Brevet FR2696954A1 — publié le 19940422

DISPOSHIF DE STOCKAGE ET INSTALLATION DE DETOXICATION DE BOUES La présente invention concerne un dispositif de stockage pour rejets notamment industriels, sous forme de boues. Elle concerne plus particulièrement un dispositif type benne qui comporte une cuve ouverte à sa partie supérieure et qui est spécialement conçue pour être chargée et déchargée à partir d'un véhicule de transport. La présente invention concerne également une installation de détoxication des boues ou de récupération des métaux contenus dans lesdites boues, mettant en oeuvre un dispositif de stockage précité. La collecte des résidus, qu'ils soient domestiques ou industriels , utilise couramment des dispositifs ou des bennes de stockage dans lequelles les utilisateurs viennent déverser lesdits résidus. Ceux-ci sont entreposés pendant un temps déterminé avant d'être transportées et vidées de leur contenu dans une usine de traitement ou d'incinération. Les bennes comportent des systèmes permettant leurs chargements et leurs déchargements sur un véhicule de transport en particulier la plateforme d'un camion. S'agissant plus particulièrement de rejets se présentant sous la forme de boues, c'est-à-dire de rejets solides contenant une proportion relativement importante de liquide, ces rejets sont stockés de la même manière dans des bennes. On constate, après un certain temps de stockage, un durcissement progressif de la couche supérieure des boues, dû à l'évaporation naturelle du liquide de surface. Cependant, lorsque la benne est pleine, le camion transporte jusqu'à l'usine de traitement une quantité relative très importante de liquide, comparativement à la quantité effective de résidus solides à traiter. Le but que s'est fixé le demandeur est de proposer un dispositif de stockage qui présente, par rapport aux dispositifs existants une fonction complémentaire qui est d'éliminer au moins partiellement une certaine partie du liquide contenu dans les boues, de manière à en optimiser le rendement, c'est-à-dire d'augmenter la quantité effective de résidus solides à tansférer à l'usine de traitement lorsque le dispositif est plein. Ce but est parfaitement atteint par le dispositif de stockage pour rejets sous forme de boues de l'invention. Il s'agit d'un dispositif qui consiste en une cuve ouverte à sa partie supérieure et qui est caractérisé en ce que ladite cuve comporte un élément intérieur qui est apte à laisser passer le liquide diffusant des boues par gravité tout en retenant la phase solide correspondante et qui délimite dans ladite cuve un premier compartiment de stockage des boues et un second compartiment de collecte des liquides ; de plus ledit compartiment de collecte est relié à l'extérieur de la cuve par un orifice d'évacuation. Ainsi les boues étant entreposées dans le compartiment de stockage, le liquide qu'elles contiennent va progressivement migrer par gravité vers l'élément intérieur et diffuser à travers celle-ci jusqu'au compartiment de collecte d'où il pourra être extrait par l'orifice d'évacuation. On comprend que ce dispositif de stockage permet d'assurer une concentration naturelle des boues contenues dans le compartiment de stockage en éliminant une partie du liquide excédentaire contenu dans lesdites boues et susceptible de s'écouler par gravité à travers l'élément intérieur. De préférence cet élément intérieur est composé de plaques percées d'ouvertures, lesdites plaques étant elles-mêmes recouvertes sur la face tournée vers l'intérieur du compartiment de stockage par un matériau plan filtrant. C'est le matériau plan filtrant qui assure la séparation entre la phase liquide et la phase solide des boues, tandis que les plaques permettent le maintien en position dudit matériau plan à l'intérieur du compartiment de stockage et également le transfert du liquide jusqu'au compartiment de collecte. Cette disposition particulière permet, lors du déchargement du dispositif à l'usine de traitement, d'éliminer également le matériau plan filtrant, lui-même en grande partie pollué par les boues avec lesquelles il était en contact, et ainsi de n'avoir plus qu'un lavage sommaire de l'intérieur du dispositif à effectuer pour son réemploi. Avantageusement le matériau plan est un non-tissé en polypropylène. Cette matière est inerte à la plupart des produits chimiques et la forme du non-tissé, suivant son épaisseur, permet d'avoir une structure suffisamment poreuse pour permettre la diffusion des liquides tout en arrêtant les particules solides présentes dans les boues. Selon un mode de réalisation préféré pour une benne de stockage, l'élément intérieur est monté sensiblement le long des parois intérieures de la cuve, à faible distance de celles-ci, et de plus l'orifice d'évacuation est situé latéralement au niveau du fond de la cuve. La faible distance dont il s'agit peut être de l'ordre de quelques centimètres. En effet la diffusion du liquide contenu dans les boues se fait très progressivement il n'est donc pas nécessaire que le compartiment de collecte ait une section de passage très importante. Selon une variante de réalisation, l'élément intérieur est équipé de vibreurs. Il s'agit d'équipements spéciaux, bien connus par ailleurs, permettant de communiquer à la cloison des vibrations dont la fréquence, permet d'assurer un certain décolmatage du matériau filtrant et donc un meilleur passage du liquide à travers celui-ci, ou encore une meilleure séparation du liquide et des matières en suspension. Selon une autre variante de réalisation, le dispositif de stockage selon l'invention comporte des moyens de mise en dépression du compartiment de collecte. Grâce à ceux-ci, il est possible d'accroître la capacité naturelle de migration du liquide par gravité et d'obtenir ainsi une plus grande densification des boues. De préférence la cuve ayant sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle dont un montant latéral est muni d'un système d'ouverture, la partie de l'élément intérieur en regard de l'ouverture est elle-même solidaire du montant latéral correspondant. Grâce à cette disposition particulière, il est possible d'effectuer le déchargement du contenu du dispositif en escamotant le panneau latéral d'ouverture de la cuve et corrélativement le montant de la cloison en regard de ladite ouverture. C'est un autre objet de l'invention que de proposer un dispositif de stockage de rejets sous forme de boues et de détoxication des liquides collectés. Dans ce cas, le dispositif de stockage est du type précité dans lequel l'élément intérieur est composé de plaques munies d'ouvertures et recouvertes sur la face tournée vers l'intérieur du compartiment de stockage par un matériau plan filtrant. De manière caractéristique le matériau plan filtrant possède des propriétés de rétention des ions, en particulier toxiques, dissous dans le liquide diffusant depuis lesdits rejets. On comprend que lors du passage du liquide à travers ledit matériau plan filtrant, les corps toxiques qui sont à l'état dissous dans le liquide sont retenus sur ledit matériau, de sorte que le liquide qui est recueilli dans le compartiment de collecte et qui est évacué du dispositif de stockage est un liquide exempt de corps toxique. Ceci présente un avantage considérable du fait que le liquide en question peut être envoyé directement dans les canalisations classiques de collecte des eaux , sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un traitement particulier dudit liquide. Le fait que les corps toxiques soient retenus sur le matériau filtrant ne présente pas d'inconvénient particulier puisque ledit matériau, comme précisé ci-dessus, est lui aussi destiné à l'usine de traitement. La rétention des corps dissous sur le matériau filtrant est obtenu grâce à la présence, sur la structure de celui-ci, de groupements fonctionnels échangeurs d'ions ou adsorbants ou complexants. En particulier, s'agissant de matériaux textiles ou para-textiles, tels que tissu, tricot, non-tissé, les groupements fonctionnels de rétention sont obtenus par greffage desdits supports à l'aide de monomères comportant au moins une desdites fonctions de rétention. De préférence il s'agit d'un matériau qui comporte d'une part des groupements fonctionnels anioniques et d'autre part des groupements fonctionnels cationiques ; ainsi ce matériau est capable de retenir les corps, en particulier toxiques, qu'ils soient dissous dans le liquide sous forme d'anions ou de cations. C'est un autre objet de l'invention que de proposer une installation de détoxication des boues ou de récupération de métaux, mettant en oeuvre le dispositif de stockage il vient d'être question. De manière caractéristique, cette installation comporte, outre ledit dispositif, des moyens de circulation de liquide aptes à réaliser la récupération du liquide recueilli dans le compartiment de collecte et son recyclage, par pulvérisation, dans le compartiment de stockage. La pulvérisation des boues par un liquide pur permet le lavage de celles-ci et l'élimination progressive des corps toxiques solubles, qui migrent par gravité et qui sont arrêtés par le matériau filtrant. On a donc une réelle détoxication des boues dans la mesure où au cours du stockage celles-ci voient leur concentration en corps toxiques solubles diminuer dans le temps. Cette même installation peut être utilisée non plus pour la détoxication mais pour la récupération de métaux, en particulier de métaux nobles, à partir de boues provenant de l'hydrométallurgie. Dans ce cas, c'est le matériau filtrant qui s'est progressivement concentré en métaux qui fait l'objet d'un traitement adapté en vue de la récupération desdits métaux. Cette installation est plus particulièrement destinée à la récupération de métaux-nobles tels que par exemple l'argent et l'or. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faited'un exemple de réalisation d'une installation de détoxication de boue mettant en oeuvre une benne de stockage à double compartimentage et un dispositif de recyclage du liquide collecté, illustrée par le dessin annexé dans lequel la figure unique est une représentation schématique en coupe de l'installation. L'installation 1 de détoxication de boue stockée est composée d'une benne de stockage 2 et d'un dispositif 3 apte à réaliser la récupération, le recyclage et la pulvérisation du liquide collecté dans la benne 2. La benne de stockage 2 comporte une cuve métallique 4, ayant sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle. Cette cuve 4 est spécialement adaptée pour être facilement chargée et déchargée sur un véhicule de transport, notamment la plateforme d'un camion. Elle comporte pour ce faire de crochets d'amarrage, notamment référencés 5 sur la figure. Quelque soit la forme de cette cuve 4, il importe qu'elle présente un fond 6 plat, lui donnant une assise sufissante lorsqu'elle est implantée sur le site de collecte des rejets. La partie supérieure de la cuve 4 comporte un couvercle 7, délimitant une ouverture par laquelle peuvent être déversés les rejets sous forme de boues qui sont à stocker. A l'intérieur de la cuve 4 est implantée une cloison 8, qui sépare la cuve 4 en deux compartiments distincts : le compartiment de stockage 9 des boues et le compartiment de collecte 10 du liquide. Cette cloison 8 est fixée à la paroi intérieure de la cuve 4 par des renforts non représentés. Cette cloison 8 a, selon le concept de l'invention, une fonction de filtration en ce qu'elle doit laisser passer le liquide s'échappant par gravité des boues tout en retenant la phase solide correspondante. Selon le mode préféré de réalisation, elle est constituée de plaques 11 pourvues d'ouvertures et d'un matériau plan filtrant 12 recouvrant la face intérieure du compartiment de stockage 9. Les plaques 11 sont par exemple des tôles perforées ou encore des barres individuelles délimitant entre elles des rainures, à l'instar de caillebotis. Il peut s'agir, d'une manière pratique, d'un ensemble de plaques 11, fixées respectivement à chacune des faces intérieures de la cuve 4. Ceci permet, en particulier, d'avoir un montant latéral 13 escamotable, par exemple par pivotement autour d'un axe horizontal, et consituant une ouverture latérale pour le déchargement du contenu de la benne. Le matériau plan filtrant 12, qui tapisse la face intérieure du compartiment de stockage 9 est par exemple constitué par un non-tissé en polypropylène, notamment plus connu sous la dénomination BIDIM. Un tel non-tissé est suffisamment résistant pour ne pas être déchiré lors de la manipulation et la mise en place à l'intérieur de la benne 2. Par ailleurs l'entremêlement des filaments de polypropylène qui le constitue est tel que ce non-tissé possède un pouvoir d'arrêt pour les particules solides, tout en étant perméable au liquide. Bien sûr il est possible de mettre en oeuvre des non-tissés ou autres matériaux textiles tels que des tissus ou des tricots, en ajustant la densité des fibres et l'épaisseur en sorte d'obtenir le résultat escompté. Dans le cas qui est illustré, le non-tissé 12 a été positionné sur les plaques 11 en laissant déborder une certaine quantité de matière 12a et 12b au-delà des montants supérieurs lla et llb. Cette matière excédentaire 12a 12b est repliée vers l'intérieur du compartiment de collecte 10. Ce compartiment de collecte 10, qui est délimité par l'espace compris entre les parois intérieures de la cuve 4 et les faces extérieures des plaques 11, est pourvu d'un orifice d'évacuation 14. Le fonctionnement le plus simple de la benne 2 est le suivant. Les rejets sous forme de boue 15, sont introduits dans le compartiment de stockage 9 par le couvercle 7. Pendant tout le temps de leur séjour dans ce compartiment 9, il se produit une migration naturelle par gravité du liquide qu'elles contiennent. Du fait de la perméabilité de la cloison 8, ce liquide traverse celle-ci et passe dans le compartiment de collecte 10 d'où il peut être extrait par l'orifice d'évacuation 14. Selon une deuxième version particulièrement avantageuse de l'invention, le matériau filtrant 12 possède des propriétés de rétention de certains corps dissous dans la phase liquide des boues 15. S'agissant de boues industrielles, ces corps dissous qu'il importe de retenir sont généralement des corps toxiques. Ainsi la rétention de ces corps par le matériau filtrant 12 permet d'obtenir un liquide passant dans le compartiment de collecte 10 qui soit exempt de tels corps toxiques et puisse être rejeté sans traitement complémentaire. Les propriétés de rétention des corps dissous sont obtenus grâce à des groupements fonctionnels supportés par ledit matériau plan et permettant de capter dans le liquide les corps à l'état ionique par échanges d'ions, complexation, adsorption ou coalescence. Par exemple il peut s'agir d'un non-tissé en polypropylène qui a été soumis à une réaction de greffage, par voie radicalaire, à l'aide d'un monomère comportant des groupements fonctionnels échangeurs d'ions, notamment ammonium quaternaire, carboxylique ou sulfonique. La mise en oeuvre d'un tel matériau filtrant à propriété de rétention ne modifie pas le fonctionnement de la benne 2 qui a été décrit ci-dessus. L'avantage qui en résulte consiste, comme cela a été indiqué, dans l'épuration continue du liquide collecté qui peut être évacué dans le circuit normal de rejet des eaux de pluie par exemple. Lors du déchargement de cette benne 2, le matériau filtrant 12 doit être considéré comme faisant partie des rejets puisqu'il est lui-même porteur de corps toxiques. Dans le cas où le matériau filtrant 12 est destiné à être jeté avec les rejets, il peut éventuellement servir d'emballage pour lesdits rejets. Bien sûr dans ce cas les parties excédentaires 12a 12b doivent avoir une longueur suffisante pour être rapprochées l'une de l'autre et maintenues ensemble pour former une poche fermée lors du déchargement de la benne 2. L'installation 1 qui est illustrée comporte également un dispositif 3 assurant l'évacuation, le recyclage et la pulvérisation du liquide collecté. Ce dispositif comporte une pompe de circulation 16, des rampes de pulvérisation 17 ainsi que des canalisations 18. Le circuit d'aspiration de la pompe 16 est relié par la canalisation 18a à l'orifice d'évacuation 14, tandis que le circuit de refoulement de ladite pompe 16 est relié par la canalisation 18b aux rampes de pulvérisation 17 qui sont placées à la partie supérieure du compartiment de stockage 9. La canalisation 18b comporte une dérivation 18c permettant, en fin de cycle, de rejeter le liquide collecté vers le réseau d'évacuation des eaux. Cette même canalisation 18b comporte une seconde dérivation 18d reliée à une alimentation en eau 19. Le fonctionnement de cette installatiqn l est le Syiyant sachant que le matériau plan filtrant 12 possede des proprietes de rétention de corps dissous dans la phase liquide des boues 15. On procède au recyclage du liquide collecté en l'envoyant, grâce à la pompe 16, dans les rampes d'aspersion 17. Eventuellement, il est possible d'ajouter à ce liquide recyclé un complément d'eau provenant de l'alimentation 19. Ainsi on réalise un lavage des boues 15 dans la mesure où le liquide qui est aspergé va entraîner dans sa migration à travers les boues 15 tout ou partie des corps solubles contenus dans la phase solide des boues 15. Ce lavage permet d'éliminer la plus grande partie des corps toxiques contenus dans les boues 15. Dans le domaine de l'hydrométallurgie, cette installation 1 peut utilement être mise en oeuvre pour la récupération de certains corps tels que l'argent ou l'or. Dans ce cas, le matériau filtrant 12 sur lequel auront été retenus lesdits corps ne sera pas jeté mais sera traité en sorte de récupérer ces corps. Ce traitement consistera par exemple en une régénération des fonctions échangeuses d'ions. Les corps seront contenus dans l'éluat concentré lors de cette régénération. Quelque soit le mode de fonctionnement de la benne de stockage 2, il est possible d'équiper celle-ci de dispositifs complémentaires. Par exemple il s'agit de vibreurs 20 disposés sur les plaques 11 et qui permettent de donner localement à celles-ci une vibration haute-fréquence qui met en mouvement le matériau filtrant 12 et dont la fréquence permet d'assurer un décolmatage continu de ce matériau. Il peut s'agir également d'un dispositif de mise en dépression du compartiement de collecte 10, destiné à accélérer la migration du liquide entre le compartiment de stockage 9 et ce compartiment de collecte 10. Il peut également s'agir d'un dispositif de mise sous pression du compartiment 9 destiné à comprimer les boues 15 et donc à accélérer l'expulsion de la phase liquide. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple non exhaustif. En particulier, s'agissant d'un dispositif de stockage du type poubelle, l'élément intérieur peut simplement consister dans le matériau filtrant sous forme d'une poche : dans ce cas bien sûr le dispositif sera équipé de moyens de fixation de la poche à la partie supérieure de la cuve. De plus il est possible d'utiliser pour la réalisation de matériau filtrant d'autre matière que le polypropylène, par exemple la cellulose naturelle ou artificielle. Il faut également souligner que les boues toxiques qui ont été stockées dans le dispositif de l'invention sont beaucoup plus facilement traitables , dans la mesure où elles sont débarassées d'une partie de leur toxicité. Ceci est encore plus vrai lorsqu'elles sont stockées dans l'installation de l'invention et qu'elles sont donc lavées. Bien sûr la toxicité occupe un volume plus réduit il peut être lui-même stocké ; la toxicité est plus concentrée et est plus facilement traitable. REVENDICATIONS 1. Dispositif de stockage (2) pour rejets sous forme de boues consistant en une cuve ouverte à sa partie supérieure caractérisée en ce que ladite cuve comporte un élément intérieur (8) qui est apte à laisser passer le liquide diffusant des boues (15) par gravité tout en retenant la phase solide correspondante et qui délimite dans ladite cuve un premier compartiment (9) de stockage des boues et un second compartiment (10) de collecte des liquides, et en ce que ledit compartiment de collecte (10) est relié à l'extérieur de la cuve par un orifice d'évacuation (14). 2. Dispositif de stockage selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément intérieur (8) comporte un matériau plan filtrant. 3. Dispositif de stockage selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'élément intérieur (8) est composé de plaques (11) percées d'ouvertures, lesdites plaques (11) étant elles-mêmes recouvertes sur la face intérieure du compartiment de stockage (9) par ledit matériau plan filtrant (12). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que le matériau plan est un non-tissé en polypropylène. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'élément intérieur (8) est monté sensiblement le long des parois intérieures de la cuve, à faible distance de celles-ci, et de plus l'orifice d'évacuation est situé latéralement au niveau du fond de la cuve. 6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément intérieur est équipé de vibreurs. 7. Dispositif selon la revendication 1 ou 6 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mise en dépression du compartiment de collecte. 8. Dispositif selon la revendication 1 ou 5 caractérisé en ce que la cuve ayant sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle dont un montant latéral est muni d'un système d'ouverture, la partie de l'élément intérieur (11) en regard de l'ouverture est elle-même solidaire du montant latéral correspondant. 9. Dispositif selon la revendication 2 pour le stockage des rejets sous forme de boues et pour la détoxication des liquides collectés caractérisé en ce que le matériau plan filtrant (12) possède des propriétés de rétention des ions toxiques dissous dans le liquide diffusant depuis lesdits rejets. 10. Installation de détoxication des boues ou de récupération de métaux, mettant en oeuvre le dispositif selon la revendication 2 caractérisée en ce que le matériau plan filtrant (12) possède des propriétés de rétention de corps dissous dans le liquide diffusant depuis les rejets et en ce qu'elle comporte, des moyens de circulation de liquide apte à réaliser la récupération du liquide recueilli dans le compartiment de collecte (10) et son recyclage, par pulvérisation, dans le compartiment de stockage (9). 11. Dispositif selon la revendication 9 ou installation selon la revendication 10 caractérisée en ce que, s'agissant de matériaux filtrants textiles ou para-textiles, tels que tissu, tricot, non-tissé, les groupements fonctionnels de rétention sont obtenus par greffage desdits supports à l'aide de monomères comportant au moins une desdites fonctions de rétention.