Brevet FR2741283A1 — publié le 19970523

t Procédé de lavage de sédiments renfermant des composés organiques notamment des hydrocarbures ainsi que disposi tif adapté à la mise en oeuvre de ce procédé La présente invention concerne un procédé de lavage de sédiments renfermant des composés organiques, notamment des hydrocarbures. De nombreux processus industriels conduisent au rejet de sédiments chargés en composés organiques polluants notamment en hydrocarbures. Ces déchets étaient, jusqu'à ce jour, le plus souvent destinés à être transférés à la décharge ou dans une aire d'enfouissement, sans prendre d'autres précautions. Cette situation n'est pas sans présenter de nombreux inconvénients dont le principal, d'ordre écologique, est lié au risque ainsi encouru par l'environnement. Un autre inconvénient d'un tel transfert, d'ordre purement économique, est lié aux quantités non négligeables de composés organiques revalorisables qui sont ainsi perdus. Parmi les processus industriels entraînant le rejet de quantités relativement importantes de sédiments chargés en composés organiques, on peut, à titre d'exemple, citer les processus de traitement de boues pétrolières : dans les raffineries, il existe des bacs de décantation des différents déchets qui peuvent contenir de nombreuses tonnes d'eau, de sédiments et d'hydrocarbures. Les boues rassemblées dans ces bacs sont reprises au moyen de pompes puis conduites dans des cuves mélangeuses où elles subissent des opérations de chauffage et d'agitation avant d'être transférées, par des pompes de transfert, dans des organes de séparation au niveau desquels on leur ajoute des adjuvants de coagulation, en particulier des polymères de nature à favoriser leur floculation. A la sortie de ces organes de séparation, on récupère, d'une part, un liquide émulsionné constitué d'eau et d'hydrocarbures qui est traité dans un séparateur, et d'autre part, une boue renfermant en moyenne 0 à 50 % de sédiments et O à 100 % de résidus d'hydrocarbures. Il na, jusqu'à présent, jamais été proposé de chercher à récupérer ces résidus et le seul mode de traitement proposé correspond à leur incinération qui est onéreuse. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de traitement de sédiments chargés en composés organiques, notamment en hydrocarbures permettant d'effectuer de façon simple et peu onéreuse, un lavage de ces boues de manière à ne transférer à la décharge que des résidus sans danger pour l'environnement, et, le cas échéant, à récupérer les matières organiques revalorisables contenues dans ces effluents. Conformément à l'invention, ce procédé est caractérisé par la succession des étapes suivantes - on dilue les sédiments à traiter en leur ajoutant de l'eau, - on homogénéise le mélange ainsi obtenu par agitation à grande vitesse, - simultanément, on met ce mélange en contact avec un élé ment absorbant susceptible de retenir la quasi totalité des composés organiques, en particulier les solvants, les graisses et les hydrocarbures, - on décante le mélange ainsi traité de façon à séparer la phase liquide, et - on filtre la phase boueuse avant de transférer les sédi ments solides restants à la décharge. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, en fin de traitement, on récupère les composés organiques, notamment les hydrocarbures retenus sur l'élément absorbant en vue de leur revalorisation. On peut, en conséquence, considérer que l'élément absorbant constitue une éponge permettant la récupération par absorption des produits organiques nobles l'homogénéisation permet de favoriser cette absorption. Selon une autre caractéristique de l'invention, on décante le mélange eau/boues homogénéisé et lavé par élimination des composés organiques dans un décanteur lamellaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, on effectue l'étape de filtration finale sur un filtrewro- tatif sous vide. Bien entendu, la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention n'est, en aucune manière limitée au traitement susmentionné des boues pétrolières et peut être adaptée au lavage de tous les sédiments, en particulier ceux renfermant une proportion notable de composés organiques revalorisables ou non revalorisables. A titre d'exemple, on peut ainsi traiter les sédiments provenant du dépotage des véhicules de lavage des cuves à fuel ou des cuves de stations service, ou des véhicules de lavage des réseaux d'égouts ou plus généralement toutes les boues générées par les industries chimiques ou physico-chimiques. Il est, en outre, essentiel de noter que l'eau mélangée aux sédiments lors de l'étape de dilution préala ble, ne doit pas obligatoirement être constituée par de l'eau propre et pure, mais que l'on peut avantageusement utiliser des eaux usées provenant notamment d'un processus de séparation de phases. A titre d'exemple, dans le cas particulier du traitement des boues pétrolières, on peut mettre en oeuvre à cet effet le liquide récupéré à la sortie des organes de séparation ou même recycler la phase liquide séparée lors de l'étape de décantation. L'invention se rapporte également à un dispositif de lavage de sédiments renfermant des composés organiques, notamment des hydrocarbures. Un tel dispositif, qui est tout spécialement adapté à la mise en oeuvre du procédé susmentionné, est caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, une cuve de traitement de préférence essentiellement cylindrique destinée à recevoir les boues à traiter et équipée d'une tubulure d'amenée d'effluents liquides aqueux pouvant être ajoutés à ces boues, et d'autre part, et à la partie interne de cette cuve, des organes d'agitation du mélange eau/boues ainsi qu'au moins un élément absorbant susceptible de retenir la quasi totalité des composés organiques et en particulier les solvants, les graisses et les hydrocarbures. La cuve de traitement, dont le diamètre est en règle générale de l'ordre de 2 m doit, bien entendu, être munie à son extrémité inférieure d'une ouverture d'évacuation associée à une vanne de reprise de manière à permettre de vider la cuve après traitement, et de transférer le mélange eau/boues homogénéisé et lavé par élimination des composés organiques dans le décanteur. L'élément absorbant peut alors être lui aussi évacué de manière à permettre la récupération des produits revalorisables qui y sont retenus. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes d'agitation comportent un arbre rotatif essentiellement vertical actionné, à sa partie supérieure, par un groupe moto-réducteur d'entraînement, monté à la partie médiane de la cuve, au niveau de l'axe de celle-ci et coopérant, à sa partie inférieure, avec une turbine susceptible d'entraîner le mélange contenu dans la cuve selon un mouvement circulaire. L'expérience a permis de constater que la vitesse de rotation de l'arbre de la cuve et de la turbine doit, de préférence, être de l'ordre de 1 500 t/min.. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la turbine coopère avec un ensemble de contre-pales fixées à la paroi interne de la cuve essentiellement parallèlement à l'axe de celle-ci et uniformément réparties autour de l'arbre rotatif de façon à ajouter une composante verticale au mouvement rotatif du mélange induit par la turbine. Un tel mouvement permet, en effet, d'améliorer l'homogénéisation au sein du liquide à traiter, et par suite, l'efficacité de l'absorption des produits nobles pouvant être revalorisés. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arbre rotatif tourne à l'intérieur d'un guide de rotation fixe tandis que la turbine tourne dans une cage ouverte vers l'extérieur fixée à l'extrémité inférieure du guide de rotation coaxialement à celui-ci. L'expérience a permis de constater qu'il est particulièrement avantageux de mettre en oeuvre non pas un seul mais deux éléments absorbants diamétralement opposés de part et d'autre de l'arbre rotatif. Pour obtenir une efficacité maximum, ces éléments absorbants doivent, bien entendu, être maintenus à la partie médiane de la cuve, entre l'arbre rotatif et les contre-pales. Ces éléments peuvent, conformément à l'invention, avoir un poids d'environ 500 kg, ce qui nécessite d'avoir recours à une installation spéciale comportant un portique et des bras de manutention pivotants pour permettre leur mise en place et leur extraction. Les caractéristiques du procédé et du dispositif qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique du dispositif de la vage de sédiments, - les figures 2a, 2b et 2c sont respectivement des vues de dessus, de face et en perspective de la turbine, - la figure 3 est un schéma représentant l'ensemble du pro cédé de lavage de sédiments renfermant des composés orga niques. Selon les figures 1 et 3, le dispositif est essentiellement constitué d'une cuve de traitement cylindrique 1 alimentée en sédiments selon la flèche b et équipée d'une tubulure 2 permettant l'amenée à sa partie interne selon les flèches a d'effluents liquides aqueux provenant d'un processus de séparation de phases. Une ouverture d'évacuation 3 reliée à une conduite d'évacuation 4 munie d'une vanne de reprise 5 permet de vider la cuve et de transférer les produits qui y ont été traités dans un décanteur non représenté sur la figure. La cuve l est, par ailleurs, munie au niveau de son axe x-x', d'une gaine tubulaire 6 faisant office de guide de rotation pour un arbre moteur 7 mobile à sa partie interne. L'arbre rotatif 7 est actionné à sa partie supérieure par un groupe moto-réducteur 8 susceptible de l'entraîner à une vitesse de l'ordre de 1 500 t/min., et porte à sa partie inférieure une turbine 9 équipée de pales 10 uniformément réparties sur sa périphérie et représentées sur les figures 2a et 2c. Bien entendu, le nombre de six pales choisi à titre d'exemple sur les figures ne doit en aucune manière être considéré comme étant limitatif de l'invention. Selon les figures 2a, 2b et 2c, la turbine 9 tourne à grande vitesse selon la flèche b dans une cage annulaire 11 ouverte vers l'extérieur fixée à l'extrémité inférieure du guide de rotation 6 à sa partie supérieure et comportant un ensemble de dents 12 à sa partie inférieure. La rotation à grande vitesse de la turbine 9 entraîne un déplacement du mélange eau/boues à traiter présent à l'intérieur de la cuve 1 selon un mouvement circulaire. Pour améliorer l'homogénéisation du mélange et ajouter à ce mouvement circulaire une composante verticale, il est prévu un ensemble de quatre contre-pales 13 uniformément réparties autour de l'arbre rotatif 7 parallèlement à celui-ci, et s'étendant sur la plus grande partie de la hauteur de la cuve 1 sur la paroi interne de laquelle elles sont fixées. La cuve 1 est par ailleurs munie à sa partie interne de deux éléments absorbants amovibles de grande dimension 14, 14' qui sont susceptibles de retenir à la manière d'une éponge la quasi totalité des composés organiques et en particulier les solvants, les graisses et les hydrocarbures contenus dans le mélange à traiter. Ces éléments absorbants 14, 14' sont diamétralement opposés de part et d'autre de l'arbre rotatif 7, entre cet arbre et les contre-pales 13 et, compte tenu de leur poids et de leur dimension, leur montage et leur démontage obligent à faire appel à un dispositif de manutention automatisé 15 représenté sur la figure 3. Selon la figure 3, les produits sortant de la cuve de traitement 1 par la conduite d'évacuation 4 sont repris par une pompe de transfert 16, sont amenés selon la flèche c à des organes de décantation lamellaires 17 à la sortie desquels on récupère une phase liquide qui est évacuée selon la flèche d et une phase boueuse qui est transférée selon la flèche e sur un filtre rotatif sous vide 18 de façon à séparer, d'une part, une eau de filtration pouvant être transférée selon la flèche f et avec la phase liquide sortant selon la flèche d des organes de décantation lamellaire vers un processus de traitement annexe, et d'autre part, des sédiments lavés pelletables pouvant être transférés à la décharge selon la flèche g. REVENDICATIONS 10) Procédé de lavage de sédiments renfermant des composés organiques, notamment des hydrocarbures, caractérisé par la succession des étapes suivantes - on dilue les sédiments à traiter en leur ajoutant de l'eau, - on homogénéise le mélange ainsi obtenu par agitation à grande vitesse, - simultanément, on met ce mélange en contact avec un élé ment absorbant (14, 14') susceptible de retenir la quasi totalité des composés organiques, en particulier les sol vants, les graisses et les hydrocarbures, - on décante le mélange ainsi traité de façon à séparer la phase liquide, et - on filtre la phase boueuse avant de transférer les sédi ments solides restants à la décharge. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on décante le mélange eau/boues homogénéisé et lavé par élimination des composés organiques dans un décanteur lamellaire. 30) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on effectue l'étape de filtration finale sur un filtre rotatif sous vide. 40) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on dilue les sédiments à traiter en leur ajoutant des eaux usées provenant, notamment, d'un processus de séparation de phase. 50) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en fin de traitement, on récupère les composés organiques, notamment les hydrocarbures retenus sur l'élément absorbant (14, 14'). 60) Dispositif de lavage de sédiments renfermant des composés organiques, notamment des hydrocarbures, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, une cuve de traitement (1) de préférence essentiellement cylindrique destinée à recevoir les boues à traiter et équipée d'une tubulure d'amenée d'effluents liquides aqueux pouvant être ajoutés à ces boues, et d'autre part, et à la partie interne de cette cuve, des organes d'agitation (7, 8, 9) du mélange eau/boues ainsi qu'au moins un élément absorbant (14, 14') susceptible de retenir la quasi totalité des composés organiques et en particulier les solvants, les graisses et les hydrocarbures. 70) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes d'agitation comportent un arbre rotatif (7) essentiellement vertical actionné, à sa partie supérieure, par un groupe moto-réducteur (8) d'entraînement, monté à la partie médiane de la cuve (1) au niveau de l'axe (x-x') de celle-ci et coopérant, à sa partie inférieure, avec une turbine (9) susceptible d'entraîner le mélange contenu dans la cuve (1) selon un mouvement circulaire. 80) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vitesse de rotation de l'arbre rotatif (7) et de la turbine (9) est de l'ordre de 1 500 t/min.rx 90) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la turbine (9) coopère avec un ensemble de contre-pales (13) fixées à la paroi interne de la cuve (1) essentiellement parallèlement à l'axe (x-x') de celle-ci et uniformément réparties autour de l'arbre rotatif (7) de façon à ajouter une composante verticale au mouvement rotatif du mélange induit par la turbine (9). 100) Dispositif selon l'une quelconque des re p vendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'arbre rotatif (7) tourne à l'intérieur d'un guide de rotation fixe (6) tandis que la turbine (9) tourne dans une cage (11) ouverte vers l'extérieur fixée à l'extrémité inférieure du guide de rotation (6) coaxialement à celui-ci. 110) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments absorbants (14, 14') diamétralement opposés de part et d'autre de l'arbre rotatif (7).