Brevet FR2628517A1 — publié le 19890915

La présente invention concerne une installation de traitement de déchets essentiellement organiques tels qu'ordures ménagères comportant une déshumidification de ceux-ci en vue de réaliser un stockage sans nuisance desdits déchets. I1 existe actuellement trois grands modes de traitement des ordures ménagères, à savoir la décharge, le compostage et l'incinération. On sait que l'incinération permet de valoriser les ordures ménagères par récupération des calories qu'elles contiennent. Cette récupération des calories a lieu par l'emploi d'un four-chaudière. L'utilisation de cette énergie, lorsqu'il s'agit de pourvoir à un chauffage, est une utilisation partie-lle dans le temps avec pour corollaire un manque de souplesse pour s'adapter à des variations des besoins de chauffage, notamment pendant la saison froide. D'autre part, un autre inconvénient du procédé d'incinération réside dans le fait qu'il faut prévoir, dans la plupart des cas, un four de secours pour les pannes éventuelles, pour l'arret d'un mois par an nécessaire pour l'entretien et pour écreter les apports irréguliers des déchets organiques. Pour essayer de remédier à l'inconvénient des apports irréguliers, on a naturellement procédé à des stockages dans des décharges mais cette solution n'est nullement satisfaisante puisqu'il se produit une dégradation biologique de la masse de déchets, notamment par des fermentations anaérobies dans la masse des déchets s'accompagnant d'effets nuisibles pour l'environnement, notamment par l'émission d'odeurs putrides. Par ailleurs, la technique de compostage poursuit un but différent qui est celui d'hygiéniser le produit en arrivant avant tout à dégrader suffisamment la matière organique pour que celle-ci puisse servir d'amendement, voire meme de terreau, et il n'est donc plus question, ici, d'une incinération. La demande de brevet japonais JP-A-5724685 au nom de BURANDO KENKYUSHO K.K. décrit un procédé de traitement d'ordures ménagères selon lequel on procède à une déshumidification des déchets organiques jusqu'à une teneur en humidité inférieure à un seuil pour lequel il ne se produit plus de dégradation biologique et d'émission concomittante de nuisances telles qu'odeurs putrides. La présente invention a pour but de perfectionner la technique de traitement d'ordures ménagères décrite dans la demande de brevet de BURANDO en réalisant une installation de traitement du type décrit dans le préambule de la revendication 1 et caractérisée en ce que les moyens de déshumidification comprennent un certain nombre de tuyaux percés de répartition d'air de séchage sous les déchets, uniformément répartis sur le fond de la fosse, et reliés entre eux pour former une tuyauterie en boucles ; une couche poreuse à l'air de recouvrement de la tuyauterie en une matière sableuse à -3 grains de plus en plus gros vers la surface supérieure de la couche de recouvrement et au moins un générateur d'air de séchage relié à la tuyauterie et produisant par la tuyauterie une aération forcée des déchets organiques. Le fond de la fosse ainsi aménagé de l'installation conforme à l'invention permet une très bonne répartition d'air sous les déchets organiques pour pallier au manque d'homogénéité des déchets stockés dans la fosse. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaltront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels La figure 1 est une vue en élévation d'une installation de traitement de déchets organiques conforme à l'invention La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 ; et La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1. En se reportant aux figures, l'installation de traitement de déchets esssentiellement organiques tels qu'ordures ménagères comprend au moins une fosse 1 dans laquelle sont entassés des déchets organiques 2 en formant ainsi une masse. Une fosse 3 de stockage de déchets organiques contenus notamment dans des sacs en plastique est située dans le prolongement de la fosse 1 en étant séparée de cette dernière par un local technique LT dans lequel sont installés un certain nombre de générateurs d'air 4, par exemple au nombre de trois, reliés en parallèle à un tuyau latéral commun 5 bouché à ses deux extrémités. L'installation selon l'invention comprend des moyens 6 de déshumidification ou dessèchement des déchets organiques 2 entassés dans la fosse 1 jusqu'à une teneur en humidité inférieure à un seuil pour lequel il ne se produit pratiquement plus de dégradation biologique et d'émission concomittante de nuisances telles qu'odeurs putrides. Ces moyens de déshumidification comprennent un certain nombre de tuyaux parallèles 7 fixés par des moyens appropriés au fond la de la fosse 1 et reliés en communication de fluide entre le tuyau 5 et un tuyau 8 sensiblement parallèle au tuyau 5, les deux extrémités du tuyau 8 étant reliées respectivement aux deux extrémités des deux tuyaux extrêmes 7 opposées aux deux extrémités reliées au tuyau 5. Les tuyaux 7 sont uniformément répartis sur le fond la de la fosse 1 et sont percés sur toute leur longueur. Les perçages sont calculés pour permettre d'assurer la perte de charge totale équivalente au poids des ordures. Les perçages sont dirigés vers le fond de la fosse, les tuyaux étant séparés du sol par un dispositif de support approprié.Les tuyaux 7 et le tuyau 8 forment ainsi une tuyauterie en boucles communiquant entre elles de répartition des charges statique et dynamique équiproportionnelle d'air de séchage sous toutes les surfaces des déchets 2. Les moyens de déshumidification 6 comprennent de plus une couche 9 poreuse à l'air de recouvrement de la tuyauterie en une matière sableuse à grains de plus en plus gros vers la surface supérieure de la couche de recouvrement 9 et les générateurs d'air 4 constitués par exemple par des ventilateurs alimentés en air chaud et sec qui est prélevé par exemple au-dessus d'une chaudière ou à la partie supérieure d'au moins un four de l'installation d'incinération. Afin de ne pas être obturés par les grains de la couche sableuse, les trous pratiqués le long des tuyaux 7 sont d'un diamètre plus gros que les grains.A titre d'exemple, la couche-sableuse peut comporter une couche de sable à grains de grosseur identique recouvrant totalement les tuyaux 7, elle-même recouverte d'une couche de gravier à grains de plus en plus gros vers le haut. Le fond la de la fosse 1 est incliné en direction d'une rigole 10 de collecte des eaux d'écoulement des déchets organiques pourvue avantageusement d'un syphon 11 de déversement des eaux dans un canal 12 relié à une pompe 13 d'évacuation des eaux. De plus, ce fond la doit être complètement imperméable et est à cette fin réalisé en un béton hydrofuge. L'agencement ci-dessus décrit des moyens de déshumidification 6 permet une excellente répartition d'air de séchage sous les déchets organiques 2 pour palier au manque d'homogénéité de ceux-ci. Les boucles de la tuyauterie reçoivent des générateurs d'air 4 fonctionnant en parallèle la juste quantité d'air nécessaire au séchage répartie et distribuée par les trous pratiqués dans les tuyaux 7 en fonction de la perte de charge recherchée et la présence de la couche de recouvrement 9 à grains de plus en plus gros vers la. surface supérieure de celle-ci permet encore mieux de répartir l'air de séchage. En fait, la perte de charge due à la traversée des déchets organiques 2 est moins importante que la perte de charge due à la traversée de la couche de recouvrement 9, ce qui permet d'avoir la bonne répartition d'air souhaitée. L'installation comprend de plus un dispositif 14 de déchiquetage grossier des déchets organiques situé au-dessus du local technique LT entre les fosses 1 et 3. Ce déchiquetage a pour but d'homogénéiser quelque peu les déchets, de fractionner les récipients creux et étanches, notamment les sacs de plastique, provenant de la fosse 3 à ordures ménagères afin d'éviter par la suite des fermentations anaérobies. Le dispositif de déchiquetage 14 peut être constitué par une cisaille, connue en soi comme comprenant deux mâchoires de broyage 14a, 14b, fixée sur une poutrelle horizontale 15, les mâchoires étant montées pivotantes l'une par rapport à l'autre autour d'un axe horizontal sous la commande d'au moins un vérin hydraulique 16 alimenté en fluide par une unité d'alimentation 17.Les ordures ménagères sont prélevées de la fosse 3 et amenées dans une trémie 18 située au-dessus de la cisaille 14 par l'intermédiaire d'un pont roulant 19 disposé au-dessus des fosses 1, 3 et de la trémie 18. Les déchets déchiquetés par les mâchoires 14a et 14b tombent dans la fosse 1 à travers une ouverture lb pratiquée dans sa paroi latérale commune au local technique LT et forment un tas de déchets T contre cette paroi latérale. Les ordures déchiquetées, au lieu d'être envoyées dans la fosse 1, peuvent être envoyées dans la fosse à ordures 3 à travers une ouverture 3a pratiquée dans sa paroi latérale commune au local technique LT.Pour cela, un volet mobile 20 est monté pivotant autour d'un axe horizontal perpendiculaire au plan de la figure 1 en-dessous de la cisaille 14 pour fermer soit l'ouverture lb en laissant libre le passage des ordures déchiquetées vers l'ouverture 3a, soit l'ouverture 3a en laissant libre le passage des ordures déchiquetées vers l'ouverture lb. Le pont roulant 19 comprend un chariot mobile 21 le long d'une traverse horizontale 22 surmontant les fosses 1, 3 et la trémie 18 et une benne de manutention 23 à deux mâchoires 23a, 23b de préhension et/ou de déversement-de déchets. La benne 23 est fixée à un câble de manoeuvre 24 s'enroulant autour d'un treuil de commande 25 du chariot 21. La traverse 22 est supportée à ses deux extrémités par deux longerons 25 faisant également offices de chemin de guidage de la traverse 22 qui se déplace suivant une direction perpendiculaire au plan de la figure 3. Les déplacements relatifs de la traverse 22 et du chariot 21 ainsi que la commande du treuil 25 peuvent s'effectuer soit par l'intermédiaire d'une commande manuelle, soit automatiquement par un automate conçu à cet effet. Les déchets broyés formant le tas T dans la fosse 1 sont repris par la benne 23 commandée manuellement laquelle range alors- automatiquement les prises, les unes après les autres, selon un canevas conçu en abscisses et ordonnées pour former une couche de déchets organiques dans la -fosse 1. Chaque couche de déchets est complètement formée en déposant'tout d'abord, sur la couche de recouvrement 9 ou sur une couche de déchets déjà formée, les déchets pris par la benne 23 dans le tas T de façon que les différents tas déversés soient séparé s les uns des autres par des creux, puis en comblant ces creux, après décalage approprié en abscisse et ordonnée de la benne 23 et intégration de la hauteur des tas de la couche précédemment formée, par d'autres prises ultérieures de déchets déversés par la benne 23.Pour éviter les pertes de temps et d'énergie, l'automate de commande du pont roulant 19 déplace la benne 23a sa position basse. De plus, les mouvements de démarrage et de ralentissement du pont roulant sont suffisamement lents pour que la benne soit toujours immobilisée au-dessus de la position exacte de déversement des déchets. On obtient ainsi des couches de déchets d'une hauteur uniforme. Au cours du chargement de la fosse 1 en ordures ménagères, une série de capteurs ou sondes thermostatiques est disposée dans les couches 2 afin de contrôler la température atteinte lors de l'opération de déshumidification, couche après couche, et d'en déduire la siccité atteinte. Ces sondes, non récupérées, sont à renouveler à chaque remplissage de la fosse 1. Avantageusement, les sondes situées dans la couche supérieure 2 de déchets dans la fosse 1 mesurent la température des déchets qui est comparée à une valeur prédéterminée dans un circuit de comparaison (non représenté) qui délivre un signal d'arrêt des générateurs d'air 4 lorsque le température mesurée dans cette couche atteint la valeur de température prédéterminée choisie de façon à être voisine de la température de l'air sortant des tuyaux 7, par exemple de 300C.Les sondes peuvent également être utilisées comme moyens de protection contre des incendies dans la mesure où si l'une des sondes détecte une température par exemple de 90 C, les générateurs d'air 4 sont arrêtés et une alarme est déclenchée dans une salle de contrôle. Le déchargement des déchets entassés dans la fosse 1 en vue de les déverser dans la trémie de fours d'incinération est effectué par le pont roulant-21 de façon entièrement automatique. Il est par ailleurs possible de décharger tout ou partie des déchets de la fosse 1 dans la fosse à ordures 3 par l'intermédiaire du pont roulant 19 afin de procéder à un mélange entre les ordures déshumidifiées de la fosse 1 et les ordures fratches de la fosse 3, ce mélange pouvant ensuite être déversé par le pont roulant dans la trémie du four d'incinération. Afin d'éviter au fond de la fosse 1 d'être usagé par la benne 23 lors du rechargement des déchets déchiquetés, l'automate est adapté de façon à empêcher la benne 23 de s'approcher du fond de la fosse à une distance de celle-ci inférieure à une valeur prédéterminée, par exemple de 0,5 mètres. De préférence, on prévoit en permanence une couche de déchets au-dessus de la couche de recouvrement 9 afin de protéger cette dernière de la benne 23 qui viendrait heurter le fond de la fosse 1 en cas de défaillance de l'automate. Les moyens de déshumidification conformes à l'invention réalisent ainsi une fermentation aérobie qui élève sensiblement la température de la masse des déchets entassés dans la fosse 1. Celle-ci peut être assimilée à une combustion lente. L'air comburant au sortir de la masse est chargé de vapeur d'eau. Il se produit ainsi une déshumidification et dessèchement de la masse en fermentation. Au bout d'un certain temps, par manque d'humidité, la fermentation est contrariée et la température diminue. Ainsi, en poursuivant l'opération de déshumidification ou dessèchement des déchets organiques, on aboutit finalement à une teneur en humidité des déchets organiques inférieure à un seuil pour lequel il ne se produit pratiquement plus de dégradation biologique et d'émission concomittante de nuisance telles qu'odeurs putrides. On peut donc stocker ces déchets organiques pendant des périodes de temps relativement longues et attendre l'instant où il est souhaitable d'en réaliser leur incinération. Le seuil d'humidité pour lequel des déchets organiques ne se dégradent plus est variable selon la composition. On peut augmenter la vitesse de déshumidification ou d'assèchement par l'emploi d'air chaud pour l'aération forcée qui est récupéré à partir de l'air chaud disponible sur un four d'incinération comme indiqué précédemment ou par chauffage solaire direct ou indirect. Naturellement, par sécurité, il est encore souhaitable de diminuer la teneur en humidité des déchets en-dessous du seuil précité en continuant à injecter de l'air sous la masse. Il ne s'agit plus alors d'une fermentation mais simplement de l'effet physique du séchage à l'air. On aboutit alors à un blocage de la fermentation, ce qui permet un stockage prolongé des déchets sans nuisance. On peut naturellement de temps en temps procéder à une nouvelle injection d'air pour maintenir l'humidité en-dessous du seuil d'humidité précité et on effectue donc des contrôles d'humidité périodiques. L'installation selon la présente invention permet donc de réaliser un stockage à volonté de déchets organiques comme les ordures ménagères en permettant une utilisation selon le meilleur moment. D'autre part, l'installation selon l'invention permet d'éviter la présence d'un four en secours car le stockage obtenu par l'invention permet de servir de secours pendant les pannes éventuelles ou pendant l'arrêt d'un mois par an pour entretien ainsi que pour écrêter les apports irréguliers. L'invention permet donc de diminuer l'importance du financement d'une usine d'incinération en évitant la présence d'un four en secours. REVENDICATIONS 1. Installation de traitement de déchets essentiellement organiques tels qu'ordures ménagères, du type comprenant au moins une fosse dans laquelle sont entassés les déchets, des moyens de déshumidification'ou de dessèchement des déchets organiques entassés dans la fosse jusqu'à une teneur d'humidité inférieure à un seuil pour lequel il ne se produit pratiquement plus de dégradations biologiques et d'émissions concomittantes de nuisances telles qu'odeurs putrides, caractérisée en ce que les moyens de déshumidification (6) comprennent un certain nombre de tuyaux percés (7) de répartition d'air de séchage sous les déchets (2), uniformément répartis sur le fond (la) de la fosse (1), et reliés entre eux pour former une tuyauterie en boucles ; une couche poreuse à l'air, de recouvrement (9) de la tuyauterie en une matière sableuse à grains de plus en plus gros vers la surface supérieure de la couche de recouvrement (9) ; et au moins un générateur d'air de séchage (4) relié à la tuyauterie et produisant à travers celle-ci une aération forcée des déchets organiques (2). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fond-(la) de la fosse (1) est incliné dans la direction d'une rigole (10) de collecte des eaux d'écoulement des déchets organiques pourvue avantageusement d'un syphon (11) de déversement des eaux dans un canal (12) relié à une pompe d'évacuation des eaux (13). 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le fond (la) de la fosse (1) est en une matière imperméable, de préférence en béton hydrofuge. 4. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un capteur de mesure de la température des déchets entassés dans la fosse (la) précitée et un circuit de comparaison de latempérature mesurée par le capteur à une valeur de température prédéterminée et délivrant un signal d'arrêt du générateur d'air (4) lorsque la température mesurée atteint la valeur de température prédéterminée. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le capteur précité est situé dans la couche supérieure des déchets entassés dans la fosse (1) et en ce que la valeur de température prédéterminée est voisine de la température de l'air sortant des tuyaux (7). 6. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un pont roulant (19) pour le chargement ou déchargement des déchets organiques dans la fosse (1) précitée, comprenant essentiellemnt une benne de manutention (23) des déchets déversés dans la fosse (1), automatiquement commandée et positionnée au-dessus du fond (la) de la fosse (1) suivant un canevas en abscisses et ordonnées pour former successivement des couches de déchets d'une hauteur uniforme. 7. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une couche inférieure de déchets est prévue en permanence au-dessus de la couche de recouvrement (9).