Brevet FR2663018A1 — publié le 19911213

La présente invention a pour objet un procedé de traitement des purins ainsi qu'une installation correspondante. Les élevages intensifs en zootechnique gênèrent des quantités considérables de purin qui se déversent dans des bassins appropriés ou sous la grille du plancher ou encore dans le voisinage de l'élevage. Le stockage et la gestion du purin des zoos~entraine la diffus' sion d'ammoniac et d'odeurs nauséabondes à l'intérieur de l'élevage comme dans la zone environnante. De tels inconvénients se manifestent aussi lors de l'épandage des purins sur les terres agricoles, avec des désagréments correspondants pour les personnes habitant en zone rurale. La diffusion des vapeurs d'ammoniac à l'intérieur de l'élevage provoque des stress chez les animaux avec réduction correspondante des facteurs de conversion nourriture-viande et des prédispositions aux maladies. Pour résoudre les problèmes évoqués ci-dessus, diverses méthodes ont été préconisées, mettant en oeuvre l'utilisation de microbes selec tionnés et la dissolution électrolytique des ions cuivre, connus pour leur action antiseptique. Ce dernier procèdé fait l'objet du brevet européen EP. 0109.349 (Muller, Wolfgang#a [ ). Celui-ci prévoit et revendique essentiellement l'emploi d'électrodes de cuivre. L'usage de telles électrodes comporte ltinconvénient de déterminer la dissociation du cuivre dans les électrodes donnant lieu à des composés cuivriquesfortement toxiques et non biodégradables qui polluent progressivement aussi bien les nappes acquières que les eaux superficielles. En ce qui concerne la présence, dans le purin, des ions de cuivre on peut noter, à titre purement informatif, que le tableau A de la loi italienne ne319/76 pour la sauvegarde de l'eau fixe une limite de concentration de 0,1 mg/l pour le cuivre, dans les purins de décharge sur le sol ainsi que dans les eaux souterraines ou superficielles; une telle valeur peut difficilement être respectée lors du traitement électrolytique du purin utilisant le procèdé susvisé. Il faut considérer en outre que ces limites sont encore plus étroites dans les législation extranationales. Il apparait donc la nécessité (au sens de la loi italienne N0 319/76 et du DRP 915/82, mais aussi des autres législations équivalentes, européennes et extraeuropeennes) de devoir contenir au maximum l'introduction dans l'atmosphère de substances potentiellement dangereuses, y compris le cuivre, d'ailleurs déjà pressent en quantité significative dans quelques nourritures pour animaux et qui, inévitablement, se retrouve comme intermédiaire à la fin du cycle animal dans le purin On ne doit pas oublier en outre que certains sols comme ceux de culture de fruits ou de vigne contiennent une teneur en cuivre du fait de l'important apport en sulfate de cuivre comme agent anticrypto5ami- que , dommage encore largement aggravé par le fait que ces terrains sont disposés sur des collines et que, soit par érosion soit par écoulement vertical de l'eau, il se produit une diffusion du cuivre dans les sols, les eaux superficielles et les nappes acquifères. Dans le but d'obvier à ces graves inconvénients, les inventeurs ont entrepris d'intenses recherches dans le but de déterminer toutes les caractéristiques d'un procédé qui, par l'emploi de substances compatibles avec l'usage agricole du purin, permet d'obtenir un degré adéquat de fixation de l'azote ammoniacal et une bonne inhibition des odeurs désagréables, sans pour autant aggraver ultérieurement la pollution des sols ainsi que des eaux superficielles et des nappes acquifères. Ce but et d'autres qui apparaitront au cours de la presente description, est atteint par le procède selon l'invention qui propose l'usage d'un traitement électrolytique du purin, au moyen d'électrodes positives ou négatives, de préférence à polarité réversible, et selon lequel les élec- trodes sont de nature neutre, à savoir constituées d'un matériau ne libérant pas les ions de sa structure et caractérisé en outre par le fait que, pendant ou avant le traitement électrolytique, on effectue la diffusion dans le pu rin d'au moins l'un des anions choisis dans le groupe des sulfates (S04 ), phosphates (PO ---), chlore (Cl ), KMnO4 (permanganate de potassium comme oxydant), qui, libérés ou dispersés dans le purin grâce au courant induit des électrodes, entrainent - un processus de fixation de l'azote ammoniacal, par une réaction desdits panions avec l'ammoniac en formant des sulfates ou phosphates d'ammonium; - un processus d'oxydation des substances malodorantes par réaction du per manganate de potassium qui cède son oxygène au purin en provoquant simul tanément une action antiseptique. Outre qu'il permet de diffuser les ions, le courant continu provoque la dissociation électrolytique du chlorure de sodium (NaCl) contenu dans le purin, avec formation de chlore, hypochlorite de sodium et chlorate de sodium. Avantageusement, le matériau neutre des électrodes selon le présente invention est constitué par du graphique ou du carbone. Selon une autre caractéristique avantageuse, la dispersion des anions dans le purin s'effectue au moyen d'un panneau diffuseur compor - tant, sous forme de poudre agglomérée et collée avec un produit soluble dans l'eau - au moins un sulfate, de préférence du sulfate ferreux, pour la libération des ions sulfates, - au moins un phosphate, de préférence du phosphate de calcium pour la libé# ration des ions phosphates, - au moins un oxydant, de préférence du permanganate de potassium. Le chlore et le sodium proviennent du purin. On notera que la quantité d'ions sulfates, phosphates et d'oxydant peut ff varier en faction de la composition du purin selon des résultats d'analyse donnant la concentration en ammoniac. A titre d'exemple, pour une concentration d'ammoniac dans le purin de 100 mmg/litre, il est nécessaire de réaliser la diffusion avec les proportions suivantes - ions sulfates : 20 à 60 %, de préférence 40 % (en poids) - ions phosphates : 20 à 60 %, de préférence 40 % (en poids) - oxydant : 10 à 50 %, de préférence 20 % - colle, de préférence collagène : 3 à 5 % L'introduction de sulfate ferreux est particulièrement non polluant par rapport au sulfate de cuivre et, par ailleurs, il est décomposé par le phosphate de calcium. En ce qui concerne l'introduction, dans le purin, de manga- nèse sous forme de permanganate de potassium, on notera, à titre purement indicatif, que le tableau A de la loi italienne N0 319/76 fixe, pour le manga nèse, une limite de concentration de 2mg/l; valeur vingt fois supérieure à celle fixée pour le purin et donc avec une marge de tolérance bien supérieure. Les purins zootechniques ayant un pouvoir fertilisant, ils sont rarement assujettis aux dispositions contenues dans la loi MERLI. Toutefois, on peut se trouver dans le cas où l'érosion du purin répandu sur le sol peut donner lieu à une percolation, avec une teneur en cuivre supérieure aux limites fixées par labri, d'où ltopportunite d'éviter l'emploi de ce métal dans les procèdés de traitement des purins. Au cours du déroulement.du processus; dans le procédé selon 7'invention, il s'accumule sur les électrodes de graphite des dépôts char gés en purin et du zinc, qui se détachent suite au changement de polarité. Afin de pouvoir recueillir ces dépits on prévoit l'insertion d'un récipient approprié sous les électrodes, celui-ci étant rempli d'eau du robinet avant l'immersion du purin. Tous les autres avantages selon 1'i-nvention apparaitront dans la description suivante-d'un mode de réalisation, non limitatif, illustré par les dessins annexés où - La figure 1 représente une vue schématique d'une installation conforme à l'invention; - La figure 2 illustre une forme préférentielle de réalisation d'un panneau diffuseur, ici sous forme rectangulaire pour accroître la surface de dif: fusion et pour être introduit dans le purin à travers la grille- du sol. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'installation du diffuseur(3)s'effectue préférentiellement entre les électrodes en graphite (1,2) dans un réceptacle (V) contenant le purin à traiter (L). Le diffuseur est constitué par un aggrégat de matériaux solides, comme indiqué précédemment, qui sont collés entre eux et qui sont solubles, de façon contrôlée, dans le purin pendant un temps déterminé. REVENDICATIONS 1. Procèdé de traitement électrolytique du purin avec électrodes positives et négatives, de préférence à polarité réversible, caractérisé par le fait que - les électrodes utilisées (1,2) sont de nature neutre et constituées d'un matériau ne libérant pas les ions de sa structure;; - pendant ou avant le traitement électrolytique, on effectue la diffusion dans le purin (Li) des sulfates et/ou phosphates de manière qu'il se forme au cours du traitement l'un au moins des anions choisis dans le groupe S04 ( sulfate ), PO, (phosphate), Cl (chlore) qui, libérés ou dis perses dans le purin grâce au courant induit des électrodes, entrainent un processus de fixation de l'azote ammoniacal, par réaction des antdnss avec l'ammoniac pour former des sulFates et phosphates d'ammonium. 2. Procède selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit ultérieurement dans le purin un oxydant afin diobtenir simultanément un processus d'oxydation et de désinfection des substances malodorantes. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit sulfate est du sulfate ferreux. 4. Procèdé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérise en ce que ledit phosphate est du phosphate de calcium. 5. Procède selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit oxydant est constitué de permanganate de potassium. 6. Procèdé selon l'une quelconque des revndications 1 à 5, caractérisé en ce que les ions sulfates, phosphates et de l'oxydant sont sous la forme d'une poudre agglomérée par une matière collante, solubles de façon contro lee, sous forme de panneau (3) immergé dans le purin. 7. Appareillage de mise ne oeuvre du procède selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend d - un systéme electrolytique de traitement du purin comportant des électrodes de nature neutre (1,2) constituées en un matériau ne cédant pas les ions de sa structure; - au moins un diffuseur médian (3) du purin (Li) constitué de matériaux aggRo- mérés d'ions sulfates et/ou phosphates à solubilité contrôlée. 8. Appareillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les électrodes en matériau neutre sont constituées par du graphite ou du carbone. 9. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 7 ou8,carac- terse en ce que le panneau diffuseur (3) revêt une forme parallèlipédique. 10. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, carac- térisé en cee-que l'on dispose sous les électrodes et/ou sous le diffuseur un récipient apte à recolter-les sédiments solides.