Brevet FR2669100A1 — publié le 19920515

L'invention a pour objet un procédé et une installation permettant de transformer notamment du lisier en produits non polluants et fertilisants. Le problème du traitement et de la transformation du lisier, du purin et d'autres solutions et suspensions d'origine animale ou végétale riches en produits polluants tels que urée, nitrates et nitrites, notamment, est un problème de plus en plus critique et d'actualité. La plupart du temps, les solutions de ce type sont utilisées comme fertilisants par épandage. Mais on est limité dans cette voie par les risques de pollution, notamment des nappes d'eau potable, sans parler des inconvénients liés aux émanations nauséabondes résultant de tels épandages. Certains procédés ont été développés afin de tenter de réduire les effets néfastes de l'épandage. La plupart du temps, il s'agit de procédés mécaniques qui consistent à séparer les solides des liquides, soit par évaporation, soit par floculation. On a également essayé des techniques d'électrophorèse. De toute façon, des résidus solides demeurent et doivent être évacués pour être répandus sur des zones de culture particulières, par exemple telles que des pépinières arboricoles. Et ces procédés ne permettent pas d'éliminer ou transformer les nitrites et les nitrates qui restent présents dans les quantités initiales. L'invention a pour objet de résoudre le problème posé en permettant une transformation des lisiers, purins et autres solutions polluantes de ce type en produits neutres, voire fertilisants, dont les produits polluants sont éliminés par transformation. Le procédé conforme à l'invention se caractérise en ce qu'on fait passer les solutions à traiter, après malaxage et filtrage éventuellement nécessaire, à travers une chambre de combustion, en contact avec la flamme d'un brûleur alimenté en combustible et en comburant, et on règle les débits relatifs du brûleur et de la solution à traiter jusqu'à l'obtention, après passage dans la chambre de combustion, de fumées sensiblement dépourvues de nitrates et nitrites qui ont subi un craquage dans ladite chambre de combustion. Avantageusement, on sépare à la sortie de la chambre de combustion les effluents gazeux des particules solides riches en oligo-éléments que l'on récupère pour leur valorisation. Ainsi, selon le procédé de l'invention, on effectue une transformation physico-chimique modifiant fondamentalement la nature des composants du lisier permettant d'en éliminer les nitrates, nitrites et produits polluants en général. De surcroît, après passage dans la chambre de combustion, les produits sont micro-biologiquement inertes, éliminant les risques de contamination par les virus, microbes ou champignons pouvant infester les solutions. De surcroît, on a constaté avec surprise que les résidus solides obtenus à la sortie de la chambre de combustion étaient fortement chargés en oligo-éléments, magnésium, phosphore, potassium et calcium, notamment, éléments fertilisants par excellence. Une installation conforme à l'invention se caractérisera quant à elle en ce qu'elle comprend au moins un bac d'homogénéisation de la solution à traiter en relation avec un circuit d'amenée au brûleur d'un débit réglable de cette solution et un brûleur du type à flamme réglable dans une chambre de combustion avec alimentation en comburant et combustible. De façon avantageuse, et pour la souplesse d'emploi, le brûleur est un brûleur à gaz alimenté en surpression d'air comburant et de gaz. L'invention et sa mise en oeuvre apparaîtront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés montrant à titre d'exemple La figure 1, un schéma d'ensemble d'une installation conçue de l'invention, la figure 2, un détail agrandi de l'installation illustrée à la figure 1. Selon le mode de réalisation illustré dans les dessins, la solution à traiter, telle que purin ou lisier par exemple, est recueillie dans une fosse de stockage 1. Dans cette fosse s'effectue une certaine décantation, et l'on pompe au-dessus du fond de la fosse à un niveau approprié la solution qui est amenée par un conduit 2 au moyen d'une pompe 3 dans un bac 4 de reprise et d'homogénéisation. Pour l'homogénéisation, on utilise par exemple un malaxeur 5 entraîné par un moteur 6. La solution ainsi homogénéisée est reprise par une canalisation 7 au moyen d'une pompe 8 pour être injectée comme il va être expliqué plus en détail ci-après en tête d'un brûleur 9. Le débit d'injection de la solution de purin ou lisier peut être réglé en jouant sur le débit de la pompe 8 et/ou en jouant sur une vanne 10 de réglage du débit amenant la solution au brûleur. Avant d'être amenée au brûleur, la solution est nébulisée et homogénéisée en très fines gouttelettes au moyen d'un système d'injection repéré 11 à la figure 1 et qui est décrit plus en détail en relation avec la figure 2. A cette figure, on aperçoit que le système d'injection 11 comporte en fait un conduit 12 d'arrivée d'air comprimé d'entraînement, lequel débouche par un injecteur 13 à l'intérieur d'un conduit 14 formant Venturi, assurant l'entraînement, l'homogénéisation et la nébulisation du lisier amené dans la même chambre 14, sensiblement au niveau de l'injecteur 13, et latéralement à lui, par l'intermédiaire d'un conduit 15, relié à la vanne 10 du système doseur. L'extrémité du conduit 14 débouche à travers un plateau 16 formant la tête du brûleur 9. Le brûleur 9 quant à lui peut être un brûleur de type classique dont la flamme 17 doit s'épanouir généreusement dans la chambre de combustion 18 afin que soit obtenu le craquage satisfaisant des particules de lisier nébulisées projetées dans la chambre de combustion. Le brûleur sera avantageusement un brûleur de type à gaz et à air amenés sous pression. Dans l'exemple illustré, le gaz est introduit par la canalisation 19 et l'air de combustion par la canalisation 20. Cependant des brûleurs d'autres types peuvent être utilisés, par exemple des brûleurs à fuel ou à huile. A la sortie de la chambre de combustion 18, on dispose avantageusement un séparateur destiné à décharger les fumées des particules solides qu'elles contiennent. Ce séparateur schématisé en 21 sera avantageusement du type "cyclone". On recueille sous lui dans un bac 22 les particules solides, tandis que les effluents gazeux sont amenés par un conduit 23 à la cheminée 24. Avantageusement, sur le circuit des fumées, on dispose un échangeur de chaleur 25 qui peut être de tout type approprié par exemple eau/fumées ou encore air/fumées. L'échangeur peut être conçu pour récupérer non seulement la chaleur sensible des fumées mais également la chaleur de condensation. Par un réglage approprié des débits de chauffage du brûleur et de solution traitée, on élimine pratiquement totalement les produits polluants tels notamment que urée, nitrates et nitrites, et l'on recueille en tant que particules solides des élements fertilisants riches en oligo-éléments. Des résultats tout à fait satisfaisants ont été obtenus en traitant des lisiers de porc par passage dans un brûleur à gaz dans lequel étaient atteintes des températures de l'ordre de 1 300 C". Dans de telles conditions de traitement, les matières organiques présentes au départ étaient pratiquement détruites en totalité. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la transformation du lisier, du purin et d'autres solutions et suspensions d'origine animale ou végétale riches en produits polluants tels que urée, nitrates et nitrites notamment, caractérisé en ce qu'on fait passer ces solutions, après malaxage et filtrage éventuellement nécessaires, à travers une chambre de combustion (18) en contact avec la flamme (17) d'un brûleur alimenté en combustible et en comburant, et on règle les débits relatifs du brûleur et de la solution à traiter jusqu'à l'obtention, après passage dans la chambre de combustion, de fumées sensiblement dépourvues de nitrates et de nitrites qui ont subi un craquage dans ladite chambre de combustion. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on sépare, à la sortie de la chambre de combustion, les effluents gazeux des particules solides riches en oligoéléments que l'on récupère pour leur valorisation. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce qu'on récupère sur le circuit des fumées, la chaleur sensible et/ou de condensation dans des récupérateurs (25). 4 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un bac (4) d'homogénéisation de la solution à traiter en relation avec un circuit (7, 8, 10, 15) d'amenée au brûleur d'un débit réglable de cette solution et un brûleur (9) du type à flamme réglable dans une chambre de combustion (18) avec alimentation en comburant et en combustible. 5 - Installation selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'elle comprend en aval de la chambre de combustion (18) un séparateur (21) de particules solides. 6 - Installation selon la revendication 4 ou la revendication 5 caractérisée en ce qu'elle comprend en aval de la chambre de combustion un récupérateur de chaleur (25) sur le circuit des fumées. 7 - Installation selon l'une des revendications 4 à 6 caractérisée en ce que le brûleur (9) est un brûleur à gaz alimenté en surpression d'air combustible et de gaz. 8 - Installation selon l'une des revendications 4 à 7 caractérisée en ce que l'arrivée de la solution à traiter dans la chambre de combustion (18) se fait à travers un système (11) à injecteur d'air (13) sous pression d'entraînement et de dispersion-nébulisation de la solution. 9 - Installation selon la revendication 8 caractérisée en ce que le système d'injection (11) forme Venturi avec injecteur d'air comprimé (13) central et arrivée latérale de solution (15), l'axe du Venturi étant centré sur celui de la chambre de combustion (18) placée en dessous de lui.