Brevet FR2306903A1 — publié le 19761105

La présente invention concerne un procédé de traitement de déchets mineraux et organiques Les quantités énormes des dechets solides et les ordures posent un problème très grave. Au cours des dernières quinze à vingt années, de nombreuses villes ont remplacé les bennes ramasse-ordures ouvertes, par des véhicules clos, destinés uniquement au ramassage des ordures. Ces véhicules suppriment les odeurs, les poussières, les déchets et permettent de compacter de deux à trois fois la densité des déchets ramassés Cela augmente la charge transportée par camions, augmente le rendement du ramassage et reduit le nombre de voyages vers la de charge Toutefois, le traitement des ordures reste un problème C'est pourquoi on a utilisé ces produits pour remplir des trous Néanmoins, récemment, on a estimé que cette solution n'était pas satisfaisante.Dans certains cas, en effet, les zones remplies ont ét transformées en terrains aménagés dans lesquels on enterre les ordures, puis on les recouvre de terre. Ces dépôts d'ordures aménagés réduisent les inconvénients de la pollution et les risques de maladie, aussi longtemps que l'on dispose d'une matière de remplissage et dans la mesure où le terrain utilisé est en amont des localites De plus, lorsque la nature des déchets le permet, on a utilisé des procédés d'incinération des déchets, qui ont été très satisfaisants pour réduire notablement le volume et le poids des déchets Ce procedé de traitement des déchets est avantageux en ce qu'il laisse un résidu qui ne favorise pas les maladies et permet d'être stocke dans des décharges ouvertes ou d'être utilisé comme matériau de remplissage Cependant, les procédés dtincinération utilises actuellement ne correspondent plus aux exigences relatives à la pollution atmosphériquee puisque cette combustion charge l'atmosphère en poussières et oxyde l'azote de l'atmosphèreQ La presente invention a pour but de remédier à ces inconvenients Elle se propose de créer un procédé permettant de supprimer ces difficultés et d'assurer un traitement satisfaisant et efficace des déchets, tout en permettant la récupération des matériaux utiles, tels que les métaux, et de recycler les matières organiques pour conserver les sources naturelles A cet effet, la présente invention concerne un procédé qui transforme les matières organiques des déchets en un produit utilisable, ou en un matériau pratiquement sans odeur et ne favorisant pas le developpement des nuisances. Après avoir enlevé les produits de récuparation et les produits qui ne peuvent être broyés, on broie les déchets et on les amène en continu sur un transporteur adéquat. On ajoute de l'eau pour former une suspension des matières broyées; on bout ce mélange en continu pour détruire les organismes pathogènes et parasites. Le cas échéants on peut ajouter des produits nutritifs ou autres additifs, puis on enlève l'eau pour transformer les déchets en des produits secs ou des matériaux secs réutilisableso La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est un schéma-bloc d'une installation pour la mise en oeuvre de l'invention; - La figure 2 est une vue schématique de la réalisation de l'appareil de la figure 1 - La figure 3 est un schéma-bloc du procédé de l'invention; - La figure 4 est une coupe transversale d'un appareil séparateur; - La figure 5 est un schéma montrant les détails supplémentaires du séparateur des parties du transporteur; - La figure 6 est une coupe transversale d'un broyeur;; - La figure 7 est une coupe tran-sversale d'un appareil de traitement thermique. Comme indique ci-dessus, les déchets des villes contiennent un mélange de produits très différents tels que des bouteilles, des boîtes de conserves, des déchets végétaux et autres petits objets, des vieux papiers, des imprimés, des cartons, etc. Suivant l'invention, après le ramassage des déchets par les véhicules de ramassage, ces déchets sont amenes directement dans appareil qui sépare les produits selon les caractéristiques des divers composants. A titre d'exemple, on separe ou on classe les produits suivant que ceux-ci sont de grandes dimensions ou de petites dimensions ou qu'ils sont très petits; on les classe en objets que l'on peut récupérer, en obJets qui sont à jeter ou qui peuvent servir dans le procede de l'invention. A titre exemple, les produits que l'on peut recuperer sont des moraux ferreux et non ferreux, ainsi que des objets en verre.Les produits traites selon l'invention peuvent être des produits fibreux, ou des produits alimentaires que l'on peut transformer en un certain nombre de produits de types difforents A titre d'exemple3 le procéda et les produits ainsi obtenus, selon l'invention, peuvent s'utiliser pour la fabrication de pulpes de papier, de fibres pour la fabrication de panneaux, de fibres pour l'isolation des toits, d'engrais de base, de fibres pour des cultures aquatiques ou sous terre des compléments à l'alimentation du bétail. Selon la figure 1, l'appareil de l'invention porte globalement la référence 10. Les déchets sont déchargés du camion ramasse-ordures, dans le séparateur 11, formé d'une trémie 12 (figure 4), et dîun ensemble de tambours 13 tournant, distants les uns des autres; les tambours 13 comportent des dents 14 en saillie, a' leur peripherie. Les tambours sont entraînes en rotation par des moteurs non représents. Les déchets tombent sous effet de la gravité, dans la trémie et passent sur les tambours en rotation Lorsque les tambours tournent, les dents dechirent et ouvrent les poches, sachets et cartons pour de gager leur contenu, et séparer les divers composants des dechets. Les dechets qui tombent dans ltintervalle des tambours sont reçus sur un écran vibrant 15 à mailles relativement grossières (figure 5) A titre d'exemple de mailles, on peut avoir des dimensions de l'ordre de 20 cm, ce qui permet le passage de bouteilles, de boîtes de conserves, de déchets vegétaux et de petits objets, qui tombent sur un second écran vibrant 16 à mailles plus fines, par exemple de l'ordre de 8 cm. Les produits tels que les déchets végétaux (herbe), les poussières et les petits objets traversent le second écran 16 et tombent sur la surface inclinee 17. Les produits retenus a la surface de l'écran 15, tels que les papiers, les sachets, les journaux, les cartons ou analogues, passent de 1'8cran vibrant 15 sur le transporteur 18. De la meme façon, les produits qui restent sur I'cran 16, tels que les boîtes de conserves, les bouteilles et analogues, passent de écran 16 sur un séparateur centrifuge 19 qui sépare les objets en fonction de leur densité Après le passage sur le séparateur centrifuge 19, les materiaux recherches tels que les papiers1 etc... sont pris par un transporteur pneumatique 20, les produits du dispositif 17 sont également évacués sur le transporteur pneumatique 20 qui les amène dans le broyeur 23, alors que les produits refuses sont recueillis et enlevés par un transporteur d'évacuation 22. Le broyeur 23 reçoit les produits des transporteurs 18 et 20. Le broyeur se compose d'un boîtier formé d'une trémie ou dispositif d'alimentation 23a et d'une sortie 24. Un rotor 25 est loge dans le boîtier. Le rotor porte un ensemble de marteaux 26 en saillie par rapport à sa périphérieO Le rotor 25 est monté en rotation par rapport au boîtier du broyeur et est entraîné par un moyen adéquat tel qu'un moteur électrique, non représenté. Immédiatement sous le rotor 25 et à faible distance de celui-ci, au voisinage des extrémités extérieures des marteaux 26, on a un tamis ou cran 27. Un peigne 28 est fixé au tamis pour frotter et/ou essuyer les marteaux 26 au cours de leur rotation sur le peigne, pour nettoyer les marteaux 26 et enlever les déchets et produits tels que les matières synthetiques qui tentent de boucher l'ensemble et de se coller aux marteaux. Une roue en étoile 29 est également montée en rotation dans le boîtier du broyeur. Cette roue 29 porte des dents 30 qui engrènent avec les marteaux 26, comme cela ressort de la figure 6 Une partie du transporteur pneumatique 21 vient directement sous l'écran 27 et reçoit les produits qui traversent 1écran 27 Le moyen pneumatique du transporteur tend à maintenir lVécran nettoyés Les produits qui tombent dans la trémie 23a du broyeur 23 sont traites par le rotor 25 et les marteaux 26 qui rejettent par effet centrifuge les objets metalliques, les morceaux de bois, etc...; le choc des marteaux 26 sert à projeter ces objets vers le haut pour les évacuer par la sortie d'ovacuation 24 .L'engrènement entre les dents 30 de la roue en toile 29 et des marteaux 26 déchirent le papier et le carton, ou les produit analogues qui passent au niveau de la roue en etoile 29. Les produits qui tombent sur l'axe du rotor 5, sur l'écran 27, sont meules ou broyés par les marteaux 26 et la surface de l'ecran 27; l'écran 27 dimensionne les particules qui tombant a travers l'écran et qui sont reprises par le transporteur pneumatique 21.Après broyage des produits, ceux-ci sont transportes par le transporteur pneumatique 21 vers le pulpeur qui introduit l'eau et forme une boue qui contient de tordre de 10 à 15 % de particules solides. Les boues et les produits broyés en suspension sont évacués du pulpeur 31 et passent dans un cyclone liquide 32 qui enlève tous les morceaux de verre ou les particules metalliques qui ont pu échapper aux séparations précedentes. Le cycloneliquide débouche dans un decanteur 33 qui enlève une partie de l'eau contenue dans la boue et amène la teneur en particules solides jusqu'a environ 50 % L'eau excessive est ramené dans le pulpeur par le conduite 34.La boue contient alors 50 % environ de dechets solides et elle passe du decanteur dans un dispositif de traitement thermique en continu 35. Comme cela ressort plus clairement de la figure 7, le dispositif 35 est formé d'un récipient d'alimentation 36 ayant un orifice d'entrée 37. Un transporteur à vis 38 entre en partie dans le récipient d'alimentation 36 Ce transporteur à vis est entoure d'un boîtier 39 relie au recipient 36 il sert à pomper les boues pour les amener dans le poste de traitement suivant. Le bottier 39 et le recipient 36 sont de préférence doublés par une enveloppe 40 Les Jimensions du boitier 39 de transporteur à Vi3 et celles du récipient d'alimentation 36 sont choisies de faucon que le temps de séjour soit de l'ordre de 2 heures ce temps etant pris antre l'arrivée des produits dans le recopient 36 et leur évacuation par le transporteur 38 Pendant ce temps de séjour, la vapeur est admise dans la chemise formée entre le boîtier 30 et l'enveloppe 40, de façon à maintenir la température de la boue à environ 1000C pendant tout le temps du se jour. de cette façon, on détruit par la chaleur, tous les organismes pathogenes et parasites principaux, de façon à stériliser la boue et les constituants. La boue extreme du récipient 36 est evacuée par le transporteur 38 qui est amen dans une centrifugeuse 41 servant à enlever l'eau de la boue et à augmenter sa teneur en particules solides jusqu'å environ 70 %0 L'eau ainsi enlevée est ramenée dans le pulpeur par la conduite 42. La boue qui a, dans ces conditions, une teneur en particules solides de 70 %, passe dans un broyeur à couteaux 47. Pour obtenir un produit utilisable dans un domaine particulier, on introduit des additifs convenables dans le broyeur à couteaux et on les melange à la boue. A titre d'exemple, si l'on veut fabriquer un produit utilisable comme complément d'alimentation pour le bétail, les additifs utilisés peuvent être des protéines et autres produits minéraux nutritifs. Un composant ignifuge est additionné au produit si l'on veut fabriquer des plaques de matériau isolant; on ajoute des additifs de nutrition et des sels minéraux, lorsque le produit doit servir comme engrais; si l'on veut utiliser le produit pour la culture sans sol, d'herbes, on utilise des engrais et des semences d'herbes. Les produits sont evacues du broyeur à couteaux et sont amen eS dans le granuleur 44 où ces produits sont reduits à la dimension voulue, puis sont évacues par le sécheur 45 qui extrait l'eau et réduit I'humidité au niveau choisi. Puis les produits sont évacués sur un organe de tri à cran 46 qui extrait les produits à la dimension voulue Les produits dont les dimensions sont trop grandes ou petites sont recycles et réintroduits dans le broyeur à couteaux 43 par la conduite 47. Les diverses indications données ci-dessus ne le sont qu'à titre d'exemples. En effet, l'appareil et le procédé selon l'invention peuvent servir a la fabrication de produits d'usages très différents, dont certains exemples ont été donnes cidessus Les exemples ci-après sont destinés illustrer de façon non limitative certaines données de l'invention concernant les variations de pression de temperatureS le temps de sterilisation, la composition initiale et les additifs. On prépare quatre échantillon de produits composés de papiers, de verre et de déchets alimentaires en les meulant, en les mélangeant et en les amenant dans un dispositif de traitement d'ordures; on fait passer un débit constant d'eau à travers le dispositif pour obtenir un matériau pulpeux humide Ce produit pulpeux est alors placé dans un récipient et chauffé pendant un certain temps à température élevée. A la suite de ce traitement à température, on extrait la moitié de l'échantillon du récipient de traitement thermique, on le sèche et on le meule. L'autre moitié de l'échantillon reste dans le récipient de traitement thermique et est traitée immédiatement par admission d'urée.On a ajoute un kilogramme d'urée pour 20 kilogrammes de produits secs Après agitation, on laisse reposer pendant quelques minutes, puis on sèche, le mélange et on meule de la meme manière que pour la moitié de 11 échantillon ci-dessus. Des éprouvettes ont été prises dans chacun des deux échantillons et on les a analysés. Dans chacun des exemples ci-après, les échantillons impairs concernent les produits traités sans addition d'urée, alors que les échantillons d!or?re pair concernent ceux qui ont été traités par addition d'urée. EXEMPLES On a préparé les exemples 1, 2, 5 et 6 en utilisant un matériau à 60 % de papier, 30 % de déchets végétaux et 10 % de déchets alimentaires. Les exemples 1 et 2 ont été traités à température, a une pression de 10 bars pendant 45 minutes, puis traités pendant une heure 15 mn à une pression nulle. A la pression de 10 bars, la température était égale à 1200 C et à la pression nulle la température était égale à 1000 C. Dans les exemples 5 et 6, on a traité thermiquement le produit à une pression nulle pendant deux heures, avec une température atteignant 1000 C Le traitement thermique selon les exemples 3 et 4 était identique à celui des exemples 1 et 2 toutefois le matériau de l'échantillon a été composé de 43 % de papier, 43 % de déchets végétaux (herbes) et de 14 % de déchets alimentaires. Dans les exemples 7 et 8, le matériau utilisé se compose de 43 % de papier, 43 % de déchets végétaux (herbes) et de 14 % de déchets alimentaires, le traitement thermique était identique à celui des exemples 5 et 6. L'analyse des échantillons est donnée dans le tableau ci-après Echantillon 1 2 3 4 5 6 7 8 Analyse 36, 14 36,15 20, 20. 9, 49 54 14,85 25,91 25,68 Humidité Protéine 3,50 19,56 5,38 18,50 8,06 34,5 6,44 27,06 Graisse 2,11 1,98 3,58 4,15 6,75 6,68 3F76 4,35 Fibres 40,60 35,60 50,32 4g,oo 56,30 40,25 48,13 40,00 Extrait sans azote 16,11 5,14 18,34 16,61 16,78 0,95 13,93 1,14 Cendre 1,54 1,57 2,18 2,25 1,57 1,71 1,83 1,52 Les analyses précédentes ont été faites en se reportant au poids du matériau sec. Echantillon i 2 3 4 5 6 7 8 Analyse Protéine 5,5 3,07 6,73 20,35 9,03 41,13 8,69 36, Fibres 63,74 55,89 62,90 53,90 63,06 47,90 64,98 5i, Extrait sans azote 25,29 8,07 22,93 18,27 18,79 1,13 18,80 1, Cendre 2,42 2,46 2,73 2,48 1,76 2,03 2,47 2 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Procédé de traitement en continu pour la fabrication de produits pulvérulents utilisables à partir de déchets, procédé caractérisé en ce qu on enlève les produits non voulus des déchets contenant le produit pulvérulent, on met en suspension le produit pulvérulent dans une boue aqueuse, on détruit les organismes pathogènes et parasites contenus dans la boue, on pulvérise les produits solides de la boue et on sépare les produits solides de l'eau. 20., Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quaprès destruction des organismes pathogènes et parasites et avant la pulvérisation. on introduit des additifs dans la boue. 3 8 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'a la suite de l'enlèvement des produits non voulus, et avant la mise en suspension, on réduit le matériau pulvérulent restant en des particules de dimensions voulues. 4") Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après la mise en suspension et avant la destruction des organismes pathoègnes et organiques, on soumet la boue à un mouvement centrifuge et on met simultanément les particules denses contenues dans la boue. 50) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'après la phase de destruction des organismes pathogènes et parasites, on enlève de liteau des boues, et on réintroduit cette eau dans le procédé, au niveau de la mise en suspension. 60) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'avant la destruction des organismes pathogènes ou parasites, on enlève de lieau de la boue et on réintroduit cette eau dans le procédé au niveau de la phase de mise en suspension. 7O Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on enlève leau de la boue avant et après la phase de destruction des organismes pathogènes et parasites. et on reintroduit cette eau enlevée dans le circuit, dans la phase de mise en suspension 80; Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce i'op fabrique des granulés à laide du mélange de boue contenant des produits diaddition et des particules solides 9 ) Procédé selon la revendication 8. caractérisé en ce qu'on enlève l'humidité du mélange en forme de granulés. 100 Procéde selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on sépare les granulés aux dimensions voulues, et on réintroduit les granulés dans le procédé au niveau de la phase de granulation. tout en enlevant les granulés ayant la dimension voulue.