Brevet FR2442798A1 — publié le 19800627

La présente invention concerne un procédé pour éliminer les liquides résiduaires polluants, notamment ceux produits par les industries agro-alimentaires. L'élimination des liquides résiduaires industriels dont le rejet n'est pas possible pour des raisons de pollution représente une lourde charge pour les industries concernées car, quel que soit le procédé utilisé, il faut toujours se débarrasser de quantités d'eau importantes par évaporation. Ce problème se rencontre notamment dans certaines industries agro-alimentaires telles que sucreries, brasseries, laiteries, distilleries, etc. L'invention vise à permettre ltélimination des liquides résiduaires par évaporation dans des conditions extrêmement favorables sur le plan économique et sur le plan de la consommation d'énergie. L'invention a pour objet un procédé d'élimination des liquides résiduaires par évaporation, caractérisé par le fait qu'il consiste à humidifier des résidus végétaux riches en cellulose avec les liquides résiduaires à éliminer jusqu une humidité comprise entre environ 20 s et environ 80 * et à provoquer la fermentation des résidus humidifiés. Dans le procédé selon l'invention, on utilise la chaleur dégagée par la fermentation de la cellulose contenue dans les résidus végétaux pour ltévaporation des liquides résiduaires. On utilise aussi les éventuelles réactions chimiques concomitantes pour éliminer l'eau des liquides résiduaires. Les résidus végétaux à utiliser sont par exemple des pailles de céréales, de mais, de coton, de riz, des bagasses de canne à sucre, des déchets ligneux tels que copeaux, sciures, branchages, etc. Un avantage pratique du procédé selon l'invention est que de tels résidus végétaux sont souvent disponibles à proximité de l'endroit où sont produites les eaux résiduaires. Cela est particulièrement vrai dans le cas des industries agricoles et agroalimentaires, implantées en principe dans des régions agricoles qui produisent ces résidus en grandes quantités. Un autre avantage important du procédé selon l'invention est que la fermentation donne naissance à des produits utilisables soit comme combustibles, soit comme engrais. Cela permet de donner un débouché à des résidus dont on doit se débarrasser et qui sont parfois brûlés sans aucun profit, comme dans le cas de la paille de blé. Bien entendu, le mode opératoire sera différent suivant qu'on souhaite obtenir des combustibles ou des engrais. Dans le pre mier cas, on limitera avantageusement l'humidité initiale et/ou desséchera le produit obtenu lorsque la fermentation s'arrête d'elle-même faute d'humidité. Dans le second cas on pourra être amené à recommencer la fermentation, au besoin plusieurs fois, en humidifiant le produit obtenu avec chaque fois une nouvelle charge de liquide résiduaire, de manière à enrichir le produit en éléments fertilisants. Les engrais obtenus sont en fait des fumiers artificiels, d'autant plus intéressants qu'ils bénéficient de l'apport des principes fertilisants que contiennent souvent les eaux résiduai- res. Concernant l'exploitation du procédé, les données de base sont les suivantes. La fermentation dont il est question dans 1'invention est la fermentation en masse de matières solides glucidiques imprégnées d'eau - et non la fermentation en phase liquide. Les fermentations et réactions utilisées consistent dans des oxydo-réductions de ces substances glucidiques, analogues A celles qui se produisent naturellement en donnant le fumier, le terreau, etc., la fermentation pouvant aussi être déclenchée par ensemencement avec de la matière fermentée. Si lton considère les glucides, exprimés en équivalent glucose, de la matière de départ, leur oxydation totale peut s'exprimer par ltéquation : C6H12o6 + 6 2 3 6H20 + 6 C02 * 678,7 keal La chaleur dégagée est donc 67187 = 3 770 keal pour 1 kg 0,180 d'équivalent glucose. La chaleur latente de vaporisation de l'eau vers 50eC étant de 568 kcal, la chaleur nécessaire pour évaporer l'eau de la réaction est 569 x 0'188 = 340 keal. 0,180 La chaleur restant disponible est donc 3 770 - 340 = 3 430 keal, ce qui permet d'évaporer 6 kg d'eau. En fait, la fermentation n'est jamais totale, car il se dégage du méthane qui est mélangé à l'oxygène et à la vapeur d'eau. Dans le procédé selon l'invention, il faut réduire la production de méthane, et à cet effet on procèdera de façon répétée à l'aération de la masse. Les résidus végétaux de départ auront de façon appropriée l'humidité la plus faible possible. Ainsi dans le cas de la paille de blé l'humidité sera de 10 * environ. La quantité d'eaux résiduaires à mettre en oeuvre sera avantageusement calculée de façon que les résidus une fois humidifiés présentent une humidité comprise entre 25 et 65 %, de préférence entre 30 et 50 *. Pour obtenir le mélange, on peut procéder selon toute méthode appropriée connue des spécialistes. On additionne avantageusement les résidus secs de produit déjà fermenté, et on mélange les résidus ainsi ensemencés avec le liquide résiduaire par une préparation aussi homogène que possible (irpbibitiQn+ aspersion, etc.) qu'on complète par un procédé mécanique (agitation, broyage, etc.). Les résidus humidifiés sont disposés ensuite en tas ou silos suffisamment importants, par exemple de 5 x 5 x 5 m. Pour contrôler le déroulement du processus, on suit l'évolution de la température de la masse. Lorsque la température atteint environ 750C, on défait le tas puis on le reforme, de manière à aérer la masse et l'homogénéiser. Cette opération est répétée jusqu'à ce que fermentation et réactions 8'arrêtent, ce qui correspond à une humidité de la masse comprise entre 15 et 20 *. On peut bien entendu utiliser des catalyseurs pour accélérer au besoin le processus. On peut procéder ensuite au besoin à un broyage plus fin. Le produit résultant peut être desséché, en vue de l'obtention d'un combustible, à une humidité inférieure à 10 On peut, en variante, procéder à une nouvelle humidification de ce produit avec le liquide résiduaire, avec apport éventuel d'éléments nutritifs. Le produit final, fortement enrichi en principes minéraux et en azote, sera un engrais de choix. L'exemple ci-après est destiné à illustrer l'invention, d'une façon non limitative. EXEMPLE Pour obtenir 100 kg de produit de départ à fermenter, on mélange 45 kg de paille de blé à 10 ffi d'humidité et 10 kg de produit déjà fermenté å 20 * d'humidité, on place le mélange sur une bande transporteuse où il est aspergé avec au total 45 kg de vinasse de distillerie contenant 90 0% d'eau. Le produit de départ contient ainsi 47 * d'humidité. On procède ensuite à la fermentation dans les conditions décrites plus haut. La fermentation s'arrête spontanément lorsque l'humidité est tombée légèrement en dessous de 18 %. #Ainsi, pour 100 kg de produit de départ, environ 36 kg d'eau ont été éliminés par évaporation. Cette évaporation résulte de la combustion de 6 kg de matières sèches fermentescibles. La vinasse a apporté 4,5 kg de matières sèches dont 2,5 kg de matières oxydables suivant le procédé. La paille a apporté au moins 15 kg de matières oxydables suivant le procédé (cellulose). La masse de 100 kg de départ contenait donc au moins 17,5 kg de matières oxydables. Or l'évaporation n'ayant nécessité que 6 kg de ces matières, il en reste un large excès, ce qui peut justifier la réutilisation du produit comme nouveau substrat, et n'implique pas que toutes les oxydations soient complètes. Le produit résultant est utilisable comme combustible après dessication, son pouvoir calorifique étant d'environ 4 000 kcal/kg. Il sera utilisé avantageusement en tant que combustible par la distillerie qui produit les vinasses. Comme indiqué précédemment, ce produit peut également être soumis à de nouvelles fermentations par humidification avec des vinasses, en vue de la production d'engrais. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'élimination des liquides résiduaires par évaporation, caractérisé par le fait qu'il consiste à humidifier des résidus végétaux riches en glucide avec les liquides résiduaires à éliminer jusqu'à une humidité comprise entre environ 20 0% et environ 80 %' et à provoquer la fermentation des résidus ainsi humidifiés. 2 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel les résidus humidifiés ont une humidité comprise entre 25 et 65 *. 3 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel, pour obtenir un combustible, on soumet le produit résultant de la fermentation et autres réactions à une dessiccation finale. 4 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel, pour obtenir un engrais, on soumet le produit résultant à une ou plusieurs nouvelles fermentations en l'humidifiant avec chaque fois une nouvelle charge du liquide résiduaire à éliminer. 5 - Application à l'élimination des liquides résiduaires produits par les industries agricoles et agro-alimentaires.