Brevet FR2752571A1 — publié le 19980227

La présente invention met en oeuvre les méthodes et les produits qui permettent d'assurer avantageusement l'exportation des,excédents locaux de déchets d'élevage en séparant préalablement leurs composants en engrais organominéral pour les matières sèches et le reste en filtrat aqueux. L'intensification et la concentration très importante des élevages intensifs en particulier en production porcine provoque souvent l'impossibilité pratique d'assurer l'épuration de ces effluents d'élevage par les seuls épandages raisonnés. Ainsi les spécialistes ont recensé un certain nombre de zones en excédent structurel, c'est à dire dans la limite géographique desquelles il n'y a plus compatibilité entre la production des lisiers et la capacité épuratoire des sols disponibles pour l'épandage. De nombreuses tentatives ont déjà été essayées dans ce but avec des résultats souvent aléatoires, donc peu industrialisables ou reproductibles ou bien encore d'intérêt économique limité voire nul. Les réactions chimiques induites par le mélange des matières premières brutes nécessaires à ces transformations en conditions naturelles sont très longues et souvent de l'ordre de 20 à 50 jours à des températures ambiantes tempérées comprises entre 10 et 20"C environ. De ce fait, s'inspirant des travaux anciens utilisés dans la fabrication des premiers engrais chimiques composés il y a quelques dizaines d'années, la même démarche a été reprise avec des produits chimiques industriels. C'est ainsi que l'on a étudié cette possibilité de dépollution des lisiers avec la mise en oeuvre d'acide phosphorique puis la neutralisation du mélange avec de la chaux vive ou un carbonate de calcium ou une magnésie broyé. Cette technique est effectivement efficace dans l'épuration des lisiers, puisqu'elle permet la fixation partielle de l'azote ammoniacal des lisiers sous forme insoluble dans l'eau. Mais cette méthode nécessite des temps de contact encore trop longs compris entre 4 et 9 heures pour garantir l'insolubilisation d'environ 80% de l'azote libre. Dans la présente invention on a d'abord recherché des produits chimiques ou naturels qui, mélangés avec les lisiers sont pour l'essentiel choisis en fonction de leur double action - épuration des lisiers à travers la combinaison avec des composants organiques ou minéraux qui en provoquent les effets polluants considérables; - fertilisante des sols sur lesquels ils devront être épandus pour réintégrer de façon harmonieuse le cycle épuratoire du milieu naturel et compenser ainsi partiellement le coût additionnel de la dépollution du lisier. Pour garantir ces résultats on a recherché la fixation de l'azote ammoniacal présent dans les lisiers sous forme d'humate alcalin ammoniaco-magnésien en substituant dans la cinétique de la réaction décrite plus haut tout ou partie de l'acide phosphorique nécessaire par de l'acide humique préparé dans cette intention et en privilégiant la magnésie pour neutraliser les milieux de réaction. L'obtention de l'acide humique nécessaire à cette réaction peut se faire directement par l'introduction de la matière première brute, habituellement des lignites naturelles, dans le réacteur ou sous forme de produit industriel liquide plus ou moins purifié qui permet en sus un dosage plus précis que la matière brute ci-dessus. L'extraction des humates ammoniaco-magnésien ainsi obtenus par filtration est largement facilitée par leur très faible solubilité dans l'eau. Ainsi, par cette nouvelle méthode, on concentre la presque totalité des composants polluants dans des complexes humiques destinés par des traitements complémentaires à devenir des engrais organo-minéraux d'une part. D'autre part, la plus grosse partie de l'eau initiale du lisier est devenue un filtrat dont l'épuration finale par des techniques membranaires devient économiquement possible. On peut ensuite envisager le rejet des perméats ainsi obtenus dans le milieu naturel. Ces dernières opérations avec utilisation de membranes produisent également des concentrats liquides en volume très limité qui sont également utilisables en fertilisation agricole sous cette forme. La chloration ou toute autre méthode de potabilisation des eaux peut être utilisée avec efficacité et par sécurité sur les éluats avant leur rejet tout comme une oxygénation mécanique afin de les rendre biologiquement plus compatibles avec le milieu récepteur naturel. La présente invention comprend également l'adaptation des améliorations techniques qui favorisent le déroulement régulier et la rapidité de ces réactions, et en particulier - la création de champs électriques par une électrolyse partielle du milieu aqueux, ce qui provoque d'une part la migration des particules colloïdales, accroît la probabilité de leur rencontre, donc favorise à la fois la vitesse et l'intensité des réactions entres les particules, et par là même oriente favorablement la floculation. D'autre part, l'émission d'électrons favorisant les réactions limite leur durée à quelques minutes; - le nettoyage des électrodes en continu pour ne pas altérer leur fonctionnement et donc voir, dans les suspensions chargées de matières organiques, les actions utiles de ces électrodes diminuer rapidement - la géométrie des réacteurs adaptée à la cinétique des liaisons physico-chimiques recherchées en rapprochant au minimum possible, pour des raisons de sécurité, les distances entre les électrodes ramenant la durée des réactions entre 1 et 5 minutes; - la mise en contact des divers composants des lisiers et des adjuvants chimiques retenus dans ce procédé favorise un phénomène de réaction exothermique naturelle amplifiée par l'isolation thermique des réacteurs qui limite les pertes par rayonnement. On peut ainsi obtenir une élévation significative de la température du mélange ainsi portée entre 50 et 70"C suivant les concentrations en extrait sec des mélanges. - la présente invention, par l'allégement, la compacité et le nombre réduit de composants nécessaires au déroulement harmonieux des traitements physico-chimiques décrits cidessus avec mise en oeuvre des matières premières citées, limite très largement l'encombrement et la masse des dispositifs à mettre en oeuvre et de ce fait permet de les rendre facilement déplaçables. Ainsi, l'ensemble des dispositifs nécessaires à l'épuration des lisiers suivant cette méthode peut être utilement disposé sur une remorque ou plate forme, agricole ou routière, et répondre ainsi plus spécifiquement aux dispositions législatives qui recommandent le traitement sur place des sources de pollution pour éviter les risques sanitaires qu'entraînerait leur dispersion. REVENDICATIONS l./- Procédé de dépollution des déchets organiques fermentescibles et plus particulièrement des déjections animales liquides ou semi-liquides récentes ou fermentées après un stockage prolongé. Le procédé est caractérisé en ce que les éléments chimiques minéraux ou organiques en suspension ou dissous dans la phase aqueuse des déchets sont mis en contact très intime avec l'acide humique naturel de la lignite ou l'acide humique concentré obtenu par traitement du minerai de lignite avec de l'acide phosphorique pour former un complexe fertilisant organo-minéral. 2./- Procédé de dépollution des déchets organiques comme les lisiers plus ou moins liquides caractérisé en ce que les éléments polluants de ces lisiers sont amenés au contact intime de la lignite puis de l'acide phosphorique dans un réacteur fermé alimenté en continu disposant d'un système mécanique d'évacuation des particules solides. La réaction étant conduite de préférence pour ménager 3 à 10 minutes de contact avec les additifs à des vitesses de malaxage de 100 à 400 tours minute. 3./- Procédé de dépollution suivant l'une ou l'autre des revendications l et 2 caractérisé en ce que les conditions de mise en contact des agents polluants et des additifs, lignite et acide phosphorique, sont recherchées pour provoquer par réaction exothermique une élévation significative de la température de l'ensemble des éléments chimiques en contact dans le réacteur. 4./- Procédé de dépollution selon revendication 3 caractérisé en ce que l'élévation de température entraîné par les réactions chimiques exothermiques quand l'extrait sec des matières polluantes passe de 2 à 20% environ, augmente de 10 à 30 degrés centigrades environ, et par conséquent réduit la durée de la réaction de façon importante. 5./- Procédé de dépollution selon l'une ou l'autre des revendications précédentes caractérisé en ce que les facteurs polluants solubles sont fixés par les réactions sous forme de complexes organo-minéraux stables, semi-insolubles qui pour l'essentiel précipitent. Les facteurs de pollution à base d'azote et de phosphore se combinent dans la formation de complexes d'humates et de phosphates ammoniaco-alcalins insolubles dans l'eau. 6./- Procédé de dépollution selon l'une ou l'autre des revendications l, 2, 3, 4, 5, caractérisé en ce que la cinétique des réactions recherchées est accélérée notablement par la polarisation des particules organiques ou chimiques polluantes. Cette polarisation est provoquée par une électrolyse partielle des rejets aqueux pollués. 7./- Procédé de dépollution selon revendication 6 caractérisé en ce que l'électrolyse partielle des solutions aqueuses concernées peut être assurée valablement par l'émission d'un courant de tension comprise entre 10 et 24 volts, d'une intensité de 20 à 50 ampères, pour un flux d'environ 1000 litres de lisier de porc par heure. 8./- Procédé de dépollution selon l'une ou l'autre des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il conduit à la production de fertilisants organo-minéraux complexes insolubles par les ruissellements des eaux de surface. Les éléments polluants combinés selon les méthodes et avec les additifs décrits dans les revendications précédentes ne sont resolubilisés au profit des plantes que par l'action des enzymes des micro-organismes endogènes des sols.