel que décrit dans la présente divulgation, dans lequel un
branchement
électrique d'au moins deux appareils peut être un branchement électrique en
parallèle ou
en série.
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[00121] Dans au moins un mode de réalisation, un procédé de traitement
d'une boue
peut inclure le procédé de conditionnement comme décrit ici, suivi par une
étape
d'extraction de ladite boue par un procédé de pressage mécanique ou par
centrifugation.
[00122] La boue coulante peut être soumisse à une tension électrique
pulsée.
[00123] La boue coulante peut être soumisse à un courant électrique pulsé.
[00124] Une section transversale d'un exemple d'un appareil de
conditionnement 100
d'une boue biologique, selon au moins un mode de réalisation, est illustrée
dans la Figure
1. L'appareil possède une entrée 101 et une sortie 102, un corps 104
définissant un axe de
rotation 108, ainsi qu'une paire des électrodes, soit au moins une électrode
interne 110 et
au moins une électrode externe 112.
[00125] Les électrodes internes 110 et les électrodes externes 112 sont
disposées
d'une façon substantiellement parallèle l'une par rapport à l'autre comme
illustré dans la
Figure 1. Les électrodes internes 110 et les électrodes externes 112 peuvent
aussi être
disposées en chicane.
[00126] Les électrodes internes 110 et les électrodes externes 112
définissent entre
elles un espace 120 ou plusieurs espaces 120 destinées à recevoir la boue à
traiter.
[00127] Dans au moins un mode de réalisation, les électrodes internes 110
peuvent
être mobiles. Dans ces modes de réalisation, les électrodes 110 sont adaptées
pour
effectuer une rotation autour de l'axe de rotation 108. Par exemple,
l'électrode externe 112
peut être fixe, tandis que l'électrode interne 110 peut être mobile et adaptée
pour effecteur
une rotation autour l'axe de rotation 108, comme illustré avec la flèche 109
dans la Figure
1.
[00128] L'appareil 100 possède aussi un moyen d'activation qui permet
d'induire un
mouvement de rotation 109 de l'électrode mobile 110 autour l'axe 108, afin
d'agiter la boue
dans l'espace 120. Par exemple, un moteur électrique 130 peut induire un
mouvement de
rotation 109 de l'électrode mobile 110 autour l'axe 108.
[00129] L'agitation de la boue peut être effectuée par rotation d'une ou
plusieurs
électrodes mobiles 110. La boue coulante peut être traitée et convoyée entre
les électrodes
qui sont disposées en chicane et d'une façon perpendiculaire par rapport au
sens de
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déplacement global de la boue convoyée entre une entrée 101 et une sortie 102
dans un
appareil 100. Par exemple, un sens de déplacement global de la boue peut être
substantiellement perpendiculaire aux électrodes 110 et 112. Non seulement
cette
disposition des électrodes par rapport à la boue augmente la surface de la
boue exposée
aux électrodes, mais elle augmente aussi le brassage qui permet l'exposition
homogène
aux champs électriques.
[00130] Dans au moins un mode de réalisation, la boue à traiter peut être
insérée à
l'entrée 101 et la boue conditionnée peut sortir de l'appareil 100 à la sortie
102. La direction
de déplacement de la boue est démontrée avec les flèches 126 et 128.
[00131] Par exemple, l'entrée 101 et la sortie 102 de la boue peuvent être
adjacentes
et se situer de même côté, comme par exemple, dans l'appareil 700 dans la
Figure 7. Dans
un autre exemple, comme dans l'appareil 100 dans la Figure 1, l'entrée 101 et
la sortie 102
pour la boue peuvent être dans les côtés opposés de l'appareil 100.
[00132] Par exemple, la boue peut être soumise à une pression d'environ
1psi à
environ 5 psi, d'environ 5 psi à environ 150 psi, d'environ 5 psi à environ
110 psi, d'environ
psi à environ 100 psi ou d'environ 5 psi à environ 90 psi.
[00133] Dans au moins un mode de réalisation, au moins une électrode
interne 110
peut être intercalée et disposée en parallèle avec au moins une électrode
externe 112.
[00134] Une section transversale d'un appareil de conditionnement 200
selon au
moins un mode de réalisation est illustrée dans la Figure 2. L'appareil 200
comporte une
pluralité des électrodes internes 210 et une pluralité des électrodes externes
212
disposées d'une façon substantiellement parallèle l'une par rapport à l'autre.
Dans au
moins un mode de réalisation, les électrodes internes 210 sont mobiles. Les
électrodes
internes 210 sont adaptées pour effectuer une rotation autour de l'axe de
rotation 209. Les
électrodes internes 210 et les électrodes externes 212 définissent entre elles
des espaces
220 destinés à recevoir la boue à traiter.
[00135] Comme illustré dans la Figure 2, les électrodes internes 210
peuvent être
intercalées et disposées en parallèle avec les électrodes externes 212.
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[00136] L'appareil de conditionnement 300 est illustré dans la Figure 3,
selon au
moins un mode de réalisation. L'appareil 300 comporte une pluralité des
électrodes
internes 310 et une pluralité des électrodes externes 312 disposées d'une
façon
substantiellement parallèle l'une par rapport à l'autre. Dans au moins un mode
de
réalisation, les électrodes internes 310 sont mobiles. Les électrodes internes
310 sont
adaptées pour effectuer une rotation autour de l'axe de rotation 308. Les
électrodes
internes 310 et les électrodes externes 312 définissent entre elles au moins
un espace
destiné à recevoir la boue à traiter. Dans la Figure 3, les électrodes
internes 310 sont
intercalées et disposées en parallèle avec les électrodes externes 312.
[00137] Dans les différents modes de réalisation, les électrodes internes
110, 210,
310 et les électrodes externes 112, 212, 312 peuvent avoir des formes
sinusoïdales, semi-
oblongues, carrées ou autres. Par exemple, comme il est illustré dans la
Figure 2, les
électrodes internes 210 et les électrodes externes 212 peuvent avoir une forme
semi-
oblongue. Les électrodes internes 310 et les électrodes externes 312 peuvent
également
avoir une forme carrée (comme illustré dans la Figure 3).
[00138] Une section transversale d'un appareil de conditionnement 400,
selon au
moins un mode de réalisation, qui est similaire à l'appareil 100, est
illustrée dans la Figure
4. L'appareil de conditionnement 400 ne comporte aucun moyen d'activation et
donc n'a
pas un mouvement de rotation d'une ou plusieurs électrodes.
[00139] Une section transversale d'un appareil de conditionnement 500,
selon au
moins un mode de réalisation, qui est similaire à l'appareil 300, est
illustrée dans la Figure
5. L'appareil de conditionnement 500 ne comporte aucun moyen d'activation et
donc n'a
pas un mouvement de rotation d'une ou plusieurs électrodes.
[00140] Dans au moins un mode de réalisation, les électrodes internes
(110, 210,
310) et/ou les électrodes externes (112, 212, 312) peuvent être démontables.
[00141] Dans au moins un mode de réalisation, les électrodes internes
(110, 210,
310) et/ou les électrodes externes (112, 212, 312) peuvent être inertes pour
l'environnement.
[00142] Par exemple, les électrodes internes (110, 210, 310) et/ou les
électrodes
externes (112, 212, 312) peuvent contenir un matériel choisi parmi l'acier
inoxydable, titane
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ou de tout autre matériel avec un coating (une couche protectrice ou enrobage)
de platine,
de palladium, d'iridium ou de ruthénium ou d'un coating isolant. Par exemple,
les
électrodes (les électrodes internes (110, 210, 310) et/ou les électrodes
externes (112, 212,
312)) peuvent être recouvertes d'un coating d'Ebonex (Ti407), palladium,
platine et/ou de
matériel de grade alimentaire.
[00143] Par exemple, les deux électrodes (les électrodes internes (110,
210, 310)
et/ou les électrodes externes (112, 212, 312)) peuvent être enrobées d'un
coating
conducteur ou isolant. Par exemple, le coating peut être fait de céramique
conductrice ou
isolante.
[00144] Les électrodes internes (110, 210, 310) et/ou les électrodes
externes (112,
212, 312) peuvent être inertes et peuvent être enrobées d'un coating
conducteur ou isolant.
Par exemple, le coating peut être fait de céramique conductrice ou isolante.
[00145] Les électrodes internes (110, 210, 310) peuvent avoir différentes
formes et
plus particulièrement différentes formes de la section transversale.
[00146] Différents exemples des sections transversales d'une électrode
interne ou
d'une électrode externe sont présentés dans les Figures 12A, 12B, 12C, 12D,
12E et 12F.
Dans chacune des Figures 12A, 12B, 12C, 12D, 12E et 12F, la partie continue
représente
une partie disque (métallique) de l'électrode, à l'exception d'une partie
circulaire du milieu.
Des parties discontinues du disque (espaces entre les parties métalliques)
peuvent être
remplies d'isolant (non illustré).
[00147] La Figure 12A est une vue de la section transversale d'une
électrode interne
pleine 1200a, selon un mode de réalisation. La Figure 12B est une vue de la
section
transversale d'une électrode interne en forme d'une étoile 1200b, selon un
mode de
réalisation. La Figure 12C est une vue de la section transversale d'une
électrode interne
segmentée 1200c, selon un mode de réalisation.
[00148] La Figure 12D est une vue de la section transversale d'une
électrode interne
concentrique 1200d, selon un mode de réalisation. La Figure 12E est une vue de
la section
transversale d'un autre type d'une électrode interne concentrique 1200e, selon
un mode de
réalisation. La Figure 12F est une vue de la section transversale d'une autre
électrode
interne concentrique 1200f, selon un mode de réalisation.
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[00149] Les Figures 6A et 6B sont des vues des sections transversales des
appareils
600A et 600B, selon au moins deux modes de réalisation. L'électrode interne
610a de
l'appareil 600A peut posséder une option de rotation. Par exemple, la densité
des champs
électriques dans les appareils 600A et 600B peut être différente.
La Figure 7 est une vue de la section transversale d'un appareil 700, selon un
mode de
réalisation. L'appareil 700 peut aussi avoir une option de rotation de
l'électrode interne 710.
Des bornes électriques 730 et 732 sont couplées à l'électrode interne 710 et à
l'électrode
externe 712, respectivement. Les champs électriques 760 se produisent quand la
tension
est appliquée aux électrodes 710 et 712. L'ajustement de la distance entre les
électrodes
710 et 712 peut être est assuré par un mécanisme d'ajustement de la distance
766. Par
exemple, l'ajustement de la distance pour le modèle mono-étage peut servir à
modifier les
paramètres de traitement tel que voltage/cm, la puissance de traitement,
vitesse
d'écoulement etc.
[00150] L'appareil 700 possède un corps qui peut recevoir la boue à
traiter et
définissant un axe de rotation; une entrée 101 et une sortie 102 qui sont en
communication
d'écoulement fluide entre elles et avec ledit corps; au moins une électrode
interne 710 et
au moins une électrode externe 712 permettant de traiter la boue et disposées
à l'intérieur
du corps. Les électrodes peuvent être disposées d'une façon substantiellement
parallèle
l'une par rapport à l'autre, au moins une des électrodes peut être mobile et
adaptée pour
effecteur une rotation autour dudit axe de rotation. Les électrodes 710 et 712
définissent
aussi entre elles au moins un espace destiné à recevoir la boue à traiter.
L'appareil 700
peut aussi avoir un moyen d'activation permettant d'induire un mouvement de
rotation
d'une électrode mobile 710 autour de l'axe afin d'agiter la boue dans l'espace
entre les
électrodes 710 et 712 et convoyer la boue entre les électrodes.
[00151] Dans au moins un mode de réalisation, les surfaces internes
d'appareil
peuvent être lisses pour minimiser l'accumulation des solides.
[00152] Dans au moins un mode de réalisation, un procédé de
conditionnement d'une
boue est constitué d'une étape de soumission de la boue coulante à une tension
électrique
pulsée et/ou courant électrique pulsé. Ce courant électrique pulsé est produit
par au moins
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une paire d'électrodes. Au moins une desdites électrodes est mobile et adaptée
pour
effectuer une rotation autour d'un axe 108.
[00153] Le procédé de conditionnement est constitué en autre d'une étape
d'agitation
de la boue par rotation de l'électrode mobile ou les électrodes mobiles.
[00154] Dans au moins une mode de réalisation, le procédé de
conditionnement
permet d'augmenter la déshydratabilité de la boue (augmentation de la
siccité).
[00155] Dans au moins un mode de réalisation, un procédé de
conditionnement d'une
boue est constitué d'une étape de soumission de la boue à un courant/tension
électrique
pulsé. Ce courant/tension est produit par au moins une paire d'électrodes,
disposées
d'une façon substantiellement parallèle l'une par rapport à l'autre ou, d'un
couple
d'électrodes internes et d'un couple d'électrodes externes. Le couple
d'électrodes peut être
composé d'une, de deux, de trois ou plusieurs électrodes sous forme d'anneaux
concentriques.
[00156] Au moins une des électrodes peut être amovible, mobile et être
adaptée pour
effectuer une rotation autour d'un axe 108.
[00157] Le procédé de conditionnement électrique est constitué entre autre
d'une
étape d'agitation de la boue par rotation de l'électrode mobile ou de la
pluralité des
électrodes mobiles.
[00158] Par exemple, la boue peut être coulante, c.-à-d. elle peut couler
de l'entrée
101 à la sortie 102 de l'appareil. La boue coulante peut être traitée et
convoyée entre les
électrodes internes et externes selon un sens de déplacement global de la boue
convoyée
entre une entrée et une sortie dans un appareil qui peut être
substantiellement
perpendiculaire auxdites électrodes.
[00159] Dans au moins un mode de réalisation, les électrodes internes et
les
électrodes externes sont disposées en chicane. Par exemple, les électrodes
internes et les
électrodes externes peuvent être disposées d'une manière intercalée.
[00160] Le courant électrique pulsé peut être produit par une pluralité
d'électrodes
comprenant une pluralité des anodes et une pluralité des cathodes.
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[00161] Dans au moins un mode de réalisation, la boue avant
conditionnement peut
être un produit pompable, par exemple la siccité de la boue avant
conditionnement
électrique peut être d'environ 0 à environ 8%. Le procédé de conditionnement
électrique
comme décrit ici peut permettre d'augmenter la siccité de la boue. Par
exemple, le
procédé de conditionnement peut augmenter la déshydratabilité de la boue dans
les
équipements en aval (presse à bande, presse à vis, presse rotative,
centrifugeuse etc.)
d'environ 2 % à environ 10% de siccité dépendamment du type de boue traitée.
[00162] Dans au moins un mode de réalisation, le procédé de
conditionnement
électrique comme discuté ici peut être suivi par une étape de déshydratation
ou
d'extraction de la boue. Par exemple, le procédé de conditionnement électrique
peut
également être suivi par une étape de déshydratation de la boue effectuée par
le bais
d'une presse conventionnelle (rotative, à bandes, presse à vis,
centrifugeuse).
[00163] La Figure 8 est une vue schématique de procédé de traitement de la
boue qui
comprenne le procédé de conditionnement 900 comme discuté ici et le procédé
conventionnel de déshydratation 820, selon un mode de réalisation. La Figure 9
est une
vue schématique de procédé de conditionnement 900 de la boue, représentant le
détail du
flux de la boue et de la disposition des électrodes dans les différents
appareils de
conditionnement (module). Le procédé de conditionnement 900 peut être utilisé
comme un
prétraitement avant le procédé conventionnel de déshydratation 820.
[00164] Par exemple, la siccité typique de la boue peut être d'environ 0 à
environ 8%
au départ. Sans utilisation des procédés de conditionnement, comme discuté
ici, et en
utilisant uniquement une presse conventionnelle, la siccité peut augmenter à
environ 15-
18% après le traitement par la presse conventionnelle qui soumet la boue à un
procédé de
déshydratation.
[00165] Par exemple, la boue conditionnée avec le procédé de
conditionnement, tel
que discuté dans la présente description, et traité par conséquent par le
procédé
conventionnel de déshydratation (p. ex. par la presse rotative), peut avoir
une siccité
augmentée. La siccité de la boue traitée comme ceci peut devenir, par exemple,
approximativement d'environ 25 % à environ 30%.
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[00166] Dans au moins un mode de réalisation, la boue dans l'espace 120
est
soumise à une tension électrique pulsée et/ou à un courant électrique pulsé.
La tension
électrique est appliquée aux bornes électriques 130 et 132, couplées de façon
opérationnelle aux électrodes internes et externes 110 et 112, respectivement.
[00167] Dans au moins un mode de réalisation, la tension appliquée à la
boue peut
être une tension pulsée de basse tension, moyenne tension, ou haute tension.
Par
exemple, la basse tension peut être d'environ 0 à environ 500 V, d'environ 500
V à environ
1000 V, d'environ 600 V à environ 900 V ou d'environ 700 V à environ 800 V.
Par
exemple, la moyenne tension peut être d'environ 1000 V à environ 3000 V ou
d'environ
1500 V à environ 2500 V. Par exemple, la haute tension peut être d'environ
3000 V à
environ 50000 V, d'environ 4000 V à environ 30000 V ou d'environ 10000 V à
environ
20000 V.
[00168] Dans au moins un mode de réalisation, la tension pulsée appliquée
à la boue
peut être de basse fréquence. Par exemple, la fréquence de la tension
appliquée à la boue
peut être d'environ 1 à environ 10 Hz, d'environ 10 à environ 5000 Hz,
d'environ 100 à
environ 4000 Hz ou d'environ 2000 à environ 4000 Hz.
[00169] Dans au moins un mode de réalisation, la tension appliquée à la
boue peut
être une tension pulsée bipolaire ou polaire.
[00170] Dans au moins un mode de réalisation, le gradient de voltage
appliqué à la
boue peut varier approximativement d'environ 0 à environ 500 V/cm, d'environ
500 à
environ 50000 V/cm, d'environ 1000 à environ 40000 V/cm, d'environ 5000 à
environ
30000 V/cm ou d'environ 10000 à environ 20000 V/cm.
[00171] Pour éviter la surchauffe du module et/ou la dégradation des
produits
biologiques, l'intensité du courant électrique appliqué à la boue peut être
maintenue la plus
basse au cours du traitement.
[00172] Par exemple, le courant peut être proportionnel à la conductivité
du produit à
conditionner, aux dimensions du module, à la tension appliquée. Par exemple,
si le courant
est trop élevé, il peut causer une élévation de la température par effet de
joule
(indésirable), c'est pour cela, qu'on parle de gradient de voltage (kV/cm).
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[00173] Dans au moins un mode de réalisation, le courant appliqué à la
boue peut
être un courant continu, un courant continu pulsé, un courant alternatif, un
courant polaire
et/ou un courant bipolaire. Par exemple, le courant appliqué à la boue peut
être une
combinaison de ces types de courants.
[00174] L'alimentation électrique des électrodes peut être de différents
types. Par
exemple, l'alimentation électrique des électrodes peut être alternatif, pulsé
alternatif, pulsé
polaire, pulsée bipolaire, carré et/ou continu. Dans au moins un mode de
réalisation, la
fréquence de l'alimentation électrique des électrodes peut être fixe ou
variable.
[00175] Dans au moins un mode de réalisation, le branchement électrique
des paires
d'électrodes peut être un branchement en parallèle et/ou en série.
[00176] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil de
conditionnement (100,
200, 300, 400, 500) peut être fait des matériaux certifiés FDA. L'appareil 100
fait de
matériaux certifiés FDA peut être utilisé pour les produits alimentaires.
[00177] Dans au moins un mode de réalisation, le rapport de surface des
électrodes
internes aux électrodes externes peut être environ 1. La distance entre les
électrodes
internes et les électrodes externes et donc la largeur de l'espace (120, 220
ou 320) destiné
à recevoir la boue à traiter peut être, par exemple, d'environ 0.2 cm à
environ 20 cm.
[00178] Dans au moins un mode de réalisation, chaque paire des électrodes
peut être
un ensemble composé d'une électrode interne et une électrode externe.
[00179] Dans au moins un mode de réalisation, chaque paire des électrodes
peut être
un ensemble composé d'une électrode interne et une électrode externe, d'un
couple
d'électrodes internes et d'un couple d'électrodes externes. Le couple
d'électrodes peut être
composé d'une, de deux, de trois ou plus d'électrodes sous forme d'anneaux
concentriques.
[00180] Dans au moins un mode de réalisation, chaque paire d'électrodes
peut être
composée d'une entretoise isolante externe, une électrode externe, une
entretoise interne,
une électrode interne, et un arbre commun qui peut supporter les électrodes
internes pour
la connexion électrique et/ou pour le mouvement de rotation.
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[00181] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil de
conditionnement (100,
200, 300, 400, 500) peut être branché électriquement à travers d'un bornier
externe. Par
exemple, toutes les parties métalliques du module, sauf électrodes, peuvent
être reliées à
la mise à la terre pour sécuriser le système.
[00182] Par exemple, dans l'appareil de conditionnement (100, 200, 300,
400, 500),
seule la partie active des électrodes peut être en contact avec la boue.
[00183] Dans au moins un mode de réalisation, au moins une des électrodes
peut
être capable de mouvement de rotation. Par exemple, la vitesse de rotation
d'au moins une
des électrodes autour de l'axe de rotation (108, 208, 308, 408, 508) peut être
d'environ 0 à
environ 100 rotations/minute. Par exemple, un régime laminaire peut être
atteint avec la
vitesse de rotation en ce diapason.
[00184] Par exemple, la vitesse de rotation d'au moins une des électrodes
autour de
l'axe de rotation 108 peut être d'environ 0 à environ 1800 rotations/minute ou
d'environ 100
à environ 1800 rotations/minute. Par exemple, un régime turbulent peut être
atteint avec la
vitesse de rotation en ce diapason.
[00185] Dans au moins un mode de réalisation, le mouvement de rotation 109
par
rapport à l'axe de rotation (108, 208, 308, 408, 508) assure un contact
substantiellement
constant de la boue avec l'anode et la cathode.
[00186] Dans au moins un mode de réalisation, la rotation des électrodes
peut induire
un traitement pulsé à la boue à une fréquence proportionnelle à la vitesse
d'écoulement.
Par exemple, la rotation des électrodes peut induire un traitement pulsé d'une
fréquence
proportionnelle à la vitesse de rotation d'une des électrodes. Par exemple, la
rotation des
électrodes peut induire un traitement pulsé d'une fréquence proportionnelle à
la vitesse
d'écoulement de la boue. La rotation des électrodes peut également induire un
traitement
pulsé d'une fréquence proportionnelle comprenant aussi (en plus) une agitation
par la
disposition des cellules d'électrodes en chicane.
[00187] Dans au moins un mode de réalisation, les étapes du procédé
peuvent être
répétées en série. Les étapes du procédé peuvent être répétées avec la même
tension
dans chaque procédé ou avec la tension différente d'un procédé de traitement à
l'autre.
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[00188] Dans au moins un mode de réalisation, la température de la boue
peut être
d'environ 5 C à environ 50 C. Dans au moins un mode de réalisation, la
température de la
boue peut être d'environ 5 C à environ 80 C.
[00189] L'appareil de conditionnement (100, 200, 300, 400, 500) comme
discuté dans
la présente description, peut être utilisé dans différentes applications où la
siccite pour le
conditionnement des boues biologiques pour augmenter la performance de
déshydratation,
pour le conditionnement des produits alimentaires pour augmenter la
performance
d'extraction des liquides,
[00190] L'appareil de conditionnement (100, 200, 300, 400, 500) comme
discuté dans
la présente description peut être utilisé dans différentes applications pour
l'éclatement/perméabilisation des vésicules végétales, algues/microalgues,
pour l'extraction
des jus, huiles et essences naturelles et produits neutraceutiques,
pharmaceutiques.
[00191] L'appareil de conditionnement (100, 200, 300, 400, 500) peut être
utilisé
également pour abattement d'au moins un type des bactéries, des champignons,
des virus,
ou d'helminthes.
[00192] Le fluide intracellulaire des bactéries et produits biologiques
peut être libéré
par l'application de l'électricité. L'application de l'électricité à la boue
biologique et/ou aux
produits biologiques peut augmenter les performances
d'extraction/déshydratation des
équipements conventionnels. Par exemple, le taux de liquide libre peut être
augmenté. Par
conséquent, le compactage des boues et la réduction de volume peuvent devenir
plus
faciles. Le compactage des boues biologiques et des produits biologiques lors
de la
déshydratation peuvent augmenter. Par conséquent, le taux d'extraction des
liquides des
produits biologiques peut augmenter. La viscosité de la boue peut être réduite
et la
résistance de filtrabilité peut diminuer. Par exemple, le procédé de
conditionnement peut
améliorer la séparation solide/liquide lors de la déshydratation de la boue.
La résistance
mécanique de la boue et la viscosité peuvent également diminuer. Le procédé de
conditionnement peut donc augmenter la siccité de la boue.
[00193] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil (100, 200, 300,
400, 500) et
le procédé de conditionnement discutés en ceci peuvent permettre d'augmenter
la siccité
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des boues à la sortie des équipements de déshydratation conventionnels en
conditionnant
électriquement les boues biologiques.
[00194] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil (100, 200, 300,
400, 500) et
le procédé de conditionnement discutés en ceci peuvent permettre d'augmenter
le
rendement des extracteurs des liquides (par exemple, jus, huiles essentielles,
essences,
bio-ingrédients, etc.) en conditionnant électriquement les produits
biologiques.
[00195] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil (100, 200, 300,
400, 500) et
le procédé de conditionnement discutés en ceci peuvent aider à désinfecter les
solides et
les liquides des boues biologiques et produits biologiques. Dans au moins un
mode de
réalisation, l'appareil et le procédé de conditionnement comme discutés en
ceci peuvent
permettre de prendre en charge des boues liquides biologiques pour augmenter
les
performances de déshydratation.
[00196] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil (100, 200, 300,
400, 500) et
le procédé de conditionnement discuté en ceci peuvent être utilisés pour
l'extraction des
bio-ingrédients, des huiles et essences naturelles.
[00197] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil (100, 200, 300,
400, 500) et
le procédé de conditionnement discutés en ceci peuvent être utilisés pour la
désinfection
par application de l'électricité aussi bien des boues secondaire et primaire
que celle des
produits biologiques de procédé. Par exemple, le conditionnement électrique et
le
conditionnement électro-déshydratation peuvent être combinés.
[00198] Dans au moins un mode de réalisation, la teneur en coliformes
fécaux de la
boue conditionnée peut être d'environ 95 % à environ 100 % inférieure à la
teneur en
coliformes fécaux de la boue à traiter.
[00199] Dans au moins un mode de réalisation, une teneur en salmonelle de
la boue
conditionnée peut être d'au moins environ 40 % inférieure à la teneur en
salmonelle de la
boue à traiter.
[00200] Dans au moins un mode de réalisation, la teneur en salmonelle de
la boue
conditionnée peut être d'environ 60 à environ 70 % inférieure à la teneur en
salmonelle de
la boue à traiter.
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[00201] Dans au moins un mode de réalisation, l'appareil de
conditionnement (100,
200, 300, 400, 500), comme discuté dans la présente description, peut faire
partie d'un
système de conditionnement comprenant deux ou plusieurs appareils de
conditionnement.
Par exemple, les appareils de conditionnement dans tel système de
conditionnement
peuvent être installés en parallèle et/ou en série. Par exemple, les appareils
de
conditionnement dans tel système de conditionnement peuvent être installés en
verticale
et/ou en horizontale.
[00202] Dans au moins un mode de réalisation, le système de
conditionnement peut
avoir au moins un appareil de conditionnement, comme discuté ci-haut, et une
presse
rotative. Par exemple, la presse peut être une presse rotative ou une autre
presse qui est
destinée à déshydrater la boue ou un autre produit biologique.
[00203] Dans au moins un mode de réalisation, le système de
conditionnement peut
avoir au moins deux appareils de conditionnement. Dans un tel système, le
branchement
électrique des modules peut être un branchement électrique en parallèle ou en
série.
[00204] La Figure 10 est une vue schématique d'un système 1000 de
conditionnement de la boue comprenant deux appareils de conditionnement 1050
et 1052
en disposition parallèle, selon un mode de réalisation. Le système 1000
possède une
entrée 1001 et une sortie 1002 pour la boue.
[00205] La Figure 11 est une vue schématique d'un système 1100 de
conditionnement de la boue comprenant deux appareils 1150 et 1152 de
conditionnement
en disposition série, selon un mode de réalisation. Le système 1100 possède
une entrée
1101 et une sortie 1102 pour la boue.
[00206] Le conditionnement selon le procédé discuté peut être en batch ou
en
continu. Le conditionnement de la boue peut être un traitement combiné de
conditionnement électrique et de pression. Le conditionnement peut également
être une
combinaison de conditionnement électrique et magnétique.
[00207] La présente divulgation peut comprendre un équipement comportant
un ou
plusieurs compartiments/étages de conditionnement électrique des boues
biologiques. La
Figure 13 représente un appareil 1300 qui comprend une entrée 1310 et une
sortie 1312.
Les supports pour électrodes 1314 et 1315 supportent les électrodes El, E2, E3
et El 1,
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E21 et E31. Ces électrodes sont sous formes d'anneaux concentriques (voir
aussi les
Figures 16 et 17). Le support 1315 peut optionnellement être couplé à un moyen
permettant d'effectuer une rotation. Les parois isolantes 1316, 1318 et 1320
complètent le
reste des murs de la chambre 1321 de traitement de l'appareil. Le produit
inséré sera donc
traité à l'endroit 1322 entre les électrodes. La Figure 14 montre une vue en
agrandissement des électrodes de l'appareil de la Figure 13. Le champ
électrique généré
par les électrodes est ainsi représenté. La Figure 15 quant à elle représente
une autre
variante de l'appareil de la Figure 13 dans laquelle deux électrodes ont été
omises.
[00208] EXEMPLES
[00209] Tableau 1 - Traitement de boues municipales
SICCITÉ DE LA BOUE SICCITÉ DE LA BOUE
SICCITÉ DE
PRESSÉE (NON PRESSÉE (PRÉALABLEMENT
LA BOUE
ORIGINE DE LA BOUE CONDITIONNÉE) CONDITIONNÉE)
LIQUIDE (O/o)
(`)/0) (`)/0)
BOUE MUNICIPALE
1.00 8.38 13.67
1
BOUE MUNICIPALE
0.57 10.80 14.27
2
BOUE MUNICIPALE
2.00 11.98 29.48
3
BOUE MUNICIPALE
2.20 11.70 27.54
4
BOUE MUNICIPALE
0.67 19.00 22.85
BOUE MUNICIPALE
1.08 12.93 18.42
6
BOUE MUNICIPALE
1.22 15.26 19.56
7
[00210] Tableau 1. La siccité de la boue initiale (1 ère colonne), de la
boue pressée
seulement (2e colonne) (aucun procédé de conditionnement étant appliqué) et de
la boue
conditionnée selon un des procédés de conditionnement de la présente
divulgation et
pressée (3e colonne). Le Tableau 1 représente des résultats d'essais
d'application des
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champs pulsés à des boues municipales dans le but d'améliorer le rendement
d'extraction
en liquide (augmenter la siccité). Les boues ont été soumises à une intensité
variant entre
1000 et 11000 V/cm, une fréquence de 500 Hz à 1000 Hz et une durée de pulse de
1 à 20
ps. Les essais ont été effectués en mode continu.
[00211] Le Tableau 1 démontre que la siccité de la boue peut être
augmentée
considérablement en utilisant le procédé de conditionnement de la présente
divulgation.
Lorsqu'utilisé à titre de prétraitement qui précède une étape de
déshydratation effectuée
par le biais d'une presse conventionnelle. Il a été démontré par les valeurs
du Tableau 1
que le procédé de conditionnement pourrait permettre d'atteindre une siccité
d'environ
30%. Sans le conditionnement, les valeurs observées étaient d'environ 19% ou
moins. Il a
été démontré que le procédé de conditionnement permet d'obtenir une
amélioration
d'environ 3.5% à environ 17.5% par rapport aux valeurs de siccité obtenues
quand un tel
conditionnement n'est pas effectué.
Tableau 2 - Extraction de jus de fruit
PRODUIT BIOLOGIQUE MASSE INITIALE LIQUIDE EXTRAIT GAIN EN EXTRACTION
(g) (g) (`)/0)
FRUIT BRUT
100 72.66 0
NON TRAITÉ
FRUIT TRAITE 1 100 78.24 7
FRUIT TRAITE 2 100 78.93 8
FRUIT TRAITE 3 100 80.55 10
[00212] Le Tableau 2 représente résultats d'essais d'application des
champs pulsés à
des bleuets dans le but d'améliorer le rendement d'extraction en jus. Les
bleuets ont été
soumis à une intensité variant entre 1000 et 4000 V/cm, une fréquence de 500
Hz à 1000
Hz et une durée de pulse de 10 à 50 ps. Les essais ont été effectués en mode
continu.
[00213] Références :
[00214] EPA (1987) Dewatering Municipal Wastewater sludges, Design Manual
U.S
Environmental Protection Agency, EPA/65/1-87/014, Cincinnati, 193 p.
[00215] Randall, C.W; Turpin, J.K.; King, P.H (1971) Activated sludge
dewatering:
Factors affecting Drainability, J. Water Pollut. Control Fed., vol. 43, n 1,
p. 102 ¨ 122.
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WO 2017/205969 PCT/CA2017/050653
[00216] Genco, J.M; Carbonello, J.J (1980) Dewatering secondary sludge ¨ a
pilot
plant study, Tappi, 63 (6): 99¨ 102.
[00217] Erikson, L; Alm, B. (1991) Study of flocculation mechanisms by
observing
effects of a complexing agent on activated sludge properties, Water Sci.
Technol., vol.4,
n 7, p. 21 ¨ 28
[00218] Bruus, J.H; Nielsen, P.H; Keinding, K. (1992) On the stability of
activated
sludge flocs with implications to dewatering, Water res., vol. 26, n 12, p.
1597¨ 1604.
[00219] Sanin, F.D; Vesilind, P.A (1994) Effect of centrifugation on the
removal of
extracellular polymers and physical properties of activated sludge, Water Sci.
technol., vol.
30, n 8, p. 117 ¨ 127.
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