Brevet FR2673125A1 — publié le 19920828

La présente invention a trait au domaine du traitement des déchets et résidus nocifs et concerne tout spécialement un procédé et une installation adaptée pour la destruction, sans risques et produits de nuisances, de conteneurs renfermant des déchets/ de laboratoires. On sait que les déchets et résidus de réactions et trai- tements divers, dans les laboratoires ou petites installations, se caractérisent par une très grande diversité de composition et une faible quantité unitaire, par exemple de quelques centaines de gram- mes à quelques kilos au maximum Ces déchets, la plupart du temps 1 Q nocifs et polluants, sont généralement récupérés dans des récipients en matériaux divers tels que verre, matériaux composites, matière plastique, métal ou autre. Les manipulations, connues jusqu'ici, pour se débaras- ser de ces déchets consistent généralement en une ouverture manuel- =I éventuellement le des conditionnements puis/en des analyses de chaque contenu et, enfin, en des traitements proprements dits qui doivent être adaptés à chaque type et à chaque forme (solide, liquides pulvérulente) de composition. Ces manipulations sont très souvent extrêmement dange- reuses, notamment lors de l'ouverture des récipients qui peuvent laisser exhaler des vapeurs toxiques ou contenir des produits agressifs pour la peau Elles exigent donc une infinité de précau- tions et, en particulier, le port d'une tenue spéciale de protec- tion En outre, elles entraînent des coûts importants tant au niveau des multiples analyses nécessaires que lors des traitements de destruction qui doivent être adaptés à chaque cas particulier ou groupe de déchets. Le but principal de l'invention est de proposer un procédé et une installation de mise en oeuvre permettant de s'af- franchir de tous les inconvénients précités grâce à la suppression de toute intervention manuelle, de toute analyse préalable et à la possibilité d'une destruction automatique des conteneurs, avec récupération des matériaux, sanis danger de manipulation. Selon le principe et la définition la plus générale du procédé, on utilise l'onde de choc créée par une explosion en milieu immergé pour procéder au bris des emballages tels que flacons ou conteneurs similaires renfermant des déchets et produits dangereux. Plus précisément, le procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que les flacons, disposés en rangées dans des paniers à grillage métallique, avec interposition de cordeaux détonants, sont immergés en bassin et soumis à une explosion en eau relativement profonde, après quoi les paniers sont relevés et soumis à un lavages les flacons détruits étant recyclés ou envoyés en décharge, alors que les déchets, accumulés et/ou dilués progressivement dans le bassin, sont éliminés progressivement et traités de façon connue en soi. On sait que l'explosion dans l'eau d'un produit détonant se caractérise par la création d'une onde de choc puis l'apparition d'une bulle de gaz de pression L'onde de choc transporte l'énergie maximale mais, par contre, les pressions secondaires de pulsation de la bulle ont une action plus prolongée C'est précisément ce type d'explosion que l'on met en oeuvre pour provoquer le bris des conteneurs de déchets nocifs en utilisant les ondes de choc qui accompagnent la formation de bulles de gaz Du fait que lion opère en milieu immergé, les gaz éventuellement générés lors du bris des flacons sont lavés dans l'eau du bassin En outre les courants gazeux produits lors du cassage des bulles sont utilisés comme moyens d'agitation naturelle de l'eau du bassin ou piscine. Pour une mise en oeuvre correcte du procédé, il con- vient d'utiliser des matières explosibles aptes à résister au moins une minute à l'immersion dans l'eau de la piscine Un explosif comme la penthrite convientbien à cet effet mais d'autres matériaux satisfaisant à la condition précitée peuvent bien entendu convenir. Un détonateur approprié est placé contre le ou les èodeaux explo- sifs et il convient évidemment, comme il sera expliqué plus loin, de déterminer pour chaque cas de figure la quantité maximale d'ex- plosif et de détonateur à utiliser en fonction du volume de la piscine et du nombre de flacond (ou équivalents) à traiter lors de chaque tir. La profondeur à laquelle doivent être immergés les paniers de flacons et les cordeaux' détonants associés constitue un facteur critique Il est important, en effet, que la bulle de gaz générée par l'onde de choc et qui prend généralement une forme sphérique puisse se rompre ou éclater à la surface de l'eau avant qu'elle n'attaque la paroi du bassin d'eau, ceci afin d'éviter les problèmes de pulsation de bulles et donc des phénomènes de résonan- ce Il est important, également, d'empêcher la surpression sur les parois du bassin, consécutive à la dilatation des gaz Lors des essais effectués chez la Demanderesse et compte-tenu de l'installa- tion qui sera décrite ci-après, à titre d'exemple, il a été déter- miné que la profondeur d'immersion devait atteindre au moins 1 mètre et se situait généralement entre 1 et 2,5 mètres. Conformément à l'invention, une installation de des- truction de déchets de laboratoires comprend essentiellement: a) au moins ur 5 bassin ou piscine remplie d'eau à une profondeur d'au moins deux mètres; b) des moyens de transport et immersion dans l'eau des flacons ou conteneurs similaires, de déchets; et c) des moyens associés pour provoquer la mise en explosion des conteneurs à un moment prédéterminé. Selon une réalisation préférée, la piscine est cons- tituée par une première cuve, en matériau résistant à la corro- sion, installée, par des moyens amortisseurs, au sein d'une se- conde cuve, en béton ou similàire,-jouant notamment le r 8 le de bassin de rétention. En pratique, la première cuve, réalisée en acier ou matériau analogue d'épaisseur suffisante, d'au moins 20 mm, est munie sur son pourtour interne d'une canalisation perforée qui a pour but de récupérer les gaz générés lors des explosions et de permettre leur recyclage dans le fond de la cuve dans le but de créer un courant ascendant de minibulles dans la cuve En outre cette dernière est avantageusement pourvue d'un moyen de protec- tion contre les projections de liquide et pour la sécurité du ou des opérateurs Par exemple, tc'moyen peut être constitué par une tâle déployée de quelques dizaines de centimètres de large, disposée en périphérie de la cuve. Les moyens de sto Ckage et d'immersion des cnteneurs à déchets dans l'eau de la première cuve sont constitués par des séries de paniers métalliques, véhiculés par des rails de transport, de préférence réalisés en grillage de maille assez fine pour retenir les brisures et morceaux de conteneurs lorsque, notamment, ces der- niers sont constitués de flacons de verre Il a été constaté, lors des études et essais, qu'il était préférable de disposer les conte- neurs en plusieurs rangées concentriques (au moins deux) selon une configuration circulaire ou elliptique de façon à optimiser la quan- tité d'explosifs et détruire la plus grande quantité de récipients. Le cordeau d'explosif est disposé entre les rangées de conteneurs l'espace entre deux rangées étant d'environ l à 3 cm Les paniers sont avantageusement munis d'un couvercle amovible de façon que les conteneurs, vidés après l'explosion, ne flotten a la surface de l'eau Avantageusement, on peut placer au fond de la première cuve un panier de plus grande dimension, à mailles très fines, afin de réceptionneîJles petits éclats de verre. L'invention sera mieux comprise par une description détaillée d'un exemple de réalisation non limitatif, illustré par les planches de dessins annexées qui représentent schématiquement Figure 1: une installation de destruction de conteneurs à déchets, par moyens explosifs, avec les principales annexes de son implantation sur une aire appropriée de traitement, Figure 2: une vue de dessus d'un bassin d'immersion pour les conteneurs Figure 3: une vue en coupe du bassin de la figure 2, illustrant particulièrement la cuve interne et ses principaux moyens d'équi- pement; Figure 4: une vue de dessus d'un arrangement des conteneurs à détruire dans leur panier de transport; Figure 5: une variante de structure d'un panier de transport Figure 6: une vue plus détaillée du type de canalisation équi- pant la cuve interne de la figure 3. Selon l'installation générale schématisée sur la figure 1, les conteneurs, par exemple dés bouteilles chargées de déchets à détruire, sont chargés depuis une aire appropriée 1 dans des séries de paniers de stockage -dont un seul 2 en circula- tion a été représenté par simplification véhiculés par rail 2673125 transporteur 3 Une fois chargé de bouteilles, le panier 2 ' traverse un local de commande 4 et s'arrête en position 2 " entre le local 4 et la piscine 5 Dans cette position, le panier 2 " est descendu à une distance d'environ un mètre du sol Le pyrotechnicien chargé de l'opé- ration place le cordeau d'explosif au contact des bouteilles, comme il sera expliqué plus loin Les cordeaux sont stockés dans le local 6, alors que des détonateurs sont entreposés dans le local 7, chacun de ces locaux étant bien entendu muni d'aires ou sas 8, 9 de sécurité. Le pyrotechnicien va ensuite chercher le détonateur dans le local 7 et le disposeiif sur le cordeau Il retourne ensuite dans le local de commande 4 muni d'une pièce de mise à feu 10 avec hublot 11 de sur- veillance Le pyrotechnicien procède alors au déplacement, à distance, du panier 2 " vers le centre de la piscine 5 et effectue le contrôle de ligne lorsque le panier se trouve au-dessus de la piscine, cecipour permettre aux éclats de verre d'être rejetés à l'eau en cas de mise à feu intempestive Le panier 2 " est ensuite descendu dans l'eau à une profondeur de un mètre environ puis le tir est effectué Le rele- vage du panier hors de la piscine est avantageusement suivi par un rinçage (non représenté ici) avant l'évacuation vers un bas de récu- pération 12 des conteneurs brisés. En pratique, la hauteur d'eau dans la piscine est d'au moins deux mètres, par exemple 2,5 à 3 mi le volume d'eau correspondant à au moins 20 m 3 Pour chaque panier de flaconsi comme il sera expliqué ci-après, la quantité d'explosif; par exemple de la pentrite, est généralement comprise entre 7 et 10 g pour un poids de détonateur de 0,4 à 0,8 g environ patt exemp UI de type N 28 B). La piscine utilisée pour les tirs et telle qu'illustrée ici sur les figures 2 et 3 j comprend une première cuve 13 reposant sur un radier 14 par l'intermédiaire d'une jupe 15 et de moyens amortisseurs 16 de type "silent-block" ou analogue Cette cuve est elle-même prévue à l'intérieur d'un bassin ou seconde cuve 17, de préférence en béton qui sert de bassin de rétention La cuve 13 est munie d'une tuyauterie ou canalisation perforée 18 servant de guide à la circulation des gazt Ces gaz sont renvoyés dans le fond de cuve et traversent une plaque perforée 19 pour créer un courant 6 2673125 ascendant de minibulles dans la cuve de tir 13 Une plaque de protection est prévue autour de la cuve 13 à titre de sécurité. Le panier 21 destiné à stocker et transporter les fla- cons ou autres conteneurs est réalisé en grillage métallique à fines mailles Il peut avoir diverses formes, par exemple circulaire (fig 4) parallélépipédique (fig 5) ou encore elliptique (non représentée ici). Chaque panier comporte plusieurs rangées de flacons 22 (dont deux ont été représentés sur la figure 4) Le cordeau 23 d'explosif est inter- calé à faible distance, par exemple 1 à 2 cm, entre chaque rangée de flacons En pratique la masse de cordeau explosif et de détonateur, pour chaque panier, est en général maintenue au maximum à l O g pour un panier pouvant contenir 70 flacons. Les flacons (ou autres conteneurs) détruits par l'explo- sion en milieu immergé sont soit recyclés (par exemple verre), soit envoyés en décharge soit encore solidifiés avec le déchet par l'une des techniques de solidification déjà connues. La concentration en déchets augmentant peu à peu dans la cuve de tirs 13, il est nécessaire de la vider périodiquement, par exemple lorsque ladite concentration atteint 15 à 25 %. Grâce à une telle installation selon l'invention, on peut disposer d'un ensemble automatique permettant de détruire, avec une main d'oeuvre réduite au minirmum, une grande quantité de flacons à l'heure Par exemple la Demanderesse a conçu sur les bases précitées une installation générale prévue pour la destruction de 2000 flacons de 1 litre par période de 8 heures. 7 2673125 R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé pour la destruction de déchets de laboratoires ou analogues, enfermés dans des conteneurs de type flacons ou similai- res, caractérisé en ce que les flacons, disposés en rangées dans des paniers à grillage métallique, avec interposition de cordeaux détonants, sont immergés en bassin-et soumis à une explosion en eau relativement profonde, après quoi les paniers sont relevés et soumis à un lavage, les flacons détruits étant recyclés ou envoyés en décharge, alors que les déchets, accumulés et/ou dilués progressivement dans le bassin, sont éliminés périodiquement et traités de façon connue en soi. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cordeaux explosifs et détonateurs associés sont choisis pour résister à une immersion dans l'eau pendant au moins 1 minute. 3 Piocédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la profondeur d'immersion dans l'eau du bassin est d'au moins 1 mètre et généralement comprise entre 1 et 2,5 mètres. 4 Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend: a) au moins un bassin ou piscine remplie d'eau à une pro- automatiquement fondeur d'au moins deux mètres; b) des moyens pour transporter/et immerger dans l'eau de la piscine les flacons, ou conteneurs similaires de déchets; c) des moyens associés auxdits moyens de transport pour provoquer la mise en explosion des flacons à un moment prédéterminé. 5 Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la piscine est constituée par une première cuve ( 13), en matériau résistant à la corrosion, montée sur des moyens amortisseurs ( 16) à l'intérieur d'une seconde cuve ( 17) en béton ou analogue jouant le rôle de bassin de rétention. 6 Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la première cuve ( 13) est munie au niveau de sa paroi péri- phérique interne d'une canalisation perforée ( 18) o les gaz générés sont aspirés puis renvoyés dans le fond ( 19) de ladite cuve pour créer un courant ascendant de minibulies dans cette dernière; et en ce que la périphérie externe de ladite première cuve est assujettie 8 2673125 à un moyen de protection ( 20) contre les projections de liquide. 7 Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les moyens d'immersion des conteneurs dans l'eau de la piscine sont constitués par des paniers ( 21) à fin grillage métallique o les conteneurs ( 22) sont disposés en au moins deux rangées concentriques selon une configuration circulaire ou elliptique, lesdits paniers étant véhiculés dans ledit bassin par rail de transport automatisé ( 3). 8 Installation selon les revendications 4 et 7, caracté- risée en ce que les moyens de mise-en explosion des conteneurs sont constitués par des cordeaux d'explosifs continus ( 23)j disposés entre chacune desdites rangées concentriques de conteneurs ( 22), un détona- teur étant disposé, avant l'immersion, sur un cordeau pour chaque panier. 9 'installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 pour la destruction, en système automatique, de conteneurs à déchets, caractérisée en ce qu'elle est intégrée dans un ensemble comprenant: une aire de chargement ( 1) des paniers ( 2, 2 ', 2 "); un local de stockage des cordeaux d'explosif ( 6); un local de stocka- ge des détonateurs ( 7), avec aires de sécurité ( 8, 9); et un système de récupération ( 12) des conteneurs brisés.