Brevet FR2852005A1 — publié le 20040910

PROCEDE DE VALORISATION DES EFFLUENTS DE LAVAGE DE LA LAINE ET PRODUIT AINSI OBTENU L'invention se rapporte à un procédé de valorisation des effluents de lavage de la laine. Elle se rapporte également au produit ainsi obtenu. La laine brute provenant des zones d'élevage doit être nettoyée avant de pouvoir être cardée et peignée pour la conditionner en vue d'une utilisation par les tisseurs ou autres. En effet, cette laine comporte du suint, de la graisse, des poussières ainsi que des matières végétales. Pour laver cette laine, on utilise une eau adoucie dont le Ph est amené au voisinage de neuf afin de renforcer le pouvoir détergent de l'agent tensio-actif utilisé. Cet agent tensio-actif permet de mettre en émulsion la graisse déposée sur la laine. L'eau de lavage est évacuée partiellement pendant le traitement continu et, périodiquement, une vidange complète des installations est réalisée. Cette eau de lavage ne peut être évacuée vers la nature en recyclée que si 20 elle est traitée. Cette eau de lavage est conduite vers des décanteurs afin de récupérer les matières sableuses lourdes. Après décantation, cette eau de lavage est mélangée avec l'eau de rinçage avant d'être, pour partie, évaporée dans un évaporateur. Compte tenu des quantités traitées et de la provenance des laines issues de zones d'élevage bien déterminées, statistiquement la composition du concentrat après évaporation est stable. Dans certain cas, l'évaporation est limitée voire n'est pas une étape de traitement afin de pouvoir envoyer le concentrat vers des systèmes d'épandage par 30 arrosage de champs. Cette formule a des limites en ce sens que l'acheminement des effluents par canalisation ne permet pas de couvrir une vaste étendue. On préfère donc augmenter l'évaporation afin de minimiser les volumes. Ce concentrat contient alors encore 40% d'eau, 99000mg/kg de matières grasses et une quantité non négligeable de carbonates et de potassium (K20). En raison de la graisse qu'il contient, ce concentrat se présente sous la forme d'une boue graisseuse qui se durcit rapidement. Généralement, une partie de ce concentrat sert à alimenter en combustible une chaudière mais l'investissement est lourd car ce concentrat contient du sable qui est un facteur défavorable pour le bon fonctionnement de la chaudière car la silice en présence de potasse se transforme en verre. Ce concentrat est également parfois utilisé par les agriculteurs pour amender leurs terres mais l'épandage est problématique en raison de son aspect figé. Par ailleurs, l'apport nutritionnel pour les agriculteurs reste pauvre sous cette forme et, de ce fait, ce type de produit est généralement mis en décharge. L'enlèvement de ce concentrat et son stockage en décharge présentent un 15 coût devenu désormais non négligeable pour ces installations de lavage. L'invention a pour objectif de valoriser les effluents de lavage. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de valorisation des effluents de lavage de laine comportant au moins une étape d'évaporation en vue d'obtenir un concentrat dont la siccité est comprise entre 35 et 50%, ce procédé étant caractérisé 20 en ce qu'on mélange rapidement au concentrat ayant une température supérieure à 700 Celsius une quantité de chaux vive d'environ 40 à 50% en poids du concentrat afin de réaliser une réaction exothermique rapide et on évacue le mélange après une courte période de l'ordre de cinq minutes. L'invention a également pour objet le produit obtenu. 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 schématiquement une installation de valorisation d'effluents. En se reportant au dessin, on voit qu'une installation de lavage de laine produit régulièrement une eau 1 de lavage contenant notamment des matières 30 minérales et des matières organiques dont notamment le suint qui est un mélange de sels de potasse et d'acides gras ainsi qu'une eau 2 de rinçage. Les volumes de ces effluents dépendent de la quantité de laine traitée par jour. Ils sont importants et avoisinent les deux cent cinquante mètres cube d'eau par jour pour trente tonnes de laine lavée. Approximativement, le volume d'eau de rinçage est deux fois celui de l'eau de lavage. L'eau 1 de lavage est conduite vers un décanteur 3 afin d'éliminer les particules lourdes puis cette eau de lavage est mélangée à l'eau 2 de rinçage. Du fait des volumes de laines traitées et des zones de provenances localisées, la teneur en matière sèche est relativement constante de l'ordre de 3,5 à 4% en 10 poids de l'effluent. Elle est également relativement constante sur le plan de la composition. L'eau de lavage décantée mélangée à l'eau de rinçage dont la teneur en eau est de l'ordre de 96% est alors concentrée dans un évaporateur 10 par évaporation pour obtenir un concentrat dont la teneur en eau est de l'ordre de 40% c'est à dire 15 compris entre 35% et 50%. Le concentrat contient approximativement les mêmes quantités de composants que l'effluent. Les composés volatiles, type ammoniaque, se dissolvent dans le distillat d'évaporation. Selon l'invention, on mélange rapidement au concentrat 5 ayant une température supérieure à 700 Celsius une quantité de chaux vive 6 (CaO) d'environ 40 à 50% en poids du concentrat afin de réaliser une réaction exothermique rapide et on évacue le mélange après une courte période de l'ordre de cinq minutes. Plus précisément, dans un malaxeur 7: - on introduit le concentrat 5 à une température de 80 à 850 Celsius, - on introduit rapidement la quantité de chaux vive 6 calculée à partir du poids du concentrat, - on démarre le brassage du concentrat avec la chaux vive et - on poursuit ce brassage même pendant la période d'évacuation du mélange. 30 Il est avantageux d'introduire le concentrat peu de temps après sa sortie de l'évaporateur car il est encore chaud et il n'est pas nécessaire de le réchauffer. Par ailleurs, plus le concentrat est chaud, moins il faut d'énergie pour vaporiser l'eau que contient le concentrat. Cette énergie est produite par la réaction exothermique et elle permet à l'eau déjà à une température élevée de l'ordre de 800 de passer rapidement à l'état de vapeur. En effet, la chaux vive va réagir avec l'eau en produisant des calories à raison de 15.500 calories par mole sachant qu'il faut 10.080 calories pour transformer de l'eau à 80 Celsius en de la vapeur d'eau. Lors de la mise en contact de la chaux vive avec le concentrat, il se produit 10 une phase d'initiation de la réaction exothermique qui dure pendant environ une minute. Pendant cette phase, le concentrat 5 subit une expansion. Pendant la période suivante qui dure environ deux à trois minutes, il se produit une phase d'évaporation de l'eau avec combinaison chimique de l'eau avec la 15 chaux vive en sorte d'obtenir une température de l'ordre de 1100 à 1150 Celsius et la transformation du concentrat en une poudre plus ou moins granuleuse. Ce produit 8 obtenu constitue alors un amendement organique calcopotassique qui pourra être utilisé sur des terrains acides, notamment, grâce à l'apport de calcium. La composition de ce produit est bien évidemment tributaire de la composition d'origine de l'effluent mais comme il l'a été indiqué précédemment cette composition est relativement stable dans le temps. La composition moyenne peut être évaluée comme suit H20 (%) 13 Ph 12.5 DCO (mgO2/kg) 61000 DBO (mgO2/Kg) 14600 Azote Kjedhal (mg/Kg) 7800 Azote ammoniacal (mg/Kg) 400 Chlorures (mg/Kg) 4800 Sulfates (mg/Kg) 20 Carbonates exprimés en C02 (mg/Kg) 50500 Phosphates (mg/Kg) 80 Na2O (mg/Kg) 50 MgO (mg/Kg) 34 CaO (mg/Kg) 281000 K20 (mg/Kg) 33000 K20 soluble (mg/Kg) 21900 Hydrocarbures totaux (mg/Kg) 145 Phénols (mg/Kg) 4. 6 Matières grasses (mg/Kg) 82000 Cendres (%) 55 Chrome (mg/Kg) 15 Cuivre (mg/Kg) 9 Manganèse (mg/Kg) 3 Nickel (mg/Kg) 5 Plomb (mg/Kg) 25 Zinc (mg/Kg) 40 Un autre avantage consiste dans le fait que la teneur en hydrocarbure ou autres matériaux polluants que l'on trouve généralement en grandes quantités dans les concentrats issus des stations d'épuration est, dans le cas présent, très faible voire nulle en raison de la provenance même de la laine. En effet, les élevages de la laine sont localisés dans des zones quasi non 30 industrialisées o la pollution par les métaux lourds est peu présente. Un avantage de cette solution technique est que cette solution est très rapide, ne demande pas un investissement important en matériel et surtout permet d'obtenir un matériau valorisé à faible coût et facilement transportable. En effet, le matériau obtenu se trouve sous une forme granuleuse relativement sèche, le taux d'humidité étant de l'ordre de 10 à 15%. Le matériel utilisé pour le mélange du concentrat est un malaxeur type mélangeur à béton, le concentrat provenant d'une cuve de stockage étant introduit sous forme liquide à 80/850Celsius au moyen d'une pompe ou par gravité si possible et la chaux vive acheminée au moyen d'un convoyeur à vis depuis un silo situé à 10 proximité du malaxeur, ce dernier étant monté sur peson permettant de contrôler et doser les quantités de matières introduites. Il peut être envisagé d'introduire juste après le concentrat 5% voire plus de poussières de laine provenant de la carderie et la préparation peignage avant d'additionner la chaux vive. Cela a l'avantage d'obtenir un produit final identique 15 d'aspect et dont la teneur en azote est enrichie à hauteur de 0,15% par pourcentage de poussières additionnées. REVENDICATIONS 1. Procédé de valorisation des effluents de lavage de la laine comportant au 5 moins une étape d'évaporation en vue d'obtenir un concentrat dont la siccité est comprise entre 35% et 50%, ce procédé étant CARACTERISE en ce qu'on mélange rapidement au concentrat (5) ayant une température supérieure à 70 Celsius une quantité de chaux vive (6) (CaO) d'environ 40 à 50% en poids du concentrat afin de réaliser une 10 réaction exothermique rapide et on évacue le mélange après une courte période de l'ordre de cinq minutes. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, dans un malaxeur (7): - on introduit le concentrat (5) à une température de 80 à 85 Celsius, - on introduit rapidement la quantité de chaux vive (6) calculée à partir du poids du concentrat, . . . - on démarre le brassage du concentrat avec la chaux vive et - on poursuit ce brassage même pendant la période d'évacuation du mélange. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que on introduit le 20 concentrat peu de temps après sa sortie de l'évaporateur. 4. Précédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on introduit juste après le concentrat 5% voire plus de poussières de laine avant d'additionner la chaux vive. 5. Produit obtenu à l'aide du procédé selon l'une quelconque des 25 revendications t à 4. 6. Produit selon la revendication 5 caractérisé en ce que la composition moyenne est évaluée comme suit: H20 (%) 13 Ph 12.5 DCO (mgO2/kg) 61000 DBO (mgO2/Kg) 14600 Azote Kjedhal (mg/Kg) 7800 1 r Azote ammoniacal (mg/Kg) 400 Chlorures (mg/Kg) 4800 Sulfates (mg/Kg) 20 Carbonates exprimés en C02 (mg/Kg) 50500 Phosphates (mg/Kg) 80 Na2O (mg/Kg) 50 MgO (mg/Kg) 34 CaO (mg/Kg) 281000 K20 (mg/Kg) 33000 K20 soluble (mg/Kg) 21900 Hydrocarbures totaux (mg/Kg) 145 Phénols (mg/Kg) 4. 6 Matières grasses (mg/Kg) 82000 Cendres (%) 55 Chrome (mg/Kg) 15 Cuivre (mg/Kg) 9 Manganèse (mg/Kg) 3 Nickel (mg/Kg) 5 Plomb (mg/Kg) 25 Zinc (mg/Kg) 40 7. Produit selon la revendication 5 ou la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comprend de la poussière de laine.