Brevet FR2763585A1 — publié le 19981127

L'invention se rapporte à un procédé de traitement de boues contenant des matières organiques, en vue de produire un matériau pulvérulent utilisable à titre d'engrais pour l'agriculture. Par boues contenant des matières organiques, on désigne des boues constituées d'au moins l'un des éléments que sont des produits issus de stations d'épuration d'eaux résiduaires et des effluents d'élevage. L'invention se rapporte également aux installations fonctionnant selon le procédé de l'invention et aux matériaux obtenus par la mise en oeuvre du procédé. I1 est connu de traiter les boues issues de stations d'épuration d'eaux dites résiduaires. Notamment, le brevet FR-A-2.673.621, intitulé "Dispositif destiné au traitement de résidus organiques et procédé de mise en oeuvre" est relatif à un procédé de traitement de résidus organiques, tels des boues en provenance de stations d'épuration d'eaux, et ce, en vue du compostage et de la déshydratation de ces résidus. Ce document décrit des étapes de procédé selon lesquelles - lors d'une première étape, on enduit des supports, tels des plaquettes de bois, avec les boues à traiter, - lors d'une deuxième étape, on fait fermenter les boues placées sur les supports, pendant une durée comprise entre quatorze et vingt et un jours, - lors d'une troisième étape, on déshydrate les boues fermentés placée sur les supports, en les soumettant, pendant une durée comprise entre vingt et un et quarante cinq jours, à un courant d'air atmosphérique éventuellement préchauffé, - lors d'une quatrième étape, en fin de compostage, on sépare éventuellement les supports des boues traitées. Ce procédé connu a ses avantages mais, un résultat que l'invention vise à obtenir est un procédé de traitement de boues par lequel le temps de traitement est substantiellement réduit. Par exemple, le procédé de l'invention permet de traiter les boues en vingt cinq jours. Sont encore des résultats que le procédé de l'invention permet d'obtenir un produit qui - se présente sous la forme d'une poudre dont le taux de matière sèche avoisine soixante pour cent, - peut être stocké en sacs, voire en tas de plusieurs mètres de hauteur, - n'est pas sujet à la réhydratation, - n'émeut pas de lixivias, ni d'odeurs. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, notamment remarquable en ce que, pour l'étape de fermentation des boues, c'est à dire l'étape durant laquelle elles sont, pendant une durée déterminée, parcourues par un courant d'air préalablement porté à une température également déterminée, on fixe à sensiblement soixante degrés la température maximale de l'air utilisé lors de cette étape, et à approximativement douze jours la durée de ladite étape. L'invention se rapporte également aux installations fonctionnant selon le procédé de l'invention et matériaux obtenus par la mise en oeuvre du procédé. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente un schéma synoptique du procédé selon l'invention. L'invention se rapporte à un procédé de traitement de boues contenant des matières organiques, en vue de produire un matériau pulvérulent utilisable à titre d'engrais pour l'agriculture. Par boues contenant des matières organiques, on désigne des boues constituées d'au moins l'un des éléments que sont des produits issus de stations d'épuration d'eaux résiduaires et des effluents d'élevage. En vue du compostage et de la déshydratation de ces boues - lors d'une première étape 1, on enduit des supports 2, tels des plaquettes de bois, avec les boues 3 à traiter, - lors d'une deuxième étape 4, on fait fermenter les boues 3 placées sur les supports 2, en les soumettant, pendant une durée D1 déterminée, à un courant d'air 5 porté à une température T1 également déterminée, - lors d'une étape suivante 6, on déshydrate les boues 7 issues de l'étape de fermentation, dites boues fermentées 7, en les soumettant, pendant une durée D2 déterminée, à un courant d'air 8 porté à une température T2 également déterminée. De manière remarquable, pour l'étape 4 de fermentation des boues 3, c'est à dire l'étape 4 durant laquelle elles sont, pendant une durée déterminée D1, parcourues par un courant d'air 5 préalablement porté à une température T1 également déterminée, on fixe à sensiblement soixante degrés la température maximale de l'air utilisé lors de cette étape 4, et à approximativement douze jours la durée D1 de ladite étape 4. Le choix, d'une part, de la température T1 de l'air utilisé lors de cette étape 4 et, d'autre part, de la durée D1 de cette dernière permet d'optimiser la qualité de la fermentation. De manière remarquable, pour l'étape 4 de fermentation des boues, on fixe à sensiblement cinquante huit degrés la température T1 minimale de l'air utilisé lors de cette étape 4. De manière également remarquable, à l'issue de l'étape 4 de fermentation et préalablement à l'étape 6 de déshydratation des boues, lors, d'une étape intermédiaire 9, on sépare les boues fermentées 7 des supports 2. Pour cette opération, on procède, par exemple, par criblage. Cette particularité de séparation permet également de limiter notablement le court énergétique du procédé, car la masse des supports 2 est ainsi soustraite à l'exposition à l'air de pasteurisation et déshydratation. Egalement, la réduction du volume qui résulte de cette opération est conséquente, avec pour corollaire de diminuer notablement le coût du transport des boues fermentées, vers un poste qui permettra leur déshydratation. De manière remarquable, pour l'étape 6 de déshydratation, on fixe à sensiblement soixante degrés la température T2 minimale de l'air utilisé lors de cette étape 6 et à approximativement douze jours la durée D2 de ladite étape 6, de manière à également pasteuriser les boues 7 préalablement fermentées. Le choix, d'une part, de la température T2 de l'air utilisé lors de cette étape 6 et, d'autre part, de la durée D2 de cette dernière permet d'optimiser la pasteurisation et la déshydratation des boues fermentées 7. De manière remarquable, pour l'étape 6 de déshydratation et pasteurisation, on fixe à sensiblement soixante dix degrés la température T2 maximale de l'air utilisé lors de cette étape. De manière notable, l'air qui a circulé au contact des boues lors d'au moins l'une des étapes que sont les étapes de fermentation et de déhydratation-pateurisation est prélevé puis au moins traité avant rejet à l'atmosphère, c'est à dire au moins filtré et désodorisé avant rejet. De manière notable, au cours d'au moins l'une des étapes que sont les étapes de fermentation et de pasteurisation, on utilise de l'air atmosphérique qu'on réchauffe par échange calorique avec de l'air qui, ayant circulé au contact des boues, est destiné à être filtré et désodorisé avant rejet à l'atmosphère. I1 faut noter que l'énergie calorifique produite par les réactions exothermiques qui résultent de la fermentation et/ou de la pasteurisation est exploitée pour le réchauffage de l'air atmosphérique utilisé au cours d'au moins l'une des étapes que sont les étapes de fermentation et de pasteurisation. Au plan énergétique, il en résulte donc une économie conséquente. De manière encore remarquable, à l'issue de l'étape 6 de déshydratation et pasteurisation des boues fermentées 7, lors d'une étape finale 10, on les refroidit par exposition à l'air atmosphérique ambiant. A titre indicatif, la durée de refroidissement des boues traitées 7, c'est à dire l'abaissement à une température qui n'est plus susceptible d'engendrer des brûlures au contact de la peau d'une personne est estimée à huit jours. De manière remarquable, lors de l'étampe 1 d'enduction de supports 2 avec des boues 3, on met en oeuvre des boues 3 ayant une siccité d'approximativement vingt pour cent. De manière remarquable, lors de l'étape 1 d'enduction de supports avec des boues, on met en oeuvre - un volume de boues 3 à traiter, - trois volumes boues 7 à l'état fermenté, - cinq volumes de support 2. De manière notable, les boues 7 dites "à l'état fermenté" sont des boues produites par la mise en oeuvre du procédé à l'issue d'une première mise en oeuvre au cours de laquelle la quantité de boues fermentée est issue, par exemple, d'une étape préliminaire au cours de laquelle les boues ont été ensemencées avec des bactéries et fermentées de toute manière convenable, par exemple traditionnelle, telle une technique de compostage dite "par mise en andain" et au moyen de sciures et de copeaux de bois. Les formes et dimensions des supports sont choisies de manière telle que leur entassement forme une masse particulièrement aérée, favorisant ainsi la circulation d'air au contact des boues qui recouvrent les faces de ces supports. Les supports 2 utilisés lors de la mise en oeuvre du procédé sont par exemple avantageusement de forme sensiblement cubique. Cette forme cubique convient particulièrement pour donner une granulométrie qui, lors du stockage en tas, permet la circulation d'air au contact des surfaces des supports qui sont enduites de boues. Avantageusement, mais non limitativement, les supports présentent des faces polygonales, par exemple carrées, dont les cotés ont une dimension comprise entre cinquante et cent millimètres. Les supports consistent avantageusement en des cubes de bois, mais conviendraient également, d'autres matériaux se prêtant à l'enduction avec des boues puis à l'exposition à une température de soixante degrés pendant plusieurs jours et enfin à une opération de séparation des boues fermentées, telle une opération de séparation par criblage. Par exemple, des morceaux de pneumatiques de véhicules roulant conviendraient à titre de supports. Lorsque les supports sont constitués en matériau tel qu'ils sont susceptibles de perdre des fragments lors de l'étape de séparation et/ou de subir une corrosion lors de l'étape de fermentation, leur matériau constitutif ne se retrouve dans le produit finalement obtenu par la mise en oeuvre du procédé. Dans le cas de cubes en bois, on estime que la masse de matériau des supports qui est présente dans la masse totale du matériau finalement obtenu correspond à 12% de cette masse. De manière remarquable - préalablement à l'étape de fermentation, on détermine le pourcentage en masse de supports susceptibles d'être détruits par fragmentation lors de l'opération de séparation, - pour l'étape de fermentation, préalablement à la constitution d'au moins un tas avec une masse déterminée de supports enduits de boues, on se munit d'une masse de supports non enduits de boues en rapport avec la masse de supports enduits et le pourcentage de supports susceptibles d'être détruits par fragmentation lors de l'opération de séparation, avec cette masse de support non enduits, on constitue une couche de supports non enduits de boues et c'est sur cette couche qu'on constitue ensuite le tas de support enduits de boues, on insuffle l'air destiné au traitement des boues par la base du tas, et ce, à travers la couche de supports non enduits, - lors de l'étape de séparation des boues et des supports enduits de boues à l'état fermenté, on traite l'ensemble des supports enduits et non enduits de manière à extraire les boues fermentées et à constituer un nouveau volume de supports à même d'être enduits de boues à fermenter. La mise en oeuvre d'une telle couche de supports non enduits permet de favoriser la répartition de l'air sous le tas de supports enduits qui est supporté par cette couche. L'invention se rapporte également aux installations fonctionnant selon le procédé de l'invention et aux matériaux obtenus par la mise en oeuvre du procédé. Les installations fonctionnant selon le procédé de l'invention sont remarquables en ce qu'elles comprennent des moyens pour la réalisation de chacune des étapes du procédé. Notamment, outre des moyens d'ajustement de la température de l'air utilisé lors des étapes du procédé, ainsi que des moyens de contrôle et régulation de la température de cet air et des moyens pour sa mise en circulation, les installations pour la mise en oeuvre du procédé comprennent au moins - un premier réceptacle étanche comportant une surface, d'une part, sur laquelle les supports enduits de boues peuvent, au moins indirectement, être mis tas et, d'autre part, à travers laquelle l'air, préalablement porté à la température adéquate, peut être insufflé de manière qu'il traverse chaque tas et induise la fermentation recherchée, - un moyen de séparation des supports et des boues fermentées, - un deuxième réceptacle étanche comportant une surface, d'une part, sur laquelle les boues fermentées peuvent être mise tas et, d'autre part, à travers laquelle l'air, préalablement porté à la température adéquate, peut être insufflé de manière qu'il traverse chaque tas et induise la déshydratation et la pasteurisation recherchées, - des moyens de filtration de l'air issu de chaque réceptacle préalablement à au moins l'une des opérations que sont sa réutilisation dans un réceptacle et/ou son rejet à l'atmosphère, - des moyens de désodorisation de l'air issu de chaque réceptacle préalablement son rejet à l'atmosphère. Les moyens de filtration et de désodorisation de l'air issu de chaque réceptacle préalablement à sa réutilisation dans un réceptacle et/ou à son rejet à l'atmosphère consistent de préférence en un filtre bactérien avantageusement constitué de tourbe et de compost. Les matériaux obtenus par la mise en oeuvre du procédé de l'invention sont notamment remarquables en ce qu'ils comprennent un taux de matière sèche de soixante pour cent. Outre des moyens de contrôle et régulation de la température de l'air insufflé dans chaque réceptacle, chaque installation pour la mise en oeuvre du procédé comprend, des moyens de contrôle et régulation de la quantité d'oxygène, donc d'air, à insuffler dans chaque réceptacle. L'installation comprend également des moyens informatiques en vue de la gestion du fonctionnement des différents moyens fonctionnels qu'elle comprend, notamment en fonction de consignes préalablement imposées. Chaque réceptacle destiné à la mise en oeuvre de l'une quelconque des étapes de fermentation et deshydratationpasteurisation du procédé est hermétique, c'est à dire que les différentes parois qui délimitent son volume interne, ainsi que la porte de chargement-déchargement qu'il comprend, sont étanches de manière telle que l'air qui circule dans ce receptacle est l'air qui, admis par des orifices d'insufflation aménagés dans une surface constituant le fond de ce réceptacle, s'échappe par au moins un orifice d'évacuation prévu dans une surface située au dessus d'un tas de matériau à traiter placé dans ce réceptacle, tels des supports revêtus de boues ou de boues fermentées, et notamment dans une surface qui constitue le plafond du dit réceptacle. De préférence, chaque réceptacle destiné à la mise en oeuvre d'une quelconque des étapes de fermentation et déshydratation-pasteurisation du procédé consiste en un conduit de section transversale approximativement quadrilatère rectangle, permettant le passage d'un engin automoteur de chargement. De préférence, le conduit est sensiblement rectiligne et d'axe horizontal. Ce conduit est obturé à l'une de ses extrémités et équipé, à son autre extrémité, d'une porte étanche. La surface qui constitue le fond du conduit comprend des rainures qui s'étendant approximativement parallèlement à l'axe longitudinal du conduit, abritent sur leur longueur, des orifices d'insufflation d'air. La surface qui constitue le plafond du conduit comprend ouvertures d'évacuation, par des gaines, de l'air qui a traversé le tas entreposé dans le conduit. REVENDICATION8 1. Procédé de traitement de boues (3) contenant des matières organiques, en vue de produire un matériau pulvérulent utilisable à titre d'engrais pour l'agriculture, lequel procédé comprend des étapes en vue du compostage et de la déshydratation de ces boues (3), dont - une première étape (1), au cours de laquelle on enduit des supports (2) avec les boues (3) à traiter, - une deuxième étape (4), au cours de laquelle on fait fermenter les boues (3) placées sur les supports (2), en les soumettant, pendant une durée (D1) déterminée, à un courant d'air (5) porté à une température (T1) également déterminée, - une étape suivante (6), au cours de laquelle on déshydrate les boues (7) issues de l'étape de fermentation, dites boues fermentés (7), en les soumettant, pendant une durée (D2) déterminée, à un courant d'air (8) porté à une température (T2) également déterminée, ce procédé étant CARACTERISE en ce que, pour l'étape (4) de fermentation des boues (3), c'est à dire l'étape (4) durant laquelle elles sont, pendant une durée déterminée (D1), parcourues par un courant d'air (5) préalablement porté à une température (T1) également déterminée, on fixe à sensiblement soixante degrés la température maximale de l'air utilisé lors de cette étape (4), et à approximativement douze jours la durée (D1) de ladite étape (4). 2. Procédé selon la revendication 1 caracterisX en ce qu'à l'issue de l'étape (4) de fermentation et préalablement à l'étape (6) de déshydratation des boues, lors, d'une étape intermédiaire (9), on sépare les boues fermentées (7) des supports (2). 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que, pour l'étape (6) de déshydratation, on fixe à sensiblement soixante degrés la température (T2) minimale de l'air utilisé lors de cette étape (6) et à approximativement douze jours la durée (D2) de ladite étape (6), de manière à également pasteuriser les boues (7) préalablement fermentées. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'à l'issue de l'étape (6) de déshydratation et pasteurisation des boues fermentées (7), lors d'une étape finale (10), on les refroidit par exposition à l'air atmosphérique ambiant. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, pour l'étape (4) de fermentation des boues, on fixe à sensiblement cinquante huit degrés la température (T1) minimale de l'air utilisé lors de cette étape (4). 6. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que, pour l'étape (6) de déshydratation et pasteurisation, on fixe à sensiblement soixante dix degrés la température (T2) maximale de l'air utilisé lors de cette étape. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que, lors de l'étape (1) d'enduction de supports (2) avec des boues (3), on met en oeuvre des boues (3) ayant une siccité d'approximativement vingt pour cent. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que, lors de l'étape (1) d'enduction de supports avec des boues, on met en oeuvre - un volume de boues (3) à traiter, - trois volumes boues (7) à l'état fermenté, - cinq volumes de support (2). 9. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que outre des moyens d'ajustement de la température de l'air utilisé lors des étapes du procédé, ainsi que des moyens de contrôle et régulation de la température de cet air et des moyens pour sa mise en circulation, les installations pour la mise en oeuvre du procédé comprennent au moins - un premier réceptacle étanche comportant une surface, d'une part, sur laquelle les supports enduits de boues peuvent, au moins indirectement, être mis tas et, d'autre part, à travers laquelle l'air, préalablement porté à la température adéquate, peut être insufflé de manière qu'il traverse chaque tas et induise la fermentation recherchée, - un moyen de séparation des supports et des boues fermentées, - un deuxième réceptacle étanche comportant une surface, d'une part, sur laquelle les boues fermentées peuvent être mise tas et, d'autre part, à travers laquelle l'air, préalablement porté à la température adéquate, peut être insufflé de manière qu'il traverse chaque tas et induise la déshydratation et la pasteurisation recherchées, - des moyens de filtration de l'air issu de chaque réceptacle préalablement à au moins l'une des opérations que sont sa réutilisation dans un réceptacle et/ou son rejet à l'atmosphère, - des moyens de désodorisation de l'air issu de chaque réceptacle préalablement son rejet à l'atmosphère. 10. Matériaux caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7.