Brevet FR2792061A1 — publié le 20001013

Procédé et installation de traitement des jus de fosses de stockage des déchets destinés à être incinérés dans une usine d'incinération. L'invention concerne le domaine du traitement des déchets par incinération. L'invention trouve tout particulièrement son application dans le domaine de l'incinération des ordures ménagères. Les ordures ménagères, notamment celles collectées dans certaines zones du monde telles que l'Asie, sont caractérisées par une fraction importante de déchets de cuisine, de nourriture et de plastiques. Ces déchets sont stockés dans des fosses avant d'être détruits par incinération dans des usines prévues à cet effet. La forte proportion d'eau initialement présente dans ces ordures, ainsi que les mécanismes de dégradation des composés fermentescibles qu'ils contiennent, génèrent des jus très chargés en matière organique. Jusqu'ici, ces jus de fosses sont collectés et soit redirigés vers des stations d'épuration (lorsque les conditions économiques et réglementaires le permettent), soit pulvérisés dans les fours d'incinération pour y être brûlés. Cette dernière solution présente toutefois l'inconvénient majeur d'entraîner une diminution du rendement de l'incinérateur lié au faible PCI (proche de 0 kcal) de ces jus. L'objectif principal de la présente invention est de proposer un nouveau procédé pour le traitement sans rejet liquide de ces jus de fosses n'impliquant pas l'inconvénient cité au paragraphe précédent. Egalement un objectif de la présente invention est de proposer un tel procédé qui permette de limiter l'impact qu'il engendre sur le fonctionnement des fours d'incinération. Egalement un objectif de l'invention, est de décrire un tel procédé qui puisse être mis en oeuvre grâce à des moyens de traitement compacts et s'intégrant aisément dans une unité d'incinération. Ces différents objectifs sont atteints grâce à l'invention qui concerne un procédé de traitement des jus de fosse(s) de stockage des déchets destinés à être incinérés dans une usine d'incinération caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: 2 2792061 - faire subir auxdits jus de fosses une étape d'évaporation conduisant à une fraction gazeuse enrichie en constituants volatiles et un culot contenant l'essentiel des polluants desdits jus; - condenser ladite fraction gazeuse de façon à obtenir un condensat essentiellement constitué d'eau; - acheminer ledit culot vers un four d'incinération de ladite usine d'incinération, ou vers ladite fosse. L'invention propose donc de façon originale de faire subir aux jus de fosses une évaporation permettant de concentrer dans le culot l'essentiel de la pollution de ces jus de fosses. Une telle étape d'évaporation présente de nombreux avantages. En premier lieu, on notera que les calories nécessaires à cette étape sont largement présentes sur les usines d'incinération de déchets telles que les usines de traitement thermique des ordures ménagères. En second lieu, on notera également que les culots obtenus lors d'une telle étape présentent un volume réduit ce qui n'entraîne pas de perturbation significative sur le bilan énergétique de l'incinérateur. Enfin, on notera également que le condensat obtenu à partir de la fraction gazeuse provenant de l'étape d'évaporation est très peu chargé en polluants et peut généralement être directement rejeté dans le milieu naturel. On verra toutefois ci-après que ce condensat pourra être valorisé de différentes façons. Selon une variante préférentielle de l'invention, I'étape d'évaporation est menée à une pression inférieure à la pression atmosphérique. La pression utilisée pourra varier en fonction de la nature et de la quantité de jus de fosses traités. En pratique, on préférera une pression comprise entre 0,5 et 0,9 bar. De façon préférée entre toutes, on utilisera une pression de 0,75 bar. La température à laquelle sera effectuée l'étape d'évaporation pourra être également déterminée en fonction de la nature et de la quantité des jus de fosses à traiter par le procédé selon l'invention. Préférentiellement, on utilisera une température comprise entre 75 C et 100 C. D'une façon préférée entre toutes, on utilisera une température de 90 C. 3 2792061 Comme déjà mentionné ci-dessus, le condensat obtenu à l'issue de l'étape consistant à condenser la fraction gazeuse provenant de l'étape d'évaporation est essentiellement constituée d'eau. Toutefois, certains polluants pourront demeurer dans ce condensat. Selon une variante de l'invention, le procédé pourra comprendre donc également une étape d'épuration du condensat. Cette étape d'épuration pourra être effectuée à l'aide de tout procédé classique d'épuration notamment un procédé d'épuration biologique ou encore un procédé d'épuration par filtration. Selon une variante préférentielle de l'invention, le procédé comprend également une étape consistant à ajouter au moins un agent anti- mousse aux jus de fosses avant ou pendant ladite étape d'évaporation. En effet, il peut se produire durant cette étape un développement de mousses en quantité importante constituées de composés de type savons, tensioactifs. De telles mousses peuvent perturber l'étape d'évaporation. On notera en particulier que de telles mousses peuvent nuire à la régulation de la température au cours de l'étape d'évaporation. Ces mousses peuvent également polluer les appareillages utilisés et se retrouver dans les condensats ou se déposer dans les conduits. On pourra utiliser dans le cadre du procédé selon la présente invention différents types d'agents anti-mousse connus de l'état de la technique. Toutefois, de façon préférentielle, on utilisera un agent anti-mousse à base de silicone. Cet agent anti-mousse pourrait être ajouté en quantité variable, selon la nature des jus de fosses traités. Toutefois, selon une variante préférentielle, il sera ajouté à raison de 50 à 150 mg/l. D'une façon préférée entre toutes, l'agent anti- mousse sera ajouté aux jus de fosses à raison de 100 mg/l. Selon une variante particulièrement intéressante de l'invention, le condensat obtenu à l'issue de l'étape de condensation citée ci-dessus, constitué essentiellement d'eau, pourra après un traitement d'épuration éventuel, être acheminé au moins en partie vers le circuit de refroidissement classiquement mis en oeuvre dans l'usine d'incinération, ou dans l'extracteur à mâchefers. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une fosse de stockage de déchets destinés à être incinérés dans une usine d'incinération, au moins une unité d'évaporation desdits jus, au moins un organe de condensation de la fraction gazeuse provenant de ladite unité d'évaporation, au moins une canalisation d'acheminement des culots provenant de ladite unité d'évaporation vers ladite usine d'incinération. Préférentiellement, ladite installation inclut des moyens de distribution d'au moins un agent anti-mousse dans lesdits jus avant leur entrée dans ladite unité d'évaporation. Préférentiellement, ladite installation comprend au moins une canalisation d'acheminement des condensats provenant dudit organe de condensation vers ladite usine d'incinération. L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode non limitatif de réalisation de celle-ci donné en référence à la figure unique qui présente d'une façon schématique une installation mettant en oeuvre le procédé en question. En référence à la figure 1, l'installation représentée pour la mise en oeuvre du procédé comprend une fosse I de stockage d'ordures ménagères et une cuve de stockage la des jus provenant de cette fosse. L'installation comprend par ailleurs une unité d'évaporation 2 vers laquelle les jus provenant de l'unité de stockage la sont acheminés grâce à une canalisation 3 et à des moyens de pompage 4 adéquats. L'installation comprend par ailleurs une unité de condensation 5 vers laquelle la fraction gazeuse provenant de l'évaporateur 2 est acheminée grâce à une canalisation 7. L'installation comprend aussi une canalisation 8 d'acheminement des culots provenant de l'unité d'évaporation 2 vers l'usine d'incinération 9 utilisée pour détruire les ordures ménagères provenant de la fosse 1. L'unité d'évaporation 2 est chauffée grâce à un circuit de vapeur 10 provenant d'une turbine 9a intégrée à l'usine d'incinération (représentée de façon distincte sur le schéma pour des besoins de clarté de la description). 2792061 L'organe de condensation 5 fonctionne grâce à de l'eau obtenue par refroidissement de vapeur provenant de ladite turbine 9a et circulant dans un circuit 11 intégrant un échangeur de chaleur 12 et des moyens de pompage 13. On notera que cette eau sert non seulement à l'organe de condensation 5 mais sert également à refroidir l'excès de vapeur provenant du circuit 10 dans un autre organe de condensation 14 prévu sur celui-ci. L'eau provenant des circuits 10 et I 1 est acheminée ensuite dans un réservoir 15. Conformément à la présente invention, les condensats provenant de l'organe de condensation 5 sont acheminés par une canalisation 16 vers le circuit de refroidissement 17 de l'usine d'incinération. On notera que pour faciliter l'évaporation du jus de fosses, l'installation comprend également des moyens d'introduction d'un agent anti-mousse 18 dans ceux-ci prévus sur la canalisation 3. Des tests ont été effectués sur une installation pilote reprenant le principe de l'installation montrée à la figure unique. Un échantillon brut de jus de fosses a été prélevé. Cet échantillon est composé en majeure partie d'eau et est fortement chargé en matières organiques. Le tableau 1 ci-après résume les principales caractéristiques de cet échantillon. échantillon pH 8 Teneur en eau en % 89 DCO (mg/l) 2000 PCI (kcal) Tableau 1 ml de cet échantillon ont été plaçé dans une unité d'évaporation présentant un ballon d'évaporation de 500 ml. La température a été portée à C. L'ébullation a été régulée par l'ajout de quelques grains de pierres ponces. Cette évaporation a été effectuée à une pression réduite de 0,75 bar en présence 6 2792061 d'un agent anti-mousse introduit au sein de l'effluent brut à raison de 17 mg pour mi. A l'issue de cette étape d'évaporation, on a obtenu un culot présentant les caractéristiques mentionnées au tableau 2 suivant: Brut Culot Volume (ml) 200 25 PCI Eau (% masse) 90 86 DCO (mg/l) 2 000 > 104 Cd (mg/l) - Tableau 2 Le culot est composé en majeure partie d'eau et présente une DCO très importante supérieure à 10' L'invention permet donc de concentrer une partie très importante de la pollution. La fraction gazeuse obtenue suite à l'étape d'évaporation a été condensée et présente les caractéristiques mentionnées au tableau 3 sur lesquelles figurent également les valeurs de normes de rejet actuellement en vigueur en France. 7 2792061 Phase aqueuse Exigences de la norme de rejet pH 8,8 5,5 à 8,5 Volume condensé (ml) 160 Eau (% masse) 100 - DCO (mg/l) 150 De 125 à 130 suivant le flux rejeté DBO5 (mg/l) MES E 100 Hydrocarbures Peu probable 10 Composés organiques 8 2792061 Tableau 3 Ces analyses montrent que la phase aqueuse obtenue après condensation est conforme aux normes de rejet françaises. Le mode de réalisation de l'invention ici décrit n'a pas pour objectif de réduire la portée de celle-ci. En conséquence, il pourra y être apportées de nombreuses modifications sans sortir de son cadre. 9 2792061 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement des jus de fosse(s) de stockage des déchets destinés à être incinérés dans une usine d'incinération caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - faire subir auxdits jus de fosse(s) une étape d'évaporation conduisant à une fraction gazeuse enrichie en constituants volatiles et un culot contenant l'essentiel des polluants desdits jus; - condenser ladite fraction gazeuse de façon à obtenir un condensat essentiellement constitué d'eau - acheminer ledit culot vers un four d'incinération de ladite usine d'incinération. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite étape d'évaporation est menée à une pression inférieure à la pression atmosphérique. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite étape d'évaporation est menée à une pression comprise entre 0,5 et 0,9 bar. 4. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite étape d'évaporation est menée à une pression de 0,75 bar. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite étape d'évaporation est effectuée à une température comprise entre C et 100 C. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que ladite étape d'évaporation est effectuée à une température de 90 C. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'épuration dudit condensat. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter au moins un agent anti-mousse auxdit jus de fosses avant ou pendant ladite étape d'évaporation. 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que ledit agent anti- mousse est à base de silicone. 10. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que ledit agent anti- mousse est ajouté auxdits jus de fosses à raison de 50 à 150 mg/l. 2792061 11. Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que ledit agent anti- mousse est ajouté auxdits jus de fosses à raison de 100 mg/l. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 1l 1 caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à acheminer aux moins une partie dudit condensat dans le circuit de refroidissement de ladite usine d'incinération ou dans l'extracteur à mâchefers. 13. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 12 caractérisé en ce qu'elle comprend au moins une fosse (1) de stockage de déchets destinés à être incinérés dans une usine d'incinération (9), au moins une unité d'évaporation (2) desdits jus, au moins un organe de condensation (5) de la fraction gazeuse provenant de ladite unité d'évaporation, au moins une canalisation (8) d'acheminement des culots provenant de ladite unité d'évaporation vers ladite usine d'incinération. 14. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle inclut des moyens de distribution (18) d'au moins un agent anti-mousse dans lesdits jus avant leur entrée dans ladite unité d'évaporation (2). 15. Installation selon la revendication 14 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une canalisation (16) d'acheminement des condensats provenant dudit organe de condensation (5) vers le circuit de refroidissement (17) de ladite usine d'incinération.