Brevet FR2762533A1 — publié le 19981030

L'invention s'applique au domaine technique du traitement industriel des déchets. Tous les déchets courants, ordures ménagères, déchets industriels banals, déchets agro-alimentaires, même mélangés et sans tri préalable, peuvent être inertés et revalorisés par ce procédé. Certains procédés permettent de trier et de recycler séparément diverses catégories de déchets, mais sans pouvoir valoriser l'ensemble de la masse des déchets. D'autres procédés (incinération, par exemple) inertent massivement les déchets en provoquant la destruction de leurs principales propriétés utiles. Certains procédés, enfin, inertent insuffisament la partie fermentescible des déchets traités, Le procédé objet de l'invention parvient à inerter totalement l'ensemble des déchets banals même non triés (fractions organique et minérale confondues, y compris fermentescibles) sans destruction de leurs propriétés utiles, de manière à rendre directement utilisables ces déchets après traitement, pour de nouvelles applications industrielles, notamment en construction. Les principaux avantages du procédé sont les suivants: -I'inertage de la partie fermentescible s'effectue à la fois par voie chimique (hydrolyse basique) et par voie physique (ouverture des enveloppes cellulaires par forte pression et chaleur associée), les fibres cellulosiques notamment étant purgées des amidons et sucres. -les métaux lourds toxiques sont isolés à la fois par voie chimique (insolubilisation à la lixiviation) et par voie physique (tri densimétrique des particules apparentes) - la stérilisation biologique de la masse des déchets est totale par application combinée des facteurs de pression et de température (pression de 25 à 35 bars, température de 140 à 200" C). Le procédé est caractérisé par la succession coordonnée de 4 phases de traitement appliquées å la masse des déchets à traiter de la manière suivante: - broyage fin préparatoire, pour réaliser une fluidisation de la masse des déchets bruts reçus, une homogénéisation de sa granulométrie et de sa consistance, et une augmentation de sa surface totale de contact, le broyage s'effectuant par une série de broyeurs mécaniques appropriés, portant la granulométrie moyenne finale entre 2mm et 5mm - imprégnation, par transit et malaxage dans un pétrin-réacteur, pour réaliser à la fois une hydrolyse basique des particules fermentescibles et une séquestration des métaux lourds, rendus insolubles à la liviation en phase aqueuse, au moyen de réactifs chimiques appropriés, p.ex. mélange de silicates et carbonates de calcium et de sodium à pH moyen de Il; conditions optimales à humidité 50% et température 400 C, temps d'exposition 3 mn - forte compression de la matière (p.ex par système à vis sans fin, ou extrudeur) jusqu'à fond de contenant, puis détente soudaine par un échappement calibré, ce qui réalise à la fois une ouverture des enveloppes cellulaires (avec notamment purge des sucres et amidons des fibres cellulosiques), une déshydratation partielle, et une stérilisation biologique concomittante par exposition de la matière à une forte pression ( entre 25 et 35 bars) et à une chaleur élevée (environ 140 C). - déshydratation finale poussée (H'O Dans le dispositif déshydrateur, les particules de matière portées en suspension dans le flux d'air sont triées par densités en passant dans une ou plusieurs colonnes de détente du flux. On peut rajouter deux phases complémentaires, optionnelles: - entre le broyage et l'imprégnation, extraction et traitement séparé des particules physiques inertes, stériles, et métalliques - séparation physique affinée de type densimétrique de certains constituants de la matière, après sortie du déshydratateur. Pour le cas particulier d'un traitement d'une forte proportion de matières organiques fermentescibles dont on veut conserver certaines qualités, la matière est imprégnée d'une charge organique au lieu d'une charge réactive minérale. L'efficacité du traitement nécessite le respect des paramètres de pression, température, humidité, pH, durée d'exposition, nature des composants réactifs, proportions des réactifs. L' application du procédé ne génère aucune pollution à l'occasion du traitement appliqué à la matière, aucun résidu nocif, aucun effluent dangereux En particulier, l'élévation de température limitée à 200"C ne dégage pas de solvants, et ne crée pas de dioxines, furanes, ou autres composés toxiques, ni de dégagements gazeux (p.ex. méthane) dangereux. Le produit final obtenu est suffisament inerte pour être utilisable notamment comme matériau de construction (charges pour bétons, par exemple), et à défaut il peut être stocké sans précautions particulières en terril, en silos ou en enfouissement. Son PCI (pouvoir calorique inférieur) étant variable de 2.000 à 5.000 kcallkg selon le type de déchets traités, le stockage de la matière traitée selon le procédé peut constituer une réserve d'énergie régionale particulièrement stable Le dessin décrit un exemple d'application du procédé dans une installation de traitement de déchets. Les déchets sont reçus en vrac dans un ou plusieurs conteneurs (1) appropriés. Ils en sont extraits par bande transporteuse (10) et dirigés vers un premier broyeur grossier (2). De là, ils passent dans un dispositif cribleur (3) qui en extrait les inertes et les métaux, broyés finement à part, et réintégrés dans le circuit après le poste d'extrusion. La matière restante continue le circuit vers un second broyeur fin (4) d'où elle ressort pour être versée dans un pétrin-réacteur (5), où elle est imprégnée avec des additifs chimiques dans des conditions particulières d'humidité et de température. La matière passe ensuite successivement dans le dispositif d'extrusion (6), puis dans le dispositif déshydrateur (7). Des conduites pneumatiques (11) envoient finalement la matière sèche dans une batterie de cyclones séparateurs (8), ou s'effectue un tri aéro-densimétrique fin destiné à séparer certaines fractions (p.ex. particules physiques de métaux lourds), et la partie restante de matière, épurée et inertée, termine dans un silo-tampon (9), d'où elle peut etre extraite pour expédition ou stockage de masse. REVENDICATIONS i) Procédé de valorisation globale des déchets, caractérisé par la succession coordonnée et continue de 4 phases complémentaires d'opération sur la masse brute des déchets, triés ou non, à savoir: broyage fin, imprégnation chimique qui réalise concomittament une hydrolyse basique sur la partie organique des déchets et une insolubilisation des métaux lourds, compression-détente, et déshydratation, pour réaliser sur ces déchets un inertage suffisant à les rendre stockables en l'état sans précautions, et utilisables notamment comme matériaux de construction (BTP), I'ordre de succession des phases étant indifférent. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'action physico-chimique appliquée à la matière broyée, qui peut être soit une décomposition complète de I'ADN (hydrolyse, puis déshydratation brusque) avec rupture physique des membranes cellulaires (compression-détente à 'extrusion), ce qui permet alors de stériliser entièrement la matière organique et de la laisser dans une configuration qui empêche sa consommation ultérieure par des micro-organismes ambiants, soit une décomposition partielle sans hydrolyse, ce qui permet une ré-utilisation de la matière organique. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'action de réactifs d'origine minérale (p.ex. calcaire, silice) et bio-dégradables, ne pouvant pas donner à la matière de qualité dangereuse, corrosive, ou toxique.