Brevet FR2687081A1 — publié le 19930813

PROCEDE DE TRAITEMENT DES DECHETS MANAGERS ET DECHETS ORGANIQUES PAR VOIES PHYSICO-CHIMlQUE ET THERMIQUE DANS LE BUT D'OBTENTION DE PRODUITS REDUITS,INERTES ET STABLES VALORISABLES L'invention concerne un procédé de traitement des déchets ménagers et déchets organiques et le triage des valorisables permettant un recyclage des matières contenues dans les déchets et, du fait du passage des déchets ménagers et organiques dans la chaine du procédé, d'autoriser une valorisation des produits obtenus, tout en présentant une inertie et stabilité en conformité avec les normes de protection de l'environnement. L'invention concerne également la mise en oeuvre constitutive dudit procédé et son application. Ledit procédé autorisant la récupération des sacs plastiques, des métaux, des non-ferreux et du verre, les déchets admis dans le circuit du procédé sont triés, conditionnés, traités, densifiés et stockés Les agglomérats ainsi obtenus sont des boulets inertes, stables, hydrofuges, valorisables. Le procédé peut également produire des pulvérulents inertes, miscibles dans des matériaux hydrofuges ce qui apporte une valorisation des déchets. Dans L'objectif de la protection de l'environnement, la mise en oeuvre du procédé sur le plan industriel permet de résoudre le problème de la pollution qu'engendrent les déchets urbains et organiques en proposant une stérilité biologique et une inertie des déchets traités par ledit procédé, tout en offrant la possibilité de valoriser les produits sortant du procédé. Le procédé se caractérise en traitant les déchets ménagers et les déchets organiques par voies physico-chimique et thermique, c'est à dire - PHYSIQUE : triage, broyage, densification - CHIMIQUE : admission, imprégnation de minéraux - THERMIQUE : passage au sein d'une cellule thermique. Le but est de rendre stable, inerte, hydrofuge les déchets traités par le procédé décrit dans l'invention. Le procédé consiste donc à trier les déchets (3) (4), de modifier le spectre de ces déchets pour obtenir par broyage (5) (7) une granulométrie spécifique, d'injecter des pulvérulents minéraux, d'homogénéiser (7) d'imprégner (10) de réduire la masse ainsi obtenue (13) de malaxer (15) et d'introduire le mixage ainsi obtenu dans une cellule thermique C17) spécifique alimentée par un générateur thermo-fluide (18) assurant la production de l'huile de chauffe destinée à la cellule thermique. Cette procédure entraîne une réaction exothermique qui assure la réduction des matières organiques, le séchage et la stabilisation de celles-ci, adjonction de liant (24) et densification (25) du produit obtenu par le procédé et de sa mise en oeuvre. L'invention a pour objet un procédé de traitement des déchets ménagers et déchets organiques par voies physico-chimique et thermique et addition de pulvérulents minéraux, dans le but d'obtenir des produits biologiquement inertes, stables et valorisables. L'invention concerne aussi la procédure de mise en oeuvre dudit procédé. Le procédé de traitement des déchets par réaction biochimique et thermique, permet de sauvegarder l'environnement en ne laissant aucune vie biologique dans les produits traités. Les produits sont inertes et stables totalement hydrofuges dans le cas des boulets. Comme dans tous les déchets ménagers, il existe des métaux lourds et l'on sait que les moyens économiques actuels ne nous permettent pas de les extraire, pour éviter les lessivages des produits obtenus; il faut donc emprisonner ces métaux lourds afin qu'ils deviennent inoffensifs. C'est ce qu'apportent l'invention et le procédé. Le procédé de l'invention trie, broie, injecte des charges minérales, mélange, homogénéise, imprègne, traite thermiquement stabilise, centralise et fixe les métaux lourds, par adjonction de liant et densification des pulvérulents obtenus à l'issue du procédé. Les boulets (agglomérats) sont rendus hydrofuges et l'emprise moléculaire est telle que les métaux lourds sont rendus captifs donc inoffensifs pour l'environnement. Les pulvérulents qui ne suivront pas la chaine de densification se verront orienter vers un circuit de revalorisation en tant qu'additifs pour des matériaux oeuvrés hydrofuges. L'invention de par la mise en oeuvre du procédé, permet d'annihiler la pollution due aux matières organiques et rendre les produits stables et inertes. L'invention permet d'emprisonner les métaux lourds dans une gangue densifiée (boulet hydrofuge) pour résister au lessivage, alors que les pulvérulents qui seront admis dans des matériaux oeuvrés (hydrofuges) seront ainsi valorisés. Le procédé mis en oeuvre a donc plusieurs objectifs: 1 supprimer la mise en décharge des déchets ménagers vracs, 2" centraliser les déchets, 3s assurer une valorisation des recyclables, 4" assurer une protection efficace de l'environnement, 5 réduire le volume des déchets, valoriser les produits issus du procédé. Le procédé de l'invention décrit et sa mise en oeuvre suivant le schéma de développement, assurent le traitement des déchets ménagers et organiques, par triage (3, 4), conditionnement granulométrique (5,13,25), homogénéisation (7,8,,10,15) adjonction de pulvérulents minéraux (ACM), notamment de CaCo3, HaOH et des chlorures, traitement thermique (17), condenseur dépoussiéreur (19,20), liants hydrofuges (24) densification (25). Selon l'invention, la mise en oeuvre de ce procédé traite les déchets ménagers et organique par adjonction de minéraux (chaux vive,carbonate de calcium) enrichis ou non de chlorures, (hydroxyde de sodium) et imprégnation de liants hydrofuges, en ayant subi un conditionnement, une imprégnation, un traitement thermique et une densification. Le dosage de ces composants minéraux, homogénéisés avec les déchets broyés, entraine une réaction au contact de la masse humide, cette réaction se faisant sous le contrôle de la cellule thermique. La spécificité de la cellule thermique est d'être une cellule double enveloppe. Dans cette enveloppe circule une huile thermique haute température équipée d'une Thermovis creuse dans laquelle circule une huile thermique dont l'élévation en température est assuree par un générateur thermo-fluide. La source énergétique est apportée par du gaz, du fuel ou de l'électricité. Selon le procédé les températures admissibles par le système peuvent culminer à 4500C si besoin est. L'élévation subite de la température de la masse homogénéisée selon le procédé, entraîne une réaction exothermique détruisant les matières organiques, oxydant le solde des particules métalliques ayant été absorbés, et annihilant l'effet néfaste des plastiques chlorés admis dans le procédé. Ces gaz chlorés sont neutralisés par saturation de l'ambiance en chaux réactive de la ou des chambres thermiques (17). La réaction exothermique entraîne un dégagement de vapeur d'eau. Dans un premier temps cette vapeur va permettre une optimisation du procédé en permettant le maintien du degré d'humidité nécessaire à la mise en action des charges réactives; dans un second temps, pour satisfaire au-procédé, une évacuation des buées et vapeurs est assurée par un ventilateur extracteur dépoussiéreur (19) à variation de débit, les vapeurs sont immédiatement condensées par un condenseur (20) classique du commerce. Les valeurs en humidité, températures, dépression au sein de la cellule thermique (17) sont assurées par des sondes adaptées dont les informations sont centralisées au niveau informatique et restitués sous forme d'ordre électrique, pneumatique et mécanique agissant sur les divers organes pour parfaire l'opération. La troisième partie de la ou des cellules (17) est une zone de stabilisation thermique et la ou les zones suivantes des zones de températures décroissantes contrôlées par des sondes et des régulateurs afin d'optimisation. Selon le procédé à la sortie des cellules thermiques (t7) on obtint une matière pulvérulente à caractéristiques granulométriques variées, granuleuse, de couleur grise, sèche, totalement inerte sur le plan biologique. Le procédé suivant l'invention étant un procédé de traitement physico-chimique et thermique pour l'obtention de matières inertes et stables, il est indispensable de procéder au blocage des métaux, liants (24) et densification (25) suivant procédé. L'invention suivant le procédé est mise en oeuvre en conformité avec le schéma mis en annexe qui illustre la procédure générale de l'invention :. Le procédé requiert des additifs de charges réactives minérales comme les chaux vives, sels de calcium, carbonates et/ou sulfates, dans des proportions supérieures à 5 z du poids des déchets traitables Le procédé requiert aussi des sels dans des proportions ne devant pas excéder plus de 20 % du poids de la chaux utilisée et injectée dans les déchets frais. Le procédé requiert encore de la soude caustique dans des proportions comprises entre 1 et 5 X du poids des pulvérulents admis et des silicates supérieurs à 10 % et ne devant pas excéder 40 % en poids des pulvérulents admis précédemment. Suivant le procédé de l'invention tous les éléments décrits dans le présent procédé, en plus de la préparation, du conditionnement et de l'énergie thermique, sont des phases du procédé qui doivent être minutieusement gérées pour obtenir le résultat escompté. Pour ce faire il est fait appel à l'informatique. C'est ce poste qui gère et pilote les sondes, capteurs, pesages, dosages du procédé; ce poste informatique est gérable sur site et à distance par télétransmission et minitel. Ledit procédé traite les déchets ménagers et les organiques par triage, broyage, imprégnation de pulvérulents minéraux réactifs, passage sous cellule thermique, passage sous liants, densification. Cette agglomération des pulvérulents traités donne un produit calibré de volumes ajustables suivant les besoins du marché (puisque ces agglomérats sont coimmercialisables). Les volumes des boulets sont de 4,2 cm3 (24 x 23 x 13,4) environ et 8,8 cm3 (35 x 26 x 14) dans les standards de production. Les minéraux sont des chaux, carbonates de calcium, soude caustique. Ces minéraux et charges diverses peuvent être enrichis par des charges neutres, trop nombreuses pour être énumérées. Le procédé suivant l'invention, peut admettre toutes les charges neutres en amont ou aval de la ou des cellules thermiques et densificateur. La qualité des produits issus du procédé vient de ce qu'ils sont calibrés, stables, inertes et hydrofuges,et que lesdits calibres sont ajustables si l'on veut s'adapter à la demande du marché. La multitude de liants hydrofuges à la disposition de l'industriel dispense d'énumérer ceux-ci. - fosse ou trémie de réception des déchets vracs (1) - destockage par fond mobile métallique - désensachage automatique des sacs (3) et sole vibrante. *-------------récupération des sacs plastiques (1) - déferrailleur pondéral à giration (4) - déferrailleur à tambour sur transfert à bande *--------------récupération des ferreux - broyage des déchets désensachés, broyeurs (5) à marteaux, à rotors hélicoïdal ou à dents et contre grille de calibrage,. broyeur spécifique équipé d'un système balistique permettant de récupérer les imbroyables et les non-ferreux. *-------------récupération des non ferreux. - transfert à bande et déferraillage (8) *-------------récupération des ferreux. - overband magnétique supplémentaire. *- ---------récupération des ferreux. - mélangeur homogénéisateur (7). t------------adjonction des premiers additifs pulvérulents (CaCo3). - silo d'imprégnation des pulvérulents réactifs (8,9,10). - transfert (12). - broyeur (13) by-passable. - mélangeur malaxeur (15). *-------------adjonction minérales (CaCo3-Cao-NaOK) - cellule thermique thermo-fluide (17).SRO - dépoussiéreur et séparateur de fines (19). - condenseur de vapeur (20). - transfert des produits traités thermiquement (21). - imprégnation de liants (24). - densification (25) des produits "boulets" agglomérateur à roues mouleuses et commande hydraulique, poste by-passable (23) pour obtention de pulvérulents en produit fini. - transfert des agglomérats et pulvérulents (27). - transfert des pulvérulents seuls (26). - ensileur à godets et transporteur à chaine (29, 30). Selon cette configuration du procedé, tous les déchets, mis à part ceux que l'on a triés et évacués pour être recyclés, sont transformés en produits inertes et stables, sous forme de boulets et/ou de pulvérulents pouvant servir de composants pour matériaux. Liste récapitulative des références de la planche de dessin 1. Trémie de réception des déchets 2. Tapis de transfert 3. Ouvre-sac 4. Déferrailleur pondéral 5. Broyeur primaire 6. Tapis transfert déferrailleur 7. Broyeur secondaire 8. Elévateur, ensileur 9. Ensileur à chariot mobile 10. Silo tampon, destockeur + ACM 11. Cellule thermique, sécheur 12. Transfert vibrant 13. Broyeur tertiaire 14. Transfert à vis + ACM* 15. Mélangeur 16. Alimentateur chambre thermique 17. Chambre thermique (stabilisation) 18. Générateur d'énergie caloporteuse 19. Dépoussiéreur, évacuation buées 20. Condenseur des buées et decantation 21. Transfert vibrant des sables 22. Capteur statique option (ligneux-plastiques) 23. Transfert 24. Poste aspersion, liants 25. Presse/Granulateur 26. Transfert 27. Transfert 29. Elévateur; ensileur 30. Ensileur mobile 31. Tuyauterie pneumatique d'ensilage 32. Chambres de détente et dépoussiéreurs A. Silo à carbonate B. Silo à chaux C. Silo à soude D. Silo à sable E. Silo à sable F. Silo à granule G. Compacteur d'ordures H. Transfert de metaux ACM : ajout de charges minérales. -REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement des déchets ménagers et organiques en vue d'obtenir des produits finals solides hydrofuges, inertes et stables,aptes à être valorisés, du type mettant en oeuvre des opérations de tri, de mélange et homogénéisation avec ajout de réactifs minéraux ainsi que traitement thermique, le procédé étant CARAETERISE par la combinaison des étapes successives suivantes à partir de la collecte/réception des déchets aj désensachage des sacs et récupération de la matiere plastique puis 'déferraillage primaire et récupération des produits ferreux ; b/ broyage primaire et broyage secondaire des déchets désenschés avec récupération des ferreux et non ferreux : c/ melange-homogeneisation des déchets sous addition de premiers réactifs pulvérulents à base de chaux vive et de carbonate de calcium ; diapres imprégnation par lesdits réactifs puis transfert, nouveau broyage puis malaxage avec adjonction de seconds réactifs minéraux : e/ traitement thermique par chauffage indirect à fluide caloporteur en plusieurs zones avec régulation/optimisation des températures, separation des fines et vapeurs ainsi que condensation de ces der nierez : f/ après transport des produits pulvérulents séchés, à la sortie du traitement thermique, imprégnation d'au moins une partie de ces produits par des liants hydrofuges et densification par compression pour l'obtention de boulets ou agglomerats ;qes produits final: inertes tels que pulvérulents et boulets etant transportés séparément et stockés pour valorisation ultérieure et/ou mise en décharge. 2. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que lesdits premiers réactifs pulvérulents renferment en outre des chlorures minéraux. 3. Procedé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits premiers réactifs minéraux représentant au moins 5 % du poids des déchets à traiter auxquels ils sont incorpo rés, la quantité de chaux vive correspondant au maximum au cinquième en poids desdits réactifs. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits seconds réactifs mi minéraux sont du meme groupe que lesdits premiers réactifs mais comportent en outre un ajout de soude caustique dans une proportion comprise entre 1 % et 5 % du poids des matières soumises audit malaxage. 5. Procédé selon la revendication 4,caractérisé en ce que l'adjonction desdits seconds réactifs minéraux est accompagnee si necessaire d'un appoint en eau. 6. Installation pour le traitement de déchets selon le procédé des revendications 1 à 5 prises isolément ou en combinaison, caractérisée en ce qu'elle comprend essentiellement : au moins une trémie (1) de réception des déchets en vrac; un moyen de désensachage automatique (3) des sacs en matiere plastique avec sole vibrante, sur tapis de transfert (2) un déferrailleur pondéral (4) avec récupération des ferreux(H); un premier broyeur (5) à calibrage ; après transport sur tapis (6) un deuxième broyeur, avec récupération des imbroyables et des non-ferreux ; un mélangeur-homogénéisateur (7) des déchets non ferreux avec introduction (ACM) desdits premiers réactifs pulvérulents ; des moyens d'ensilage et d'imprégnation des déchets par lesdits premiers réactifs (8,9,10) ; des moyens de transfert, vibrants ou à vis (12,14) conduisant à un broyeur tertiaire (13) puis à un mélangeur (15) avec nouvelle addition de réactifs minéraux (ACM) ; un ensemble de chambres ou cellule thermique (17) à plusieurs zones, munie de double enveloppe avec circulation de fluide caloporteur relié à un générateur d'énergie (18) ; un ensemble de dépoussiéreur, séparateur de fines et évacuation de buées (19) puis de condensateur de buées et decantation (20) ; des moyens de transfert (21) des produits pulvérulents séchés avec récupération en silo (D,E) et traitement d'une partie par des moyens d'imprégnation par liants hydrofuges (24) ; des moyens de densification par presse (25) desdits produits pulvérulents pour obtenir des boulets ; des moyens de transfert (26,27) pour lesdits produits pulVerulents et les boulets puis d'élévation- ensilage (29,30) conduisant à des silos de stockage pour les produits pulvérulents (D,E) et les boulets (F) ; des séries de silos (A,B,C) étant en outre prévues pour le stockage desdits réactifs minéraux. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la cellule thermique (17) comporte quatre zones destinées successivement : au développement des réactions exothermiques, à la cuisson et évacuation des buées/vapeurs, au séchage puis au refroidissement.