Brevet FR2686794A1 — publié le 19930806

PROCEDE D'HYGIENISATION DE DECHETS ET INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE. La présente invention concerne un procédé d' hygiénisation de déchets pouvant contenir des contaminants biologiques, notamment de déchets hospitaliers. Elle concerne également une installation d' hygiénisation de déchets pouvant contenir des contaminants biologiques, notamment de déchets hospitaliers, pour la mise en oeuvre de ce procédé. En ce qui concerne le traitement, voire l' élimination des déchets contaminés, notamment par des contaminants biologiques comme c est le cas pour les déchets d'origine hospitalière, deux thèses s1 affrontent actuellement - l' une propose la destruction par incinération des déchets dans l' enceinte de 1 hôpital et 1 évacuation des cendres dans des décharges classiques, - 11 autre propose une hygiénisation des déchets pour les rendre inertes et permettre de ce fait soit leur recyclage, soit leur dépôt dans des décharges classiques.En effet lorsque ces déchets contaminés sont rendus inertes ils sont classés dans la catégorie des ordures ménagères et peuvent, le cas échéant, être traités dans le cadre d1 une channe de valorisation des déchets. La première solution qui consiste à éliminer les déchets par incinération dans 1 enceinte même de 1 hôpital, se heurte à des difficultés de plus en plus marquées pour 11 obtention des autorisations d' incinération "intra-muros". La seule voie possible reste donc 1 hygiénisation des déchets qui permet de les rendre inertes sur place pour les amener dans un état dans lequel ils peuvent être manipulés sans danger. Des solutions ont été proposées pour neutraliser les contaminants de ces déchets par un traitement thermique à la vapeur. Malheureusement les solutions envisagées sont inefficaces et peu rentables. Pour que la vapeur puisse agir d'une manière efficace il est nécessaire qu'elle puisse bien pénétrer dans la masse de produits à traiter et rester en contact avec ces produits pendant un temps suffisamment long pour que tous les contaminants biologiques soient détruits.On sait par expérience qu'il faut environ vingt minutes de traitement à une température de l'ordre de 1250 C, dix minutes de traitement pour une température voisine de 1340C et seulement trois minutes de traitement pour une température voisine de 1500 C. Lorsque ce traitement s' effectue à l'intérieur d'une enceinte dans laquelle les déchets sont comprimés, comme c est par exemple le cas lorsqu'ils sont entraînés par un mécanisme de type vis sans fin, le degré de pénétration de la vapeur est relativement faible de sorte que rien ne permet de garantir que tous les contaminants biologiques ont été détruits lorsque les produits sortent de l'enceinte de traitement.Avec ce type d'équipement, le seul moyen d'améliorer 1' efficacité du système est de diminuer la masse de déchets traités par unité de temps, ce qui aboutît à un renchérissement des coûts et à une diminution sensible de la rentabilité dudit équipement. La présente invention se propose de pallier l'ensemble des inconvénients ci-dessus en réalisant une installation basée sur un procédé efficace, économique et rentable pour rendre inertes tous les contaminants biologiques contenus dans des déchets, et notamment des déchets d'origine hospitalière. Ce but est atteint par le procédé selon l'invention caractérisé en ce que l'on transforme mécaniquement ces déchets pour réaliser des particules finement divisées au cours d' au moins une étape de broyage et de déchiquetage, en ce que l'on traite ces particules finement divisées au moyen de vapeur d' eau pour rendre inertes les contaminants biologiques contenus dans ces déchets, et en ce que l'on évacue ces particules après décontamination dans des conteneurs de stockage et/ou de transport. Selon un mode de réalisation préféré, on transforme mécaniquement lesdits déchets en les soumettant à au moins deux étapes de broyage et de déchiquetage, la première étape consistant à les diviser pour en faire des éléments dont les dimensions moyennes sont inférieures à une première valeur donnée, et la dernière étape consistant à diviser ces éléments pour en faire lesdites particules finement divisées dont les dimensions moyennes ont une deuxième valeur inférieure à ladite première valeur. Dans le cadre de ce mode de réalisation préféré, le traitement à la vapeur s effectue dans une cuve dans laquelle les particules finement divisées sont brassées et dans laquelle on insuffle de la vapeur d'eau surchauffée. D'une manière préférentielle, on brasse les particules finement divisées en faisant tourner la cuve autour d' un axe central, cette cuve comportant des ailettes radiales fixes disposées sur sa paroi intérieure pour assurer le brassage desdits particules au cours de sa rotation. Selon un mode de réalisation avantageux on insuffle de la vapeur d'eau surchauffée dans la cuve au moyen d'au moins un injecteur localisé dans une zone centrale voisine de l'axe de la cuve. Afin de garantir une efficacité absolue de ce procédé, on effectue le traitement à la vapeur des particules finement divisées en maintenant ces particules dans la cuve en rotation et en insufflant continûment de la vapeur surchauffée pendant un temps déterminé qui est fonction de la température de la vapeur. D' une façon particulièrement avantageuse on évacue les particules finement divisées après leur traitement à la vapeur d'eau surchauffée, au moyen d'une vis sans fin. Pour éliminer tout risque de prolifération ou de dispersion des contaminants biologiques, on alimente une chaudière d' un générateur de vapeur d' eau au moyen d'air aspiré à l'intérieur d' un dispositif dans lequel on ePfectue ladite transformation mécanique pour réaliser lesdites particules finement divisées. Pour atteindre ce même objectif, on recycle la vapeur d'eau utilisée au cours de l' étape de traitement des particules finement divisées en créant un circuit fermé de vapeur d' eau entre le générateur de vapeur d'eau et la cuve de traitement. Ce but est également atteint par l'installation d'hygiénisation selon l'invention, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de broyage et de déchiquetage pour transformer mécaniquement lesdits déchets en particules finement divisées, un dispositif pour traiter ces particules finement divisées au moyen de vapeur d' eau pour neutraliser dits contaminants biologiques contenus dans ces déchets, et des moyens pour évacuer les particules après décontamination dans des conteneurs de stockage et/ou de transport. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de broyage et de déchiquetage comporte au moins un premier organe de broyage et de déchiquetage grossier, agencé pour diviser lesdits déchets en éléments dont les dimensions moyennes sont inférieures à une première valeur donnée, et au moins un deuxième organe de broyage et de déchiquetage agencé pour diviser ces éléments en particules plus fines dont les dimensions moyennes ont une valeur inférieure à ladite première valeur donnée. Toujours selon ce mode de réalisation préféré, ledit premier organe comporte au moins une paire de rouleaux cylindriques pourvus de protubérances, ces rouleaux étant entraînés en rotation inverse, ledit deuxième organe comporte également au moins une paire de rouleaux cylindriques pourvus de protubérances, et les protubérances des rouleaux du deuxième organe sont plus nombreuses et plus rapprochées les unes des autres que celles des rouleaux du premier organe. D'une manière particulièrement avantageuse, les organes de broyage et de déchiquetage sont disposés sur une même verticale de telle manière que les déchets soient broyés et déchiquetés de plus en plus finement en passant d' un organe au suivant par gravité. Le dispositif de traitement à la vapeur est avantageusement disposé sous le dispositif de broyage et de déchiquetage, de telle manière que les particules finement divisées passent du premier dispositif au second par gravité. Une forme de réalisation particulièrement avantageuse consiste à réaliser un dispositif de traitement à la vapeur comportant une cuve équipée de moyens pour brasser lesdites particules finement divisées et des moyens pour insuffler de la vapeur surchauffée. Les moyens pour brasser les particules finement divisées comportent avantageusement des ailettes radiales disposées le long de la paroi intérieure de la cuve et ladite cuve est rotative autour d' un axe central. Pour que le traitement soit aussi efficace que possible, les moyens pour insuffler la vapeur d'eau surchauffée comportent au moins un injecteur disposé à proximité de l'axe central de la cuve rotative. Pour éviter la dissémination des contaminants biologiques inclus dans les déchets à traiter, l'installation comporte avantageusement des moyens pour aspirer l'air dans le dispositif de broyage et de déchiquetage et pour l'injecter dans une chaudière d'un générateur de vapeur d'eau. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation préférée et du dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente une vue schématique en élévation frontale d'une forme de réalisation préférée de l'installation selon l'invention, - la figure 2 représente une vue partielle de côté de l'installation de la figure 1, et - la figure 3 représente une vue de détail illustrant la cuve de traitement à la vapeur en position fermée. En référence aux figures, l'installation 10 représentée se compose essentiellement d'un dispositif de broyage et de déchiquetage 11 pour transformer mécaniquement les déchets à traiter en particules finement divisées, d'un dispositif 12 pour traiter ces particules finement divisées au moyen de vapeur d'eau, cette installation étant complétée par des moyens 13 permettant d'amener les déchets à traiter et des moyens 14 destinés à évacuer les déchets traités vers une zone de récupération éventuellement équipée de conteneurs de stockage et/ou de transport. Le dispositif de broyage et de déchiquetage comporte une carcasse 16 ayant la forme d'une colonne verticale surmontée d'une trémie d'entrée 17 dans laquelle sont déversés des sacs 18 contenant les déchets à traiter, amenés par une benne 19 se déplacant sur un élévateur 20. I1 est bien entendu que tout autre dispositif d'amenée approprié pourrait être associé à cette installation. En particulier, on pourrait envisager un déversement direct des déchets à partir d' une rampe d'accès débouchant à la hauteur de la trémie d'arrivée 17, une bande transporteuse ou tout autre dispositif approprié. Le dispositif de broyage et de déchiquetage représenté comporte trois organes de broyage et de déchiquetage respectivement 21a, 21b et 21c se composant chacun d'une paire de rouleaux cylindriques équipés de protubérances et entraînés en sens inverse. L' organe de broyage et de déchiquetage 21a comporte deux rouleaux 22a et 23a entraînés en synchronisme par un moteur d' entraînement 24a. Ces deux rouleaux sont pourvus d'un ensemble de dents ou de protubérances 25a situées sur leur périphérie et disposées de telle manière que les déchets sont broyés, déchiquetés et divisés en éléments dont les dimensions moyennes sont comprises entre quelques millimètres et quelques centimètres. La deuxième étape de broyage et de déchiquetage est effectuée par l'organe 21b qui se compose également de deux rouleaux sensiblement cylindriques respectivement 22b et 23b, également entraînés d' une manière synchronisée en rotation inverse par un moteur 24b. Ces rouleaux portent des protubérances 25b qui sont plus fines et qui ont pour objet de continuer et d' améliorer l'opération de broyagedéchiquetage déjà effectuée par les rouleaux de l'organe précédent. Les éléments divisés obtenus à la sortie de ces organes de broyage et de déchiquetage ont des dimensions qui sont sensiblement inférieures à celles des éléments issus de l'organe 21a. La troisième étape de broyage et de déchiquetage s'effectue dans l'organe 21c qui comporte comme précédemment deux rouleaux cylindriques 22c et 23c entraînés en rotation inverse par un moteur d'entraînement 24c. Ces rouleaux comportent un ensemble de protubérances 25c disposées sur leur périphérie. Ces protubérances sont en nombre plus élevé et disposées de façon plus rapprochée que celles des rouleaux des organes décrits précédemment, dans le but de compléter l'action de broyage et de déchiquetage et d' obtenir des particules finement divisées dont les dimensions sont en moyenne inférieures ou égales au centimètre. A la sortie du dispositif de broyage et de déchiquetage, les particules finement divisées 26 sont recueillies par une trémie 27 qui les dirige à travers un sas 28 sur l' entrée 29 du dispositif 12 de traitement à la vapeur. Ce dispositif 12 se compose essentiellement d'un tambour extérieur 30 à l'intérieur duquel est montée une cuve rotative 31 dont la paroi intérieure est tapissée d'un certain nombre d'ailettes radiales 32 dont le rôle sera défini ci-dessous. Cette cuve rotative comporte une ouverte 33 qui peut être fermée par un secteur d'obturation 34 monté sur deux bras latéraux 35 pivotant autour de l'axe de rotation 36 de la cuve.Comme le montre plus particulièrement la figure 2, la cuve se présente sous la forme d'un tambour cylindrique dont la paroi latérale est perforée et comporte un ensemble d'ouvertures calibrées 37 permettant l'écoulement des substances liquides et de l'eau obtenue par condensation de la vapeur d'eau utilisée pour le traitement. Un moteur d'entraînement 38 est couplé à l'axe de la cuve rotative 31 pour assurer son entraînement au cours du traitement et le brassage continu des particules finement divisées contenues dans cette cuve, au moyen des ailettes radiales 32. A l'intérieur de la cuve est monté un manchon 39 coaxial à l'axe 36 de cette cuve, ce manchon étant perforé à sa périphérie et comportant une série d'ouvertures constituant des injecteurs 40 conçus pour insuffler de la vapeur d'eau surchauffée à l'intérieur de la cuve 31. Cette vapeur d' eau est amenée par un conduit 41 raccordé à un générateur de vapeur d'eau 42 associé à une chaudière 43. On notera qu un conduit 44, également connecté au générateur 42 de vapeur d'eau, assure le retour de la vapeur d'eau et définit avec le conduit 41 un circuit fermé dans lequel la vapeur d' eau de traitement circule entre le générateur de vapeur d'eau 42 et la cuve de traitement 31. Par ailleurs, un conduit 45 relie le tambour 30, dans lequel est logée la cuve de traitement 31, à la chaudière 43 pour recueillir les substances liquides s'échappant par les ouvertures 37 de la cuve 31 et les diriger vers la chaudière 43. Par ailleurs un conduit 46 aspire l' air contenu à l'intérieur du dispositif de broyage et de déchiquetage 11 pour l'injecter également dans la chaudière 43 en vue de la destruction des éventuelles substances contaminantes qu'il pourrait véhiculer. Dans la pratique, l'installation fonctionne de la manière suivante : les déchets sont amenés dans la trémie d'entrée 17 et sont broyés et déchiquetés dans le dispositif de broyage et de déchiquetage 11 pour être transformés en particules 26 finement divisées. Après cette première opération purement mécanique, ces particules sont introduites dans la cuve 31 après ouverture du secteur d'obturation 34. Après fermeture de la cuve 31, celle-ci est mise en rotation et de la vapeur d'eau surchauffée est insufflée dans la zone centrale voisine de l'axe de la cuve au moyen des injecteurs 40. Pendant cette mise en rotation, les particules sont brassées d'une manière continue par les ailettes radiales 32 et sont de ce fait soumises d' une manière continue aux différents jets de vapeur générés par les injecteurs.L'effet combiné du brassage et de l'injection continue de vapeur d'eau surchauffée sur ces particules finement divisées provoque la destruction totale des contaminants biologiques éventuellement portés par ces particules. Le traitement dure pendant un temps prédéterminé qui est fonction de la température de la vapeur et éventuellement du degré de contamination des déchets à traiter. A la fin du traitement, la cuve est placée dans une position telle que son ouverture 33 soit située dans sa partie inférieure. L'ouverture se fait par pivotement des bras 35 et glissement latéral du secteur d'obturation 34.Les particules finement divisées traitées à la vapeur sont évacuées par les moyens d'évacuation 14 qui comportent de préférence une vis sans fin 47 entraînée par un moteur électrique 48, et dont la fonction est de transvaser les déchets traités dans un conteneur ou dans un dispositif compacteur 49 approprié. Ces déchets traités sont classés dans la catégorie des ordures ménagères et peuvent être manipulés sans aucun danger, voire utilisés dans des chaînes de valorisation de déchets connues en soi. La présente invention n' est pas limitée aux formes de réalisations décrites et peut subir différentes modifications présentées sous diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art. En particulier le dispositif d'évacuation peut être différent de celui qui est représenté par les figures. On pourrait envisager le recours à une bande transporteuse sans fin, ou à un dispositif de conditionnement quelconque ou tout simplement le déversement dans des conteneurs ou des wagonnets de transport. Revendications 1. Procédé d' hygiénisation de déchets pouvant contenir des contaminants biologiques, notamment de déchets hospitaliers, caractérisé en ce que l'on transforme mécaniquement ces déchets pour réaliser des particules finement divisées au cours d'au moins une étape de broyage et de déchiquetage, en ce que l'on traite ces particules finement divisées au moyen de vapeur d' eau pour rendre inertes les contaminants biologiques contenus dans ces déchets, et en ce que l'on évacue ces particules après décontamination dans des conteneurs de stockage et/ou de transport. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on transforme mécaniquement lesdits déchets en les soumettant à au moins deux étapes de broyage et de déchiquetage, la première étape consistant à les diviser pour en faire des éléments dont les dimensions moyennes sont inférieures à une première valeur donnée et la dernière étape consistant à diviser ces éléments pour en faire lesdites particules finement divisées dont les dimensions moyennes ont une deuxième valeur inférieure à ladite première valeur. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement à la vapeur d'eau s'effectue dans une cuve dans laquelle les particules finement divisées sont brassées et dans laquelle on insuffle de la vapeur d'eau surchauffée. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on brasse les particules finement divisées en faisant tourner la cuve autour d' un axe central, cette cuve comportant des ailettes radiales fixes disposées sur sa paroi intérieure pour assurer le brassage desdites particules au cours de sa rotation. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on insuffle de la vapeur d'eau surchauffée dans la cuve au moyen d'au moins un injecteur localisé dans une zone centrale voisine de l'axe de la cuve. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on effectue le traitement à la vapeur des particules finement divisées en maintenant ces particules dans la cuve en rotation et en insufflant continûment de la vapeur surchauffée, pendant un temps déterminé qui est fonction de la température de la vapeur. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'on évacue les particules finement divisées après leur traitement à la vapeur d' eau surchauffée, au moyen d'une vis sans fin. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on alimente une chaudière d' un générateur de vapeur d' eau au moyen d'air aspiré à l'intérieur d' un dispositif dans lequel on effectue ladite transformation mécanique pour réaliser lesdites particules finement divisées. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on recycle la vapeur d' eau utilisée au cours de 1' étape de traitement des particules finement divisées en créant un circuit fermé de vapeur d'eau entre le générateur de vapeur d'eau et la cuve de traitement. 10. Installation d' hygiénisation de déchets pouvant contenir des contaminants biologiques, notamment de déchets hospitaliers, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif (11) de broyage et de déchiquetage pour transformer mécaniquement lesdits déchets en particules finement divisées, un dispositif (12) pour traiter ces particules finement divisées au moyen de vapeur d'eau pour neutraliser les contaminants biologiques contenus dans ces déchets, et des moyens (14) pour évacuer les particules après décontamination dans des conteneurs de stockage et/ou de transport. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif (11) de broyage et de déchiquetage comporte au moins un premier organe (21a) de broyage et de déchiquetage grossier, agencé pour diviser lesdits déchets en éléments dont les dimensions moyennes sont inférieures à une première valeur donnée, et au moins un deuxième organe (21c) de broyage et de déchiquetage agencé pour diviser ces éléments en particules plus fines dont les dimensions moyennes ont une valeur inférieure à ladite première valeur donnée. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit premier organe (21a) comporte au moins une paire de rouleaux (22a, 23a) cylindriques pourvus de protubérances (25a), ces rouleaux étant entraînés en rotation inverse, en ce que ledit deuxième organe (21c) comporte également au moins une paire de rouleaux (22c, 23c) cylindriques pourvus de protubérances (25c) , et en ce que les protubérances des rouleaux du deuxième organe sont plus nombreuses et plus rapprochées les unes des autres que celles des rouleaux du premier organe. 13. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que les organes (21a, 21b, 21c) de broyage et de déchiquetage sont disposés sur une même verticale de telle manière que les déchets soient broyés et déchiquetés de plus en plus finement en passant d'un organe au suivant par gravité. 14. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif (12) de traitement à la vapeur est disposé sous le dispositif (11) de broyage et de déchiquetage, de telle manière que les particules finement divisées passent du premier dispositif au second par gravité. 15. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif (12) de traitement à la vapeur comporte une cuve (31) équipée de moyens pour brasser lesdites particules finement divisées et des moyens pour insuffler de la vapeur surchauffée. 16. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que les moyens pour brasser les particules finement divisées comportent des ailettes radiales (32) disposées le long de la paroi intérieure de la cuve et en ce que cette cuve est rotative autour d' un axe central (33). 17. Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que les moyens pour insuffler la vapeur d'eau surchauffée comportent au moins un injecteur disposé à proximité de l'axe central (33) de la cuve rotative. 18. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu' elle comporte des moyens (46) pour aspirer l'air dans le dispositif de broyage et de déchiquetage et pour l'injecter dans la chaudière (43) du générateur de vapeur d'eau (42).