Brevet FR2327974A1 — publié le 19770513

La présente invention a pour objet un procédé de traitement des ordures ménagères et l'installationpour sa mise en oeuvre. La récupération et la destruction des ordures ménagères posent un problème très important, notamment en ce qui concerne son côté hygiénique. En effet, il est maintenant interdit de réaliser des décharges à ciel ouvert attirant les rats et les insectes, et pouvant être des foyers d'infections. La circulaire ministérielle du 9 mars i973 impose un certain nombre de règles visant à améliorer l'hygiène des décharges de re'sidus, en réduisant la pollution atmosphérique. Généralement, les ordures ménagères sont soit déposées en couches et recouvertes d'une certaine épaisseur de terre, soit incinérées. La première solution présente des inconvenients en ce sens qu'elle nécessite une surface d'épandage extrêmement importante, et qutil se produit des infiltratioss souterraines àégradant les sols, et pouvant contaminer les nappes phreatiques et les cours d'eau. La seconde solution présente l'inconvénient que l'insinération est génératrice de cendres qui ne peuvent être réutilisées comme engrais par exemple, et qui présentent, au contraire, un caractère nocif posant le problème de leur destruction. Il a également été imaginé d'utiliser les ordures ménagères pour récupérer une certaine quantité d'énergie, par exemple sous forme de gaz. Certaines installations utilisent le phénomène de pyrolyse, c'est-å-dire réalisent la décomposition des matières, ycompris les matières plastiques à haute température pour obtenir du méthane. Il stest avéré cependant qu'une telle solution est peu rentable du fait du coût élevé des moyens mis en oeuvre. La présente invention concerne un procédé et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé qui, non seulement, respectent les impératifs de la circulaire ministerielle précitée, mais vont au-delà en réduisant au maximum la pollution atmospherique, et en éliminant en totalité la contamination des nappes phréatiques et des cours d'eau. A cet effet, ce procédé consiste à broyer les ordures afin de les amener à une densité de l'ordre de o,65, à les malaxer en les arrosant à l'aide d'un liquide apte à activer ltéclosion et la vie des bactéries, puis à les enfermer dans une cellule étanche, dans laquelle le matelas de gaz au contact de la surface supérieure des ordures est maintenu à une tempraiure de l'ordre de 6o à 650C et dans laquelle la surface supérieure des ordures est constamment arrosée par un mplange de liquide distribué au niveau du malaxeur et de liquide distribué au niveau du malaxeur enrichi par passage sur des ordures, afin de réaliser une fermentation permettant la récupération de méthane au-dessus de la surface supérieure des ordures. Outre le fait qu'il evite toute pollution, ce procédé est intéressant dans la mesure où il permet la récupération de gaz méthane. Le liquide distribué au niveau du malaxeur, et recyclé à l'intérieur de chaque cellule, peut être de différentes sortes. Dans un premier cas, sa composition est telle qu'il est apte à activer 1'éclosion et la vie des bactéries, et à donner aux ordures une qualité d'engrais pour l'agriculture, en fin de fermentation. La durée de fermentation est de l'ordre de 15 années. A ltexpiration de ce délai, les ordures sont sorties de la cellule, subissent un traitement thermique, sont broyés ,puis tamisées afin de réaliser la séparation d'éventuels morceaux de verre, avant d'être utilisées comme engrais. Dans un second cas, le liquide distribué au niveau du malaxeur et recyclé dans les cellules est apte à provoquer ltéclosion des bactéries et la vie de celles-ci de manière à obtenir un gaz à forte teneur en éthane. Dans ce cas, la durée de la réaction est de l'ordre d'une trentaine d'années, mais les residus obtenus ne sont pas réutilisables. L'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte essentiellement une série de cellules dont chacune a une longueur de 100 mètres, une largeur de 3 mètres, une hauteur de 2 mètres, une pente régulière du sol et du plafond de 2 mm par mètre, possède deux rampes longitudinales de pulvérisation fixées au plafond, au moins un conduit d'amenée d'air chaud fixé au plafond, et deux conduits tubulaires de drainage reposant sur le sol sous une couche d'ordures d'une épaisseur moyenne de 1,50 mètre, cette cellule étant limitée à chacune de ses extrémités par une galerie horizontale qui lui est perpéndiculaire, et dont elle est séparée, à son extrémité basse par une cloison amovible dont la partie inférieure est grillagée afin de permettre le passage du liquide ayant passé sur les ordures, et à son extrémité haute par une cloison amovible entre la partie supérieure de laquelle et le plafond de la cellule est ménagé un espace de plusieurs dizaines de centimètres. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécu- tion de l'installation selon l'invention Figure 1 est une vue en coupe transversale de cette installation Figure- 2 est une vue très schématique de dessus d'un niveau de cellules Figures 3 et 4 sont deux vues en coupe suivant, respectivement, 3-3 et 4-4 de figure 2. L'installation, représentée au dessin, est réalisée dans une dépression au fond de laquelle coule un cours d'eau 2. En conséquence, il est tout d'abord procédé à la réalisation d'un aqueduc 3 isolant ce cours d'eau, dont les parties extérieures sont revêtues d'un enduit bitumeux. Sur l'aqueduc 3 est coulé un radier 4 en béton armé avec addition de produits assurant son imperméabilité. Sur le radier 4 est construite une première série de cellules 5 dont celles extrêmes peuvent être partiellement ménagées dans des zones 6 obtenues par terrassement dans les flancs de la dépression. Il est ensuite procédé à la réalisation de plusieurs séries de cellules superposées. Sur la partie supérieure de la rangée de cellules supérieures est coulé un radier 7 en béton armé servant de support à une couverture de terre 8 de l'ordre de 3 à 4 mètres. Les radiers et les parois longitudinales des cellules, côté déblais, sont revêtus d'un enduit bitumeux évitant que les eaux de ruissellement ne pénètrent à l'intérieur des cellules, ou que les matières déposées dans celles-ci en sortent pour contaminer les nappes phréatiques ou les cours d'eau. Lors des travaux de remblaiements, des drains horizontaux et verticaux sont prévus pour amener les eaux de ruissellements en aval de la décharge. A ce niveau, il peut éventuellement être prévu une station de filtration ou d'épuration pour régenerer les eaux qui auraient pu être contaminées malgré toutes les précautions prises. Au dessin ne sont pas représentés les transporteurs à bandes magnétiques destinés à ltélimination des déchets ferreux, les broyeurs, les malaxeurs, ainsi que les dispositifs d'amenée des ordures dans les cellules, puisqu'il s'agit d'appareils de type connu utilisés de façon traditionnelle. Chaque cellule, entièrement réalisée en beton, comprend une surface inférieure 9 lsgèrement inclinée de l'ordre de 2 - par mètre, d'environ 100 mètres de long et de 3 m de large, la denivel- lation entre les extrémités étant donc de l'ordre de 20 cm. Chaque cellule est limitée par deux parois latérales 10 servant d'éléments porteurs à une dalle supérieure 12 formant plafond, et aux cellules des niveaux supérieurs. Il est à noter que chaque paroi latérale 10 d'une cellule constitue la paroi latérale de la cellule adjacente, comme montré a la figure 4. Chaque série de cellules d'un même niveau est limitée, aux extrémités des cellules, par deux couloirs transversaux à celles-ci dont celui, situé du côté bas des cellulesestdésigné par la référence 13 et celui, situe du côté haut des cellules est désigné par la référence 14. Comme montré à la figure 3, la surface de la masse d'ordures 15 est sensiblement horizontale, si bien que le volume,compris entre la surface des ordures et le plafond 12, est en forme de coin. La hauteur des cellules étant de l'ordre de 2 mètres, l'épaisseur d'ordures dans celles-ci varie entre i m 50 et 1 m 80. Chaque cellule est séparée du couloir bas i3 par une cloison amovible 16 dont la partie inférieure 16a est grillagée, et du couloir haut 14, par une cloison amovible 17 laissant un passage entre son extrémité supérieure et le plafond 12. Chaque cellule comporte également, fixés au plafond, deux rampes 18 pour la pulvérisation du mélange liquide ayant passé au contact des ordures et qui est recyclé,- et un conduit i9 d'admission d'air pulsé permettant de maintenir dans le volume gazeux situé au-dessus de la masse des ordures une température de l'ordre de 60 à 65*C. Sur le sol 9 de chaque cellule, reposent deux conduits tubulaires de drainage destinés à collecter le liquide vaporisé par les rampes 18 et à l'amener après avoir traversé le grillage 16a dans le couloir 13. Pour sa part, le gaz résultant de la fermenta- tion est évacué par le couloir 14. Avantageusement, les couloirs 13 de différentes séries de- cellules situées à différents niveaux sont reliés par un puits 22 amenant le liquide collecte dans les différentes cellules par les drains 20 à une chambre située en dessous de la cellule la plus basse où il est éventuellement traité avant d'être redistribu dans les différentes cellules par les rampes de pulvérisation. Pour leur part, les couloirs 14 de différentes séries de cellules communiquent par l'intermédiaire d'un puits 23 d'évacuation du gaz débouchant dans une cloche supérieure elle-même reliée par un conduit à une usine de traitement du gaz. Le chargement en ordures des cellules peut être réalisé au fur et à mesure de leur construction, la dalle supérieure 12 n'étant coulée que lorsqu'une quantité d'ordures déterminée a été déversée dans la cellule. Dans ce cas, il est opportun de prévoir des cloisons provisoires à la place des cloisons 16 et 17, obturant avec étanchéité les extrémités de chaque cellule, tant qu'une série de cellules n1 est pas réalisée. Après la fin d'une fermentation, et après déchargement, il est bien évident que les cellules peuvent être réutilisées et chargées en ordures par les couloirs 13 et 14. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls modes de mise en oeuvre de ce procédé, ni à la seule forme d'exécution de l'installation,décrits ci-dessus à titre d'exemples elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1. - Procédé de traitementdes.ordures ménagères, caractérisé en ce qu'il consiste à broyer celles-ci afin de les amener à une densité de l'ordre de 0,65, à les malaxer en les arrosant a l'aide d'un liquide apte à activer l'éclosion et la vie des bactéries, puis à les enfermer dans une cellule étanche, dans laquelle le matelas de gaz au contact de la surface supérieure des ordures est maintenu à une température de l'ordre de 60 à 650C et dans laquelle la surface supérieure des ordures est constamment arrosée par un mélange de liquide distribué au niveau du malaxeur et de liquide distribué au niveau du malaxeur enrichi par passage sur des ordures, afin de réaliser une fermentation permettant la récupération de méthane au-dessus de la surface supérieure des ordures. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide distribué au niveau du malaxeur est apte à activer l'éclosion et la vie des bactéries et à donner aux ordures une qualité d'engrais pour l'agriculture, en fin de fermentation. 3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'auprès la fermentation les ordures sont sorties de la cellule, subissent un traitement thermique, sont broyées, puis tamisées afin de réaliser la séparation des morceaux de verre et de matières plastiques, avant d'être utilisées comme engrais. 4. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide distribué au niveau du malaxeur est apte à activer l'éclosion et la vie des bactéries de manière à obtenir un gaz à forte teneur en methane. 5. - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un certain nombre de cellules dont chacune, réalisée en béton, comporte un sol incliné vers une de ses extrémités, un plafond parallèle au sol, un dispositif de pulvérisation au-dessus de la surface des ordures, un dispositif de chauffage au-dessus de la surface des ordures un dispositif pour ltévacuation du gaz résultant de la fermentation des ordures et un dispositif de récupération et de recyclage du liquide pulvérisé passant au contact des ordures. 6. - Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque cellule a une longueur de 100 mètres, une largeur de 3 mètres, une hauteur de 2 mètres, une pente régulière du sol et du plafond de 2 mm par mètre, possède deux rampes longitudinales de pulvérisation fixées au plafond, au moins un conduit d'amenée d'air chaud fixe au plafond, et deux conduits tubulaire's de drainage reposant sur le sol sous une couche d'ordures d'une épaisseur moyenne de 1,50 mètre, cette cellule étant limitée à chacune de ses extrémités par une galerie horizontale qui lui est perpendiculaire, et dont elle est séparée, à son extrémité basse par une cloison amovible dont la partie inférieure est grillagée afin de permettre le passage du-liquide ayant passé sur les ordures1 et à son extrémité haute par une cloison amovible entre la partie supérieure de laquelle et le plafond de la cellule est ménagé un espace de plusieurs dizaines de centimètres. 7. - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs niveaux de cellules adjacentes superposés, les cellules d'un même niveau étant reliées entre elles par les couloirs horizontaux situés à leurs extrémités. 8. - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les couloirs horizontaux de différents niveaux, situés du côté bas des cellules, communiquent entre eux afin de collecter, par gravité, le liquide ayant passé sur les ordures des différentes cellules dans une enceinte, située en-dessous de la cellule la plus basse, où il est éventuellement traité avant d'entre redistribué dans les cellules par les rampes de pulvérisation, tandis que les couloirs sont situés du côté haut des cellules communiquent entre eux par un puits d'évacuation du gaz débouchant dans une cloche supérieure elle-m8me reliée par un conduit à une usine de traitement du gaz. 9. - Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que, dans le cas où elle est réalisée dans une dépression dans le fond de laquelle coule un cours doleau, celui-ci est isolé par un aqueduc dont les parties extérieures sont revêtues d'un enduit bitumeux.