Brevet FR2162604A1 — publié le 19730720

L'invention concerne l'amélioration du procédé pour l'utilisation intégrale des déchets solides des collectivités par séparation des matières premières qui y sont contenues en plusieurs groupes de matières et par leur préparation ou leur traitement séparé conformément à la description donnée dans le Brevet allemand NO 2.061.574. Conformément à ce procédé, il est prévu, entre autres, d'exécuter le triage des déchets en des groupes de telle sorte que les matières de nature principalement organique sont broyées, séchées puis réduites en granulés et le produit granuleux résultant est employé comme engrais pour l'agriculture. Un second groupe de déchets, à savoir celui des objets en matières synthétiques, est pareillement soumis d'abord à une opération de broyage, puis à une opération de préparation aboutissant à la plastification ou à la liquéfaction des déchets de ce groupe, les matières synthétiques qui ne peuvent plus être régénérées thermiquement, c'est-à-dire essentiellement les matières thermodurcissables, ayant leur utilité dans le produit final à nouveau solidifié comme charge. L'utilisation des déchets en verre ne sera pas expliquée en détails, car la technique offre suffisamment d'exemples d'une telle utilisation. Ce procédé fondamental représente une contribution importante aux efforts entrepris pour maitriser judicieusement les quantités toujours croissantes d'ordures. On va résumer maintenant, en quelques mots et pour faire le point sur l'état actuel de la technique connue, les principaux procédés connus d'élimination des déchets des collec tivités à l'état solide. 1. L'élimination des déchets de collectivités à l'état solide par déport ordonné ou non. Cette solution, uniquement esthétique, du problème ne résoud pas les problèmes de plus en plus importants de la protection des sites et comporte les risques de formation de grands incendies de terrils à la surface ou de feux couvant sous terre, d'apparition d'odeurs fortement incommodantes, de développement d'insectes nuisibles difficiles à combattre dans ces terrils, et de pollution des eaux souterraines. 2. L'élimination des déchets solides des collectivités par transformation en compost avec bralag oes résidus et dépit des résidus non combustibles. Ce procédé implique certes une idée d'utilisation partielle des déchets. Mais, étant donné que les parties des déchets des collectivités non transformables en compost représentent actuellement un pourcentage en poids pouvant atteindre 25 %, qui peut-être abaissé à 15 % environ par séparation du verre à la main et par séparation magnétique d'objets contenant du fer, il reste un pourcentage relativement élevé de matières à déposer ou à brûler. En outre, l'effet du triage préalable qui est insignifiant est que la matière soumise à l'opération de transformation en compost contient une grande proportion de matières organiques difficiles à décomposer, telles que la cellulose, l'hémicellulose et la lignine, ainsi que des composants minéraux et synthétiques indécomposables, de sorte que les produits en question sont peu demandés et que le produit de leur vente est mauvais. Le procédé de transformation en compost proprement dit représente une imitation de la décomposition naturelle permanente des détritus organiques par action des organismes du sol. Ce procédé étant exécuté dans les installations techniques des usines de transformation en compost existant actuellement, mais hors de la terre ou en l'absence de ses propriétés spécifiques, il en résulte que la terre ne reçoit qu'un compost trop mur. Le but de la transformation en compost, c'est-à-dire la stérilisation des déchets des collectivités broyés, est atteint, certes, grace à la température propre résultant de l'opération de transformation en compost, mais l'on n'obtient plus la propriété prévue de bonification des terres car le compost brut a déjà été minéralisé en grande partie au cours de cette opéra tison. 3 L'élimination des déchets des collectivités à l'état solide par combustion et dépôt des résidus non combustibles, le fer étant extrait par triage des scories pour être exploité et les scories elles-mêmes étant employées en partie comme matériaux de complément dans l'industrie de la construction. Il faut voir les avantages de ce procédé dans une réduction importante du volume et dans la possibilité d'utili sation,de la chaleur dégagée. Les inconvenients résident dans la grande proportion de cendres (de 20 à 25 % en poids) qui, déposées, représentent un danger, dont on ne peut pas saisir toute l'ampleur, vis-àvis des eaux souterraines, à cause de leurs constituants solubles dans l'eau, tels que des chlorures, des sulfates, des carbonates et des bicarbonates. En outre, les dépenses faites pour la combustion des déchets et pour l'épuration des gaz dégagés, dont la quantité moyenne produite lors de la combustion d'une tonne d'ordures est de 12 500 m3, sont importantes. Ce qui précède représente tout ce qu'il y a à dire sur l'état actuel de la technique connue. L'amélioration du procédé décrit au début pose le problème supplémentaire de la recherche d'un traitement des matières organiques sous forme de grains ou de morceaux tel que leur décomposition biologique ne soit pas possible quand elles sont ensachées, c'est-à-dire qu'elles conservent intégralement leur qualité d'engrais, et, en outre, celui de la recherche judicieuse d'une utilisation directe, dans le cadre de l'exécution du procédé connu, du verre pris isolément ou en combinaison avec d'autres groupes de déchets formés par triage. Ce problème est résolu, conformément à l'invention en ce que les matières principalement organique s sont stabilisées soit par un traitement thermique préalable connu, c'est-à-dire un séchage par de l'air chaud à 1000C environ et une réduction correspondante du poids de la matière broyée de 50 % environ par extraction d'eau, soit directement après leur triage et leur broyage, c'est-à-dire leur réduction résultante en morceaux ou en grains, par réduction, à une température de 140 à 1800C, de leur teneur en eau à une valeur résiduelle stabilisée de 8 à 10 % en poids environ, et en ce que le verre obtenu par triage est ajouté, comme charge supplémentaire, à l'état de morceaux ou de poudres et suivant une proportion dosée, aux déchets de matières synthétiques, ou bien en ce que le verre broyé est fritté sous forme expansée après addition d'agents dévitrifiants. Le traitement des matières solides en majorité organiques est exécuté de préférence dans un sécheur à couche turbulente à plusieurs chambres. L'argile pulvérisée et le kaolin, par exemple, se sont avérés etre des agents dévitrifiants. Gr ce à ce perfectionnement du procédé connu, on obtient, d'une part, que les déchets triés du groupe de nature principalement organique, traités selon les principes exposés dans la publication citée, et qui sont employés comme engrais sous leur forme granulaire, sont aptes à être entreposés sans altération pendant une période illimitée après leur ensachage, de telle sorte que le processus biologique véritable ne se déroule qu'après l'introduction de la substance stabilisée dans le sol à enrichir. Ceci est d'une grande importance étant donné les possibilités d'emploi de ce produit en agriculture qui sont souvent limitées du fait des saisons. D'autre part, l'emploi direct des déchets de verre, dans la préparation d'un produit de mélange, à partir des déchets de matières synthétiques, est d'un grand intérêt, étant donné que ces déchets de verre constituent un moyen précieux pour agir sur les propriétés physiques du produit sous forme de mélange de matières synthétiques, abstraction faite des économies sur les frais de transport et de triage ultérieur nécessaire en fonction de la qualité des produits. Ces propriétés physiques sont déterminées essentiellement, en ce qui concerne la résistance à la traction et la résistance à la flexion ou la combinaison de ces deux résistances, par les matières synthétiques qui ne sont plus influençables thermiquement, c'est-à-dire par le comportement des matières thermodurcissables. La poudre de verre est le facteur prépondérant agissant sur la dureté et, le cas échéant, sur les propriétés superficielles. En outre, par adaptation de la granulométrie du verre broyé, c'est-à-dire par le choix d'une série de mailles de tamis préalablement déterminées, on peut également agir sur les propriétés du mélange de matières synthétiques et on peut aboutir finalement à une interversion des teneurs des composants. I1 en résulte des mélanges pâteux semblables au mastic ou à l'asphalte coulé et dont l'emploi comme masses de remplissage ou comme pièces de moules est possible. En outre, il faut retenir qu'un effet indirect important de l'addition de verre aux produits de mélange de matières synthétiques réside dans le fait que le verre constituant joue le rôle d'un conducteur de la chaleur, ce qui a pour conséquence au moins d'atténuer le risque de rupture des matières synthétiques constituantes à faible résistance à l'échauffement. Evidemment, le verre expansé est également un matériau de construction auxiliaire intéressant, indépendamment de ce procédé. L'alternative indiquée au début de la description de l'invention dans l'énoncé du procédé, en ce qui concerne le traitement des matières en majeure partie organiques, implique que l'on envisage l'éventualité de la suppression de l'opération du procédé consistant dans la réduction de 50 % du poids de la matière broyée par séchage, dans les cas où les propriétés spécifiques des déchets des collectivités et'les conditions imposées en ce qui concerne les appareils ou les machines le permettent. Une telle manière de faire évite des réductions possibles de la température du produit qui peuvent se produire lors de son transfert à un second poste où le produit doit être chauffé davantage. On va préciser ci-après davantage le perfectionnement apporté, selon l'invention, au procédé de la publication précitée, par des exemples d'application. Exemple 1 : Les matières organique s broyées séparées par triage et provenant du premier poste de traitement thermique adjacent sont amenées à une machine de division en grains dans des conditions qui préservent autant que possible leur température et la valeur de leur teneur en eau. La matière granulaire est transférée à un sécheur à plusieurs chambres où elle est séchée à des températures comprises entre 140 et 1800C jusqu'à l'abaissement de sa teneur en eau à une valeur résiduelle de 8 à 10 % en poids. Le résultat de ce procédé est un produit stabilisé fluide et entreposable. Exemple 2 : Les matières organiques séparées par triage sont amenées, comme dans l'exemple 1, à une machine pour la division en grains, et le produit intermédiaire est amené à un sécheur à plusieurs chambres pour y être séché à des températures comprises entre 140 et 1800C jusqu'à l'abaissement de sa teneur en eau à une valeur résiduelle de 8 à 10 % en poids. Le résultat de ce procédé est pareillement un produit stabilisé fluide et entreposable. Exemple 3 : Les produits en matières synthétiques séparés par le triage sont constitués en moyenne par 90 % de matières thermoplastiques et par 10 % de matière thermodurcis sables. En se basant sur cette composition partielle, la formule complète de mélange suivante s'est avérée praticable Matière synthétique thermoplastique liquéfiée ) 90 % en Matière synthétique thermodurcissable en morceaux 1-4 mm poids Poudre de verre moins de 0,09 mm 10 % en poids I1 en résulte un produit de mélange qui présente, après refroidissement, une élasticité encore bonne malgré une certaine dureté superficielle et qui est propre à constituer en particulier des pièces intercalées, par exemple pour la fixation de machines émettant des balourds ou de ce genre. Exemple 4 : Les conditions mentionnées dans l'exemple 3 en ce qui concerne la composition partielle sont valables également dans l'exemple présent. On prépare le mélange ayant la composition suivante Matière synthétique thermoplastique liquéfiée 1 mm3 75 % en Matière synthétique thermodurcissable en morceaux 1-4 mm poids Poudre de verre moins de 0,09 mm 25 V en poids I1 en résulte un produit de mélange qui présente, après refroidissement non seulement une dureté superficielle, mais aussi une élasticité moindre que celle du produit selon l'exemple 3 et essentiellement une capacité notable d'absorption d'énergie de percussion sans qu'il y ait désagrégation du corps directement sous l'action d'une charge faisant une seule apparition ou des apparitions répétées peu fréquentes. Exemple 5 : Ici encore, les conditions indiquées précédemment en ce qui concerne la composition partielle en matières synthétiques sont valables. On prépare le mélange ayant la composition globale suivante Matière synthétique thermoplastique liquéfiée 1 30 % en Matière synthétique thermodurcissable en morceaux 1-4 m poids Poudre de verre moins de 0,09 mm 70 % en poids Le résultat est un produit de mélange qui présente certes un degré d'élasticité restreint mais dont le critère de sélection est, du reste, de présenter une charge limite statique élevée, comme il convient dans le bâtiment. Exemple 6 : Les particules de verre frittées sous forme expansée après addition d'agents dévitrifiants suivant les proportions indiquées précédemment ont une nature cristalline et peuvent ainsi être agglomérées solidement par des liants hydrau liques ou autres. On peut faire varier dans une gamme étendue la solidité statique du produit fini par dosage de l'agent d'expansion. On a trouvé que la composition suivante constitue une formule justifiant l'invention Poudre de verre moins de 0,09 mm 80 % en poids Argile séchée pulvérisée 20 % en poids 100 % en poids A cet effet, on ajoute aux matières solides un mélange liquide, préparé avec de l'eau et du verre soluble suivant la proportion (50:50), dans des proportions telles que le volume de liquide ajouté soit compris entre 0 et 3 % du volume total déterminé de l'ensemble des cavités du mélange de matières solides incorporé par secousses. La masse résultante est placée dans un four de frittage et, après le frittage, elle est réduite en grains de granulométries courantes dans le commerce qui peuvent être traités manuellement ou à la machine selon des formules de mélange connues de manière à constituer des bétons légers. REVENDICATIONS 1. Procédé d'utilisation intégrale des déchets des collectivités par triage des matières premières qui y sont contenues en plusieurs groupes de matières et par leur préparation ou traitement ultérieurs séparés, caractérisé en ce que les matières principalement organiques sont stabilisés, soit par un traitement thermique préalable connu, c'est-à-dire un séchage par de l'air chaud à 1000C environ et une réduction correspondante du poids de la matière broyée de 50 % environ par extraction d'eau, soit directement après leur triage et leur broyage, c'est-à-dire leur réduction résultante en morceaux ou en grains, par réduction, à une température de 140 à 1800C, de leur teneur en eau à une valeur résiduelle stabilisée de 8 à 10 % en poids environ, et en ce que le verre fourni par triage est ajouté, comme charge supplémentaire, sous forme de morceaux ou de poudre et suivant une proportion dosée, aux déchets de matières synthétiques, ou bien en ce que le verre broyé est fritté sous forme expansée après addition d'agents dévitrifiants. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matières solides principalement organique s subissent un traitement thermique dans un sécheur à couche turbulente à plusieurs chambres. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que de l'argile pulvérisée ou du kaolin est ajouté (e) au verre broyé comme agent dévitrifiant. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour une composition prédéterminée du mélange des matières synthétiques thermoplastiques et thermodurcissables, on se sert de la proportion de verre ajouté à ce mélange et de la granulométrie de ce verre comme paramètres déterminant les propriétés physiques du mélange de matières synthétiques et de verre.