Brevet FR2722186A1 — publié le 19960112

PROCEDE DE TRAITEMENT DE SOLUTIONS SALINES ET INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE L'invention concerne un procédé de traitement de solutions salines polluées par des matières organiques ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les solutions visées par la présente invention ont des origines diverses et variées. Toutefois, elles constituent toujours des déchets qui doivent être traités avant leur mise en décharge. On connaît un procédé de traitement des solutions salines polluées par incinération à des températures voisines de 1000 degrés Celcius (OC). Un tel procédé qui a lieu, en général, dans un four rotatif d'incinération de déchets industriels, génère divers résidus. Ces résidus sont formés, notamment, de mâchefers et de poussières d'épuration des fumées constituées, pour l'essentiel, de poussières salines. Ils sont mis en décharge après avoir été, de manière avantageuse, solidifiés par l'un des procédés bien connus de l'homme du métier. La présente invention a pour but de proposer un procédé de traitement de grandes quantités d'une solution saline polluée par des matières organiques ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui pallient à moindre cout les inconvénients précités et qui permettent notamment, l'obtention d'un sel sensiblement exempt de matières carbonées, qui ne nécessite pas de mise en décharge, et qui soit donc susceptible d'une revalorisation. Ce but, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à un procédé de traitement d'une solution saline polluée par des matières organiques, caractérisé en ce qu'on effectue une pyrolyse avec combustion desdites matières à une température inférieure à la température de fusion des sels de la solution saline, en vue d'obtenir un sel sensiblement exempt de matières carbonées. La description qui va suivre, et qui ne comporte aucun caractère limitatif, permettra de mieux comprendre la manière dont l'invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue au regard des dessins annexés, dans lesquels la figure unique illustre, par une courbe fonction de la température, les résultats obtenus par la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le déchet visé dans la présente invention est constitué d'une solution saline comportant, en particulier, des matières organiques. La solution saline est constituée, par exemple, d'une solution aqueuse de chlorure de sodium (NaCl > , de chlorure de calcium (CaC12), de chlorure de magnésium (MgC12), de chlorure de potassium (KC1), ou d'une solution aqueuse comportant un mélange de ces composés. La concentration en sels de la solution saline à traiter peut varier. En pratique, elle est comprise entre 100 g/l et la concentration de saturation en sel, c'est-à-dire, lorsque le sel est en majorité du Nacl, 350 g/l environ. Les matières organiques sont composées de molécules hydrocarbonées comportant, éventuellement, des atomes d'oxygène, d'azote, et/ou de soufre. La concentration en matière organiques de la solution saline est quelconque. Toutefois, en pratique, on traitera des solutions ayant un Carbone Organique Total (COT) supérieur à 2 %. Dans une première étape du procédé, on concentre la solution saline polluée jusqu'à l'obtention d'une boue saturée en sel. Cette première étape est réalisée, par exemple, par un évaporateur à vis, un concentrateur muni d'un système de reprise, une cuve sous agitation chauffée, ou, plus généralement, tous moyens de concentration connus de l'homme du métier. Un distributeur alvéolaire régule avantageusement la distribution de la solution saline dans les moyens précités. Dans une seconde étape du procédé, on effectue une pyrolyse des matières organiques à une. température inférieure à la température de fusion des sels de la solution saline. Cette température est habituellement comprise entre environ 300 et 850 OC. En pratique, elle est voisine de 600 OC. On a alors, en présence d'oxygène, une combustion de la matière organique et un dégagement de dioxyde de carbone. Cette seconde étape est mise en oeuvre par tous moyens classiques pouvant effectuer une pyrolyse et, par exemple, un lit fluidisé comportant du sable en suspension, ou alors un four rotatif dans lequel on introduit la boue précitée. Le sel obtenu à la suite de la seconde étape du procédé de l'invention est sensiblement exempt de matières carbonées. En effet, plus de 90 % des matières organiques de départ ont été éliminées. L'aspect grisâtre est dû à la présence d'une part, de matières organiques imbrûlées qui, lors de l'étape de pyrolyse, n'ont pas été mises en contact avec l'oxygène et/ou, d'autre part, de noir de carbone qui n'a pas été dégagé sous forme de CO2 gazeux. Les matières organiques imbrûlées et/ou le noir de carbone forment des matières carbonées résiduaires. Dans une troisième étape, on élimine les matières carbonées résiduaires présentes dans le sel grisâtre par dissolution de ce sel puis séparation de la phase liquide saline et de la phase solide. Les matieres résiduaires ne sont pas solubles et restent en suspension dans la solution dissoute. .La solution incolore obtenue après élimination de ces matières est une saumure exempte de matières carbonées. Elle ne comporte par suite au plus que quelques centièmes de pourcent des atomes de carbone présents dans la solution de départ. En outre, le procédé de l'invention ne comporte pas d'étape qui puisse comporter, au regard des législations en matière de déchets, une mise en contact du produit traité avec un produit nocif. On peut donc valoriser cette saumure, par exemple, en l'utilisant directement en tant que fondant, sans la reconcentrer, pour la répandre sur les chaussées pour prévenir la formation de verglas et pour favoriser leur désenneigement en hiver. La troisième étape est mise en oeuvre par tous moyens de séparation et, en particulier, par filtration à l'aide d'un filtre presse ou à bandes, ou alors, par centrifugation. Eventuellement, la saumure obtenue peut subir une évaporation avec un système similaire à celui utilisé dans la première étape. On obtient alors du sel solide blanc. Bien entendu, le procédé pourra avantageusement fonctionner en continu. A titre d'exemple, on a appliqué le procédé de l'invention à deux tonnes d'une solution saline polluée issue de la fabrication d'adjuvants pour la pâte à papier. Cette solution comporte 250 g71 de sel dont environ 90 % de NaCl et 10 % de CaCl2. Elle comporte en outre des matières organiques et, en particulier, des mono ou polymères d'hexoses provenant de la décomposition d'amidon et, en moindre quantité, des amines quaternaires. Cette solution est tout d'abord concentrée dans un évaporateur à vis jusqu'à précipitation du NaCl qu'elle contient. La quantité de matière organique présente dans la solution concentrée est alors mesurée, par exemple, par la détermination du Carbone Total (CT). On chauffe alors cette solution à différentes températures puis, on détermine à nouveau, sur le produit obtenu, le CT. La solution concentrée comporte environ 11 % de matières carbonées. En chauffant à différentes températures jusqu'à environ 1000"C, on obtient la courbe de la figure unique où l'on a représenté le CT en fonction de la température. Cette courbe montre trois plateaux horizontaux 1, 3 et 5. De 100 à environ 3000C, la température n'est pas suffisante pour occasionner une combustion des matieres organiques. Le CT reste ainsi constant, égal au COT : de l'ordre de 11,00 %. A des températures supérieures, on a une pyrolyse des matières organiques avec combustion. Cette pyrolyse correspond à la portion 2 de la courbe. La combustion n'est pas totale puisque, à des températures de l'ordre de 5000C, on obtient un plateau horizontal 3 dont l'ordonnée se situe à environ 0,05 % de CT. Ces 0,05 % correspondent aux matières carbonées résiduaires : imbrûlés et noir de carbone. Bien entendu, dès qu'on atteint la température de fusion du sel de la solution, on n'a plus de matiere résiduaire puisque toute la matière organique est soumise à une combustion et part en fumée. C'est la portion horizontale 5 reliée par une portion 4 de la courbe à la portion 3. Cette portion 4 est située, dans le présent cas, vers 800"C. Aussi, les moyens précités de l'invention permettent de traiter deux tonnes de solution polluée en une heure. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'une solution saline polluée par des matières organiques, caractérisé en ce que - on effectue une pyrolyse avec combustion desdites matières à une température inférieure à la température de fusion des sels de la solution saline en vue d'obtenir un sel sensiblement exempt de matieres carbonées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pyrolyse est effectuée à une température comprise entre environ 300 et 850 OC. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la pyrolyse est effectuée à une température voisine de 600 OC. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, préalablement à l'étape de pyrolyse - on concentre la solution saline polluée jusqu'à l'obtention d'une boue. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la boue obtenue est saturée en sel. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, postérieurement à l'étape de pyrolyse - on élimine les matières carbonées résiduaires présentes dans le sel. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, pour l'élimination des matières carbonées résiduaires présentes dans le sel - on dissout celui-ci en vue d'obtenir une phase liquide saline et une phase solide comportant les matières carbonées résiduaires ; et - on sépare la phase liquide saline de la phase solide comportant lesdites matières. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la séparation des phases est réalisée par filtration. 9. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour effectuer une pyrolyse avec combustion des matières organiques d'une solution saline polluée à une température inférieure à la température de fusion des sels de ladite solution saline et des moyens pour éliminer les matières carbonées résiduaires.