Brevet FR2302970A1 — publié le 19761001

La présente invention concerne un procédé de traitement des boues en provenance de stations d'épuration d'eaux usées, industrielles ou domestiques et, en particulier, contenant des hydroxydes de métaux lourds et des hydrocarbures ou solvants plus ou moins solubles. Les boues d'hydroxydes métallizues formées principalement par neutralisation, floculation et décantation d'effluents en provenance, par exemple, des divers traitements de surface des métaux, ne peuvent être versées en décharge sans précautions spéciales, car elles possèdent un taux de solubilité qui n'est pas négligeable. Les eaux de ruissellement entrainent donc, dans le milieu naturel, des métaux lourds souvent très toxiques. A ce jour, il existe deux techniques pour se débarrasser de ces déchets - soit les stocker sur des décharges aménagées, c'est-à-dire étanches et sans risque de communication avec les eaux souterraines ; toutefois, de telles décharges sont actuellement très rares et même inexistantes dans certaines régions de par la nature même des sols - soit calciner les boues et obtenir la transformation des hydroxydes en oxydes nettement moins solubles. Cette dernière technique exige un apport très important de calories et nécessite souvent un support inerte pour obtenir un déchet sous forme de scories évitant tout risque de formation de poussières fines dispersables dans l'atmosphère. La présente invention a pour but de fournir un procédé de traitement des boues par modification de leur structure permettant de les rendre absotsment insolubles et inertes, à moindre cott. Ce procédé consiste à faire subir à ces boues un traitement physique amenant leur taux de matière sèche à une valeur comprise entre 10 et 15 > et à les mélanger de manière homogène avec un produit stabilisant composé d'un silicate de calcium calciné, d'une charge minérale et d'un agent d'adsorption hydrocarboné pour obtenir un mélange dans lequel les hydroxydes de métaux lourds, les hydrocarbures et les solvants sont stabilisés et ne peuvent être redispeosés dans le milieu naturel. Le produit stabilisant à trois composants permet d'obtenir une dessication du mélange en aa heures environ, une insolubilité totale (les hydroxydes de métaux lourds par liaisons physico chie uses avec le rouit t une adsorption des hydrocarbures ou autre solvant éver.tuellelerlt Présents. Il convient de noter que les composants du produit stabilisant sont insolubles et ne relarbuent aucun sel soluble lors du mélange et de la réaction avec les boues à traitera Le silicate de calcium calciné entrant dans la composition du produit stabilisent peut autre constitué par du ciment, de la chaux hydraulique ou par tout autre composé à base de silicate de calcium calciné susceptible de former des complexes métaux lourds-silicate parfaitement stables et inertes. La charge minérale peut être constituée par du sable, du gravier de zranulométrie appropriée, ou de préférence par l'un des dérivés poreux de la silice, tels que pouzzolane, diatomées, scories. enfin, l'age t d'adsor-stion hydrocarboné peut être constitué par de la sciure de bois, de la farine de bois, de la paille, des déchets cellulosiques pulvérulents, du charbon de bois,de la houille, du coke, de la tourbe, ou par tous dérivés de la cellulose. La synergie du mélange fait uue les produits simplement adsorbés par l'agent d'adsorptlon hydrocarboné sont fixés définitivement au sein de la masse solidifiée et insolubilisée par le ciment et la charge minérale. Il existe également une synergie au niveau de la réaction hy dioxyde métallique et ciment par le fait ue le ciment apporte, d'une part, son pouvoir bien connu de solidification par hydratation et, d'autre part, sa possibilité de combinaison chimique pour obtenir un composé voisin des argiles naturels. De préférence, la solidification du mélange des boues avec le produit stabilisant est assurée au moyen de la seule eau contenue dans ces boues. Cet agencement simplifie considérablement la mise en oeuvre du procédé que faisant appel qu'à des produits bon marché, permet de résoudre le problème du traS ment des boues avec un très faible coût. Selon les applications, les composants du produit stabilisant sont mélangés entre eux avant ou pendant leur mélange avec les boues a Du fait de sa structure, le produit obtenu après mélange et dessication, peut être utilis. comme remblai stabilisant dans une décharge classique, cas dans lequel se composition chimique à base de silicate métallique poreux lui assure une action de fixation ionique vis-à-vis des sels solubles en présence dans les autres corps ou produits dispersés sur cette décharge. Pour illustrer l'invention, il va maintenant eAtre donné un exemple de mise an oeuvre du proctié selon l'invention dans le cas de son application au traitement des boues provenant d'une station d'épuration des effluents d'une usine de traitements de surface utilisant des produits à base de cyanures de cuivre, de chromes hexavalents et des lessives alcalines destinées à dégrais ser les métaux. Il est à noter que la station d'épuration des effluents permet, d'une part, de détruire les cyanures et, d'autre part, de réduire les chromes hexavalents en chromes trivalents. Après neutralisation et floculation, les effluents sont clarifiés par passage à travers un décanteur.Les boues obtenues ont un taux de matières sèches de l'ordre de Bso et contiennent 50S6 d'hydrohydes de cuivre et 5~/o d'hydroxydes de chrome et des hydrocarbures sont présents en quantité non négligeable. Après centrifugation, le taux de matières sèches est de l'ordre de 15* Ces boues sont alors mélangées avec un produit stabilisant composé de cIment, à raison de 200 grammes par litre de boues, de sciure de bois, à raison de 100 grammes par litre de boues et de pouzzolane, à raison de 100 grammes par litre de boues. L'addition de ces produits provoque une augmentation du volume de boues de l'ordre de 25%. Le mélange est solidifié et sec en 24 heures. L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend une décanteuse centrifuge, alimentée en boues par tous moyens appropriés et comportant des moyens d'évacuation des sédiments, et un mélangeur raccordé aux moyens d'évacuation précités et à des moyens d'alimentation en produits stabilisants. Dans une forme de réalisation, cet appareil comprend une décanteuse centrifuge verticale à extraction programméedes sédiments par sucette motorisée et un mélangeur muni de moyens de distribution des composants du produit stabilisant et assurant le traitement d'une certaine quantité de boues en fonction de la cadence d'alimentation de la décanteuse qui est du type à marche butomaticlue séquensielle à laquelle sont asservis la commande des moyens d'alimentation en boues et le conditionnemeit de celles-ci. Cet ens##ole de matériel est de préférence agencé pour former une unité monobloc pouvant équiper un camion de vidange en vue de pomper directement des boues tres liquides et obtenir, d'une part, un liquide clair pouvant être rejeté à l'égout et, d'autre part, un sédiment stabilisé pouvant etre déposé sur la plus proche décharge Dans le cas de son application à la constitution d'une centrale de traitement en continu, l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est constitué par une centrifugeuse à axe horizontal et à extraction par vis sans fin des sédiments et par un malaxeur horizontal également à vis sans fin. REV#DICli"TI CNS 10 Procédé de traitement des boues provenant d'une station d'épuration caractérisé en ce qu'il consiste à faire subir à ces boues un traitement physique amenant leur taux de matière sèche à une valeur comprise entre 10 et 15% et à les mélanger de manière homogène avec un produit stabilisant composé d'un silicate de calcium calciné, d'une charge minérale et d'un agent d'alsorp tion hydrocarboné pour obtenir un mélange dans lequel les hydroxydes de métaux lourds, les hydrocarbures et les solvants sont stabilisés et ne peuvent autre redispersés dans le milieu naturel. 20 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le silicate de calcium calciné est un ciment artificiel. 30 Procédé selon l une quelconque des revendication 1 et 2 caractérisé en ce que la charge minérale est l'un des dérivés poreux de la silice. 40 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'agent d'adsorption hydrocarboné est un -dérivide la cellulose. 50 procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 4 caractérisé en ce qu'il consiste à solidifier le mélange, par hydratation du ciment, au moyen de la seule eau contenue dans les boues. 60 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les composants du produit stabilisant sont mélangés entre eux avant d'être mélangés aux boues. 70 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les composants du produit stabilisant sont mélangés entre eux en même temps qu'ils sont mélangés aux boues. 80 Appareil pour la mise en oeuvre du prodédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte une décanteuse centrifuge, alimentée en boues et comportant des moyens d'évacuation des sédiments, et un mélangeur raccordé aux moyens d'évacuation précités et à des moyens d'alimentation en produit stabilisant. 90 Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce que la décanteuse centrifuge est verticale et comporte des moyens d'évacuation des sédiments constitués par une sucette motorisée. 100 appareil selon la revendication O caracterisé en ce que la décanteuse centrifuge est horizo#tale et comporte une vis sans fin d' vacuaticn des s#diwcnts, tandis ue le malaxeur est horizontal t comporte également une vis sans fin.