Brevet FR2509284A1 — publié le 19830114

La présente invention concerne un procédé de saponification des matières grasses dans le but de les solubiliser dans l'eau en vue de les éliminer lorsque leur présence est gênante et de les rendre plus facilement biodégradables. Les matières grasses rejetées dans les réseaux d'évacuation sont genantes à plusieurs titres - elles se déposent en amas solides dans les canalisations et autres dispositifs des réseaux d'évacuation, ce qui a pour conséquence de provoquer des colmatages qui freinent ou même arrêtent l'écoulement des eaux - Si elles sont entraînées jusqu'aux appareils d'épuration biologique, elles constituent une charge polluante difficilement biodégradable et d'autre part elles limitent, dans de fortes proportions, la dissolution de l'oxygène, élément indispensable à l'activité des bactéries épuratrices des stations aérobies. Pour les raisons ci-dessus, il est mis en place sur les réseaux d'évacuation des eaux usées, des dispositifs de décantation ou "boites à graisses qui retiennent la plus grande partie des matières grasses, afin de les empêcher d'arriver aux dispositifs d'épuration. Les graisses s'accumulent donc en surface des décanteurs ou boîtes à graisses ; cependant, périodiquement, il est indispensable d'enlever la couche de graisse qui s'est dépo de suée, faute/quoi la boîte à graisse serait complètement remplie, colmatée et ne laisserait plus passer l'eau. Il faut noter que cette opération de nettoyage est coûteuse et désagréable à effectuer. De plus, les graisses enlevées du décanteur doivent être stockées en un tout autre lieu et ce stockage peut causer des nuisances pour l'environnement, mauvaises odeurs en particulier. Ainsi, les graisses doivent être éliminées - de tout dispositif (siphon, puisard...) d'un circuit dès qu'elles provoquent des colmatages, - et, périodiquement, des bacs à graisses lorsque leur accumulation devient excessive. Il existe actuellement deux types de procédés pour éliminer les graisses - les procédés mécaniques, - les procédés chimiques. Les procédés mécaniques consistent, dans le cas de colmatage accidentel des canalisations, ou de tout autre dispositif du réseau d'évacuation, à curer les canalisations à l'aide d'appareils ##I-I-opriés tels que furets ou tiges ou câblcc jn#talliques. Ces procédés sont très difficilement applicables sur des réseaux longs, présentant des courbures et donc difficiles d'accès. De plus, ils font appel å des outils bien spéciaux qui ne sont pas à la disposition du grand public, mais des spécialistes. Certains types de collectivités ou d'industries rejettent des quantités considérables de matières grasses : les cantines des collectivités telles que les écoles et hôpitaux, certains fabricants de plats cuisinés ou traiteurs, des industries de la viande comme les charcuteries industrielles. L'enlèvement des dépôts de ces boîtes à graisse industrielles est particulièrement coûteux, car il doit être effectué régulièrement par pompage et les dépôts enlevés doivent être transportés par camion. Les procédés chimiques, pour éliminer des dépôts qui colmatent les circuits, consistent à y introduire des produits chimiques basiques tels que de l'hydroxyde de sodium, ou des solvants volatiles, toxiques et inflammables. Les produits basiques, et l'hydroxyde de sodium en particulier, sont très dangereux. Ils causent, au contact de la peau et des yeux, des brûlures graves. La législation prévoit, par ailleurs, un étiquetage pour prévenir l'utilisateur des risques encourus et des précautions à prendre, éventuellement pour indiquer les soins à pratiquer en cas d'accident. Les produits chimiques utilisés jusqu'à présent sont donc difficiles et dangereux à manipuler. De plus, le produit le plus couramment utilisé (hydroxyde de sodium) ne liquéfie les graisses qu'entre deux limites de concentration. En-dessous de la limite inférieure, les amas de graisses ne sont pas attaqués, au-delà de la limite supérieure (50 g/l) ils sont durcis et le décolmatage est rendu encore plus difficile. Ainsi en principe, il faudrait que tout utilisateur, pour obtenir une bonne efficacité de ces produits, pratique un dosage. Il pourrait ainsi déterminer la concentration finale de la solution d'hydroxyde de sodium qui sera en contact avec la graisse à liquéfier. Cette opération de dosage n'est jamais réalisée dans la pratique et pour un usage courant. Des produits bactériens sont proposés sur le marché. Cependant, leur action est lente. Après traitement, on doit les laisser agir sans rejeter d'eau dans le circuit-pendant plusieurs jours ; faute de quoi ils seraient dilués et entraînés llors du circuit où ils doivent agir. On conçoit donc aisément que ce type de traitement n'est applicable que dans le cas de réseaux individuels, avant une absence prolongée de l'utilisateur. Il n'est pas applicable par contre aux installations collectives ou industrielles où le rejet est quotidien. Le procédé de liquéfaction et de solubilisation des matières grasses, objet de la présente invention, consiste à introduire dans les circuits d'évacuation deux composés chimiques qui, au contact l'un de l'autre et en milieu aqueux, réagissent ensemble in situ pour libérer des cations. Ces cations sont destinés, de manière classique, à saponifier, liquéfier ou solubiliser les matières grasses de façon à les éliminer des boîtes à graisse, ou autres dispositifs des réseaux d'évacuation des eaux usées. La saponification et la liquéfaction réalisées selon un tel procédé ont pour conséquence de rendre les matières grasses plus facilement biodégradables et sans effet nocif sur le bon fonctionnement des appareils d'épuration. Un grand avantage de l'invention est de faire intervenir des produits qui ne sont ni toxiques, ni dangereux pour le manipulateur qui utilise le procédé. De plus, la mise en oeuvre du procédé limite ou supprime les opérations de nettoyage des bacs à graisse et, pour une-application industrielle, abaisse les coûts des interventions des engins et des camions de vidange qui sont particulièrement onéreuses. Les composés chimiques à mettre en oeuvre suivant le procédé peuvent être pris séparément ou ensemble et à sec avant emploi ils sont sans danger pour le manipulateur, car ils libèrent des cations uniquement in situ, c'est-à-dire lorsqu ils sont mis en présence l'un de l'autre dans le circuit d'évacuation et en milieu aqueux. A tire d'exemple préférentiel et non limitatif, les produits à mettre en oeuvre peuvent être une enzyme et son substrat. L'enzyme peut être de l'uréase, le substrat de l'urée, et les cations libérés de l'ammoniaque. Ceux-ci transforment les graisses telles que les glycérides insolubles, en glycérol et sels d'acides gras solubles. De plus, pendant la réaction, l'urée libère de l'ammoniaque naissant et l'on sait que les corps naissants sont plus réactifs que les corps qui ont été produits et stockés depuis longtemps, tel le cas de ceux décrits au début du présent mémoire. Il découle de cette constatation qu'il est préférable d'intro duire une quantité donnée d'uréase au départ et d'injecter de temps à autre de petites quantités d'urée de façon à ce que toute l'urée étant dégradée entre deux injections, il apparaisse de l'ammoniaque naissant à toute nouvelle injection. Une variante du procédé de l'invention consiste àutiliser des produits chimiques solides, à dissolution lente notamment pour le nettoyage des bacs à graisse. Ceux-ci restent ainsi au fond des bacs à graisse ou en surface et ne sont pas entraînés par la circulation de l'eau. Les cations sont libérés en permanence, même lorsque ce l'eau circule quotidiennement dans le circuit. Dans le cas d'enzymes qui agissent sur un substrat, celles-ci peuvent etre alors fixées sur un support inerte, insoluble et de granulométrie appropriée. Les enzymes ainsi fixées restent également présentes dans le circuit, ne sont pas entraînées par l'écoulement des eaux et peuvent agir en permanence pendant toute la période où leur activité spécifique est suffisante. Le procédé peut etre mise en oeuvre en utilisant de l'urée à dissolution lente ou "urée retard" . On peut utiliser comme enzymes de l'uréase fixée sur un support inerte tel que de la brique pilée ou de l'uréase incluse dans des billes de polymère insoluble. Dans ces conditions, l'ammoniaque est libérée pendant plusieurs jours ou plusieurs semaines, on évite ainsi les contraintes quotidiennes de rajout. Ceci a pour conséquence d'abaisser la quantité d'enzyme utilisé et donc le coût de l'opération. Les avantages du procédé objet de l'invention par rapport aux procédés classiques sont de plusieurs ordres. Par rapport aux procédés chimiques mettant en jeu de l'hydroxyde de sodium - les produits et réactifs pris séparément, ou pris en mélange à sec ne présentent aucun danger pour le manipulateur et ne sont pas toxiques, - dans le cas de l'uréase et de son substrat, l'ammoniaque in situ ne présente jamais de concentration maximum au-dessus de laquelle la liquéfaction des graisses ne se produit plus comme ctest le cas pour l'hydroxyde de sodium. En effet, avec l'urée et lturéase, il y a une "autorégulation" de la réaction qui aboutit à ce que la concentration d'ammoniaque libérée ne dépasse pas 15 g/l, c'est-à-dire une concentration voisine de la concentration optimale de l'hydroxyde de sodium.Cette autorégulation est obtenue du fait que l'ammoniaque libérée, lorsqu'elle atteint ce seuil, inhibe l'action de l'uréase ce qui stoppe la libération d'ammoniaque. Par rapport aux procédés de mise en oeuvre de bactéries sélection#es ou d'enzymes lipolytiques, la vitesse de dissolution des graisses est plus rapide (quelques heures) au lieu de plusieurs jours. Il est utile de préciser que, d'une manière générale, les graisses après traitement sont plus facilement biodégradables car elles se décomposent en sel d'acide gras et en glycérol solubles, facilement assimilés par les micro-organismes et sans influence néfaste sur les taux de transfert d'oxygène dans les stations d'épuration. Les caractéristiques et les avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de l'exemple ci-après, décrivant, à titre illustratif et non limitatif, un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Cet exemple est annexé d'un dessin représentant : l'évo- lution du pH de l'ammoniaque et du poids de graisse dissout au cours du temps après application du procédé. EXEMPLE Dans un séparateur à graisse expérimental de capacité utile 15 litres contenant 10 litres d'eau et 500 g de graisses sous forme d'amas durcis et flottants, on introduit - 30 g d'urée technique renfermant environ 46 % d'azote, - 2 g d'uréase brute titrant 2 400 unités par gramme. Une unité d'uréase correspond à la libération d'une micromole d'ammoniaque par minute. Urée et uréase sont préalablement dissoutes dans un petit volume d'eau avant introduction dans le séparateur. Après traitement, très rapidement, la libération d'ammoniaque débute et provoque une augmentation de pH du milieu qui passe de 5,5 à 8. Au bout d'une heure 30 % de l'ammoniaque potentiel est libéré pour atteindre 90 à 95 sÓ au bout de 3 heures, soit environ 15 g pour 10 litres. La dissolution des amas de graisse se fait lentement et progressivement. On observe d'abord une coloration blanche du milieu aqueux. Ce dernier s'épaissit de plus en plus et on voit à l'oeil nu les amas graisseux fondre. A la 15ème heure, 60 t des graisses solides ont été liquéfiées et après 24 heures, on ne distingue plus à la surface du liquide que quelques fines granulations qui ne représentent que 5 à 10 % des amas initiaux. L'ensemble du contenu du bac se présente alors comme un liquide laiteux, très fluide et très glissant et une simple vidange suffit à éliminer le tout. A la suite de la fixation de l'ammoniaque par les graisses, au cours de l'opération, le pH qui plafonnait à 8,8 descend progressivement pour se stabiliser à 7,1 après 24 heures. Les graisses ainsi liquéfiées présentent une biodégradabilité bien supérieure aux amas flottants et nous avons noté un développement intense de bactéries appartenant à des genres divers ainsi que de levures. REVENDICATIONS 1. Procédé de liquéfaction et de solubilisation de matières grasses en milieu aqueux, pour décolmater les réseaux d'évacuation et pour rendre les graisses plus assimilables dans les stations d'épuration, CARACTERISE EN CE QU'il consiste à faire réagir réagir in situ au moins deux composés chimiques qui libèrent, en présence de l'eau, des cations destinés à saponifier les susdites matières grasses. 2. Procédé selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE l'un au moins des deux composés chimiques se présente sous une forme solide à dissolution lente. 3. Procédé selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE l'un des susdits composés chimiques est une enzyme et l'autre le substrat de cette dernière. 4. Procédé selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE les susdits composés chimiques sont pris sëparément. 5. Procédé selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE les susdits composés sont pris ensemble et à sec 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 CARACTERISE EN CE QUE l'enzyme est fixé sur un support inerte soluble. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, CARACTERISE EN CE QUE le susdit substrat est de l'urée, la susdite enzyme de l'uréase et les susdits cations libérés de l'ammoniaque (NH4+).