Brevet FR2119808A1 — publié le 19720811

On a déjâ proposé de traiter les ordures ménagères en les broyant et en les comprimant de façon à former des blocs qui peuvent être enrobés ou emballés dans des emballages étanches ou non. Le but de ce traitement est de transformer les ordures en blocs aussi stables que possible susceptibles d'être stockés en carriè- re, immergés ou éventuellement & re-utilisés comme éléments de remblais ou de construction. On avait également proposé de récupérer les liquides s'écoulant lors de la compression, ces liquides constituant des résidus ou pouvant être utilisés comme engrais. Des études effectuées sur ces procédés de compression des engrais ont toutefois montré qu'ils présentaient de multiples inconvénients. Tout d'abord, les ordures étant hétérogènes, les blocs obtenus ont des dimensions ou des taux de compression variables, ce qui nuit à leur utilisation ultérieure. Le simple écoulement du liquide lors de la compression laisse subsister dans la masse comprimés une quantité notable de matières entraînables par l'eau qui sont essentiellement fermentescibles.D'autre part les compressions limitées appliquées au bloc d'ordures lorsque 1' on désire obtenir des blocs de dimensions uniformes réduisent la densité de ceux-ci malgré la présence dans la masse d'eau et de matières lourdes entranables par l'eau et ne permettent pas d1 obtenir une destruction mécanique des cellules des bactéries et autres microorganismes laquelle est possible par une compression élevée suivie d'une détente brusque. Enfin les enrobages et emballages n'empéchent pas la fermentation et n'assurent qu'une résistance mécanique insuffisante du bloc terminé de sorte qu'une fraction importante de ceux-ci est sujette à une fissuration de 1' enrobage suivie d'une explosion du bloc. On a également proposé de se débarrasser des ordures en les incinérant ou en les transformant en compost. L'incinération se heurte au fait que les ordures sont très riches en eau et en matières ininflammables et que d'autre part ces ordures sont très volumineuses. L'incinérateur doit donc avoir des dimensions importantes avec des systèmes de grilles complexes pour faire progresser le matériau qui est d'abord soumis à un séchage lequel entra- ne une consommation importante de colories. En outre l'utilisation d'un tel combustible manque de souplesse de sorte que le rendement énergetique est très faible. Les composts présentent l'inconvénient de contenir de plus en plus de matières non fermentescibles inutiles comme engrais, qui présentent par contre un certain pouvoir calorifique. Le procédé objet de la présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus exposés. I1 est caractérisé en ce que les ordures broyées et homogénéisées sont humidifiées et soumises A une compression de l'ordre de 300 3 500 bars avec la masse en cours de compression traversée par des sondes d'éva- cuation des liquides. On a constaté de façon étonriante qu'en humidifiant îa masse de façon homogène avant compression et en facilitant l'éva- cuation des liquides, on extrayait de la masse des ordures une fraction beaucoup plus importante de matières organiques fermentescibles susceptibles d'être détruites par les bactéries. I1 en résulte que l'on obtient d'une part des boues susceptibles d'être enrichies par les procédés connus qui constituent un engrais beaucoup plus riche et plus facilement utilisable que le compost classique, d'autre part, une partie sèche inerte, peu sujette à la fermentation et inodore dans laquelle les bactéries et microorganismes sont pratiquement détruits et qui de plus présente une élasticité mécanique négligeable.Du fait de ses caractéristiques la masse sèche comprimée peut être soit stockée, broyée et agglomérée avec un liant pour donner naissance, sous une compression réduite, à des blocs de dimensions définies présentan une résistance mécanique élevée,soit utilisée comme combustible pulvérisé dans un incinérateur. Lorsque la masse sèche est agglomérée pour constituer des blocs, le liant est de préférence constitué par du silicate de soude durci au C02. Le durcissement au C02 peut être obtenu par injection de gaz ou mieux par adjonction au liant de ciment dégageant du C02 pendant sa prise. L'installation pour la mise en oeuvre du procédé comporte une fosse de stockage, un dispositif de mélange et d'homogénéisa- tion des ordures, un bac d'immersion, un dispositif de broyage et une presse comportant des sondes d'évacuation des liquides tramer sant la chambre de compression. Selon un mode de réalisation préférentiel l'installation comporte une presse double avec un transporteur amenant les or du res préalablement mélangées et homogénéisées à un broyeur double répartissant celles-ci vers deux trémies de charge, le carter fixe du broyeur du type à lames disposées en hélice formant bac dtim- mersion pour l'humidification des ordures, les trémies de charge étant placées au-dessus de deux chambres de compression disposées de part et d'autre d'un vérin central, la partie supérieure de chaque chambre de compression étant fermée par une porte basculante gavant les ordures dans la dite chambre, le fond de la chambre comportant des orifices pour le passage de sondes d'évacuation des liquides et la paroi inférieure de la chambre comprenant un clapet basculant pour l'évacuation du bloc comprimé, les pistons agissant dans les dites chambres étant solidaires chacun de la tige opposée du piston du vérin central à double effet. On peut contr8ler la séparation des matières sèches et en conséquence la composition des boues en adoptant des sondes présentant des orifices de diamètres différents. On peut ainsi soit obtenir des matières sèches presque totalement débarrassées des matières putréfiables, ce qui est essentiel lorsque ces matières sèches doivent être transformées en blocs, soit des boues ne comportant pas de matières imputréfiables donc finalement un compost riche, la partie putréfiable restant dansles matières; sèchesneprés- sentant que peu d'inconvénients lorsque les matières sèches sont utilisées comme combustible. L'invention sera décrite plus en détail ci-après sous forme d'un mode de réalisation d'une installation de compression des ordures ménagères conforme à l'invention avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: Fig. 1 est une vue d'ensemble en coupe longitudinale de l'installation de compression; Fig. 2 est une vue de détail i plus grande échelle du broyeur de droite de la figure 1; Fig. 3 est une vue de détail à plus grande échelle d'une trémie de charge et de sa chambre de compression; Fig. 4 est une vue en coupe par 1V-I V de figure 3. L'installation comporte un tapis transporteur 1 qui approvisionne l'installation avec les ordures reprises dans une fosse de stockage et convenablement mélangées et homogénéisées. Les ordures sont de préférence débarrassées des parties métalliques et des matériaux très durs de trop grosses dimensions. A la partie supérieure du transporteur les ordures tombent dans un concasseur constitué par deux cylindres à nervures 2 tournant en sens inverses. Les ordures concassées tombant du concasseur 2 sont dirigées par un volet oscillant 3 vers l'un ou l'autre des broyeurs. Ces deux broyeurs sont constitués (figure 2) par deux arbres 4 entra- nés par un moteur hydraulique central 5 et portés à leur extré~ mité libre par un palier 6 solidaire du carter 7 de ia machine. Chaque arbre 4 porte des ailettes de broyage 8 disposées en hélice pour faire progresser les ordures dans le broyeur. Chaque arbre 4 est entouré par un carter cylindrique 9 portant les ailettes fixes de broyage 10. Aux deux extrémités de ce carter 9 sont fixées des tôles Il qui ferment le secteur inférieur du carter cylindrique pour réaliser un bac d'humidification des ordures. Le carter cylindrique 9 du broyeur est monté mobile dans le carter de la machine, selon la direction axiale du broyeur, ce déplacement étant commandé par un vérin 12. Cette possibilité de déplacement permet de rapprocher ou d'écarter les ailettes fixes des ailettes mobiles pour obtenir un broyage plus fin ou laisser passer des corps étrangers susceptibles de bloquer le broyeur. Les ordures broyées et humidifiées sortant du broyeur tombent dans une trémie 13. La paroi d'extrémité de cette trémie comporte une porte basculante 14. Cette porte est constituée par un bâti 15 monté à rotation autour d'un axe 16 et entrainé par un moteur hydraulique 17. Le bâti 15 porte une paroi en secteur cylindrique 18 et une plaque de fermeture 19 entre le bord de la paroi en secteur cylindrique 18 et l'axe 16. Dans la position ouverte (représentée à gauche dans la figure 1) la plaque 19 ferme la paroi d'extrémité de la trémie 13, l'étanchéité à sa partie supérieure étant assurée par un volet 20 articulé sur la surface interne de la paroi latérale de la trémie, la base de la trémie étant alors en communication avec la chambre de compression qui sera décrite ci-après. Dans la position fermée (représentée à droite dans la figure 1), la plaque 19 a tourné pour venir fermer le fond de la trémie, 11 étanchéité étant assurée par un coin d'étanchéité 21 repoussé contre le bord en coin de la plaque 19 par des ressorts 22. La porte est bloquée en position par engagement d'un verrou 23 commandé par un vérin 24 dans le perçage d'une ferrure 25 portée par le bati 15.L'étanchéité sur les bords latéraux de la plaque 19 est réalisée également par des barres en coin 26 portées par cette plaque (figure 4) et sollicitées à ltécartement par des ressorts 27 de manière à coopérer avec des bords inclinés 28 de l'orifice en fond de trémie. Les chambres de compression 29 sont réalisées en dessous de l'orifice en fond de trémie. Leur face supérieure est constituée au moins partiellement par la plaque 19 de la porte basculante en position fermée. La partie de leur face inférieure au voisin nage du fond est également constituée par une porte basculante comportant un bAti 30 monté à rotation autour d'un axe 31 et en traSné par un moteur hydraulique 32. Le bâti 30 porte une plaque 33 à bord chanfreiné qui vient coopérer avec le bord chanfreiné de la paroi inférieure fixe 34 de la chambre de compression. Cette porte basculante est verrouillée en position de fermeture par un verrou 35 commandé par un vérin 36 et venant s'engager dans un perçage d'une ferrure 37 solidaire du bâti 30. Dans chacune des chambres 29 se déplace un piston 38 poussé par la tige 39 du piston 40 d'un vérin double effet 41.- Le cylindre de ce vérin 41 est monté au centre entre les deux chambres de compression. La paroi de fond de chaque chambre -29 comporte des orifices 42 (quatre dans l'exemple représenté aux figures 3 et 4) qui se prolongent par des manchons d'étanchéité 43 à l'extérieur de la chambre. Dans ces manchons sont montées coulissantes des sondes 44 constituées par des tubes perforés. Ces sondes peuvent être enfoncées dans la chambre 29 ou extraites de celle-ci par des vérins 45. L'extrémité des sondes est reliée par des tubes 46 qui conduisent à une chambre à vide (non représentée).Sous les portes basculantes 30 sont montés des tapis transporteurs 47 qui transportent les blocs comprimés sur un tapis transporteur central 48 qui les évacue. Le corps 41 du vérin est monté sur le bâti de la presse par deux tourillons 49, ce qui permet après désaccouplement des pistons de faire tourner- le cylindre du vérin pour en faciliter la réparation. L'installation fonctionne de la façon exposée ci-après, certains détails du fonctionnement ayant déjà été décrits ci-dessus. Les ordures mélangées, triées et homogénéisées passent dans le concasseur 2 qui détruit les corps durs tels que bouteilles, morceaux de pierre, etc. Le flux d'ordures est dirigé-par le volet 3 vers le broyeur dans lequel elles sont hachées et humidifiées puis elles tombent dans la trémie 13 dont la porte 14 est fermée, la plaque 19 fermant la chambre de compression, le piston 38 de la chambre de compression 29 se trouvant sous la trémie est ramené en arrière par le vérin 41, la porte 30 est relevée par le moteur hydraulique 32 pour fermer la paroi inférieure de la:chambre de compression et elle est verrouillée en position de fermeture par le verrou 35-enfoncé dans le perçage de la ferrure -37 par le vérin 36.A ce moment le vérin 24 retire le verrou 23 de la ferrure 25 et le moteur 17 fait pivoter la porte basculante 14 en même temps que le volet 3 bascule pour diriger les ordures vers l'autre trié~ mie. La paroi supérieure de la chambre de compression 29 se trouvant ouverte les ordures tombent dans cette chambre. Le moteur hydraulique 17 entraine alors la porte 14 dans le sens inverse, ce qui force les ordures se trouvant dans la trémie dans la dite chambre. Lorsque la plaque 19 a fermé la paroi de la chambre de compression, la porte 14 est verrouillée en position par le verrou 25. Les sondes 44 sont enfoncées par les vérins 45 dans la masse d'ordures remplissant la chambre et les canalisations 46 sont mises sous vide. A ce moment le vérin 41 est alimenté pour enfoncer le piston 38 dans la chambre 29. Les sondes 44 qui reculent au fur et à mesure de l'avance du piston 38 extraient une boue liquide dont le volume peut atteindre jusqu'à 50% du volume initial des ordures chargées. En fin de course du vérin la compression atteint 500 bars et un bloc de matières sèches se trouve comprimé dans la chambre au-dessus de la porte basculante 30. Celle-ci est déverrouillée, le vérin 36 assurant le retrait du verrou 35 et elle est basculée par le moteur hydraulique 32 pour laisser tomber le bloc de matières sèches sur le transporteur 47 qui l'amène au transporteur 48 qui ltévacue. Les matières sèches obtenues constituent un produit pratiquement inerte présentant en vrac une densité supérieure à 1. Les blocs de matières sèches obtenus ont été désagrégés et mélangés avec, selon la qualité recherchée pour le bloc final,de 4 à 20S en-poids de silicate de soude de module 2 et de concentration 45S et un pourcentage en poids de ciment inférieur au pourcentage en poids du silicate mais d'autant plus élevé que l'on recherche une prise plus rapide. Le mélange a été ensuite moulé sous une pression de 20 bars pour obtenir des blocs à la forme définitive. La matière sèche n'étant pratiquement plus compressible, on peut donner aux blocs des dimensions précises et stables. Le ciment assure un dégagement de C02 qui donne une prise rapide du silicate de soude. Les blocs obtenus présentent, après durcissement, une résistance mécanique variable avec la quantité du liant mais en 2 général comprise entre 10 et 24 kg/cm2 et une densité d'environ 1,1. Il est à noter que si une fermentation se produisait dans les blocs, elle donnerait naissance à du C02 qui accrortrait le durcissement du silicate lequel empêcherait le développement de la fermentation. Les blocs peuvent être revêtus d'une légère couche d'enduit plastique ou enrobés dans de l'asphalte. Les boues obtenues sont constituées par des matières très rapidement consommables par les bactéries qu'elles contiennent. La fermentation est rapide et donne un engrais extrêmement riche contrairement aux composts dans lesquels les bactéries ont à détruire les matières sèches. Dans un autre cas le bloc de matières sèches obtenu à la sortie de la presse a été désagrégé et le produit pulvérulent a été injecté par un courant d'air dans la chambre de combustion d'un incinérateur où il a brûlé comme un poussier de charbon. Le mode de réalisation ci-dessus décrit à titre d'exemple est susceptible de recevoir de nombreuses modifications sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Un procédé de traitement des ordures ménagères caractérisé en ce que les ordures broyées et homogénéisées sont humidifiées et soumises à une compression de l'ordre de 300 à 500 bars avec la masse en cours de compression traversée par des sondes d'évacuation des liquides. 2.- Un procédé de traitement des ordures ménagères selon la revendication 1 caractérisé en ce que les matières sèches obtenues en fin de compression sont mélangées avec un liant et moulées sous une pression de 20 bars. 3.- Un procédé de traitement des ordures ménagères selon la revendication 2 caractérisé en ce que le liant est constitué par du silicate de soude durci au C02. 4.- Un procédé de traitement des ordures ménagères selon la revendication 3 caractérisé en ce que le durcissement du silicate est assuré par adjonction de ciment au mélange de matières sèches et de silicate. 5.- Un procédé de traitement des ordures ménagères selon la revendication 1 caractérisé en ce que les liquides sont transformés en engrais par fermentation bactérienne. 6.- Un procédé de traitement des ordures ménagères selon la revendication 1 caractérisé en ce que les matières sèches obtenues en fin de compression sont pulvérisées et utilisées comme combustible. 7.- Une installation pour le traitement des ordures ménagères par le procédé selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte une fosse de stockage, un dispositif de mélange et d'homogénéisation des ordures, un bac d'immersion, un dispositif de broyage et une presse comportant des sondes d'évacuation des liquides traversant la chambre de compression. 8.- Une installation pour la compression des ordures ménagères selon la revendication 7 caractérisée en ce qu'elle comporte une presse double avec un transporteur amenant les ordures préalablement mélangées et homogénéisées à un broyeur double répartis- sant celles-ci vers deux trémies de charge, le carter fixe du broyeur du type à lames disposées en hélice formant bac d'immer- sion pour l'humidification des ordures, les trémies de charge étant placées auZdessus de deux chambres de compression disposées de part et d'autre d'un vérin central, la partie supérieure de chaque chambre de compression étant fermée par une porte basculante gavant les ordures dans la dite chambre, le fond de la chambre comportant des orifices pour le passage de sondes d'évacuation des liquides et la paroi inférieure de la chambre comprenant un clapet basculant pour l'évacuation du bloc comprimé, les pistons agissant dans les dites chambres étant solidaires chacun de la tige opposée du piston du vérin central à double effet. 9.- Une installation pour la compression des ordures ménagères selon la revendication 8 caractérisée en ce que le carter fixe du broyeur portant les lames fixes est mobile selon la direction axiale du broyeur. 10.- Une installation pour la compression des ordures ménagères selon la revendication 8 caractérisée en ce que le cylindre du vérin est monté dans le bâti de la presse par deux tourillons permettant sa rotation de 90 autour de laxe vertical.