Brevet FR2854397A1 — publié le 20041105

La présente invention a pour objet un système de traitement et de stockage des eaux au moyen d'éléments de caoutchouc recyclés. Elle est avant tout destinée à l'épuration des eaux chargées ou des boues par élimination des produits polluants, et en particulier des métaux lourds, des nitrates et des hydrocarbures, contenus dans les effluents issus des installations agricoles, industrielles ou urbaines telles que raffineries, usines métallurgiques, élevages ou stations d'épuration des eaux usées. La pollution engendrée par de nombreuses usines est devenue aujourd'hui un problème crucial dans les pays industrialisés en raison des nuisances croissantes créées par les rejets nocifs non contrôlés émis en particulier par les grandes installations de transformations pétrolières, métallurgiques ou autres. Les moyens de dépollution utilisés actuellement nécessitent souvent l'utilisation massive de solvants, ou de longs déplacements des produits à traiter entraînant des coûts de transport très élevés, ce qui fait qu'il existe de nombreux "sites orphelins" qu'on a préféré abandonner, tant la réhabilitation était onéreuse avec les systèmes existants. L'élimination des métaux lourds dans les stations d'épuration existantes nécessite en général l'utilisation de moyens onéreux, aussi bien en investissements qu'en frais d'exploitation. Par ailleurs, les pneus et bandes de convoyeurs devenus inutilisables représentent un volume considérable de matériau non biodégradable à éliminer. Ces éléments sont généralement réduits en morceaux et utilisés comme combustible dans des chaudières spécialement aménagées, mais les installations de ce type en service aujourd'hui ne parviennent pas à éliminer la totalité des produits usagés qui s'accumulent sur des aires de stockage qui ont tendance à s'étendre et à se multiplier de façon souvent anarchique. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, grâce à un procédé de décontamination des eaux chargées ou des boues reposant sur l'utilisation de techniques peu onéreuses et très faibles consommatrices d'énergie. Ce procédé présente l'avantage de pouvoir être utilisé à proximité de sites pollués sans aucune difficulté et permet de réutiliser sur place l'eau traitée. Le système revendiqué, en raison de son coût d'exploitation réduit, est particulièrement intéressant pour les sites industriels contaminés, et permettra de dépolluer de nombreux "sites orphelins" actuellement abandonnés, ou d'éventuelles plages polluées lors de marée noire. Le procédé consiste à déverser l'eau à traiter ou à stocker sur des pastilles de caoutchouc calibrées retenues dans un bassin, ces pastilles, obtenues par matriçage de pneumatiques usagés ou de bandes en caoutchouc de tapis transporteurs réformés, ayant été préalablement enrobées d'un adhésif puis recouverte de produit actif et pouvant être, après usage, brûlées en cimenterie, en incinérateur, ou avec des ordures ménagères. Sur les dessins schématiques annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une forme de réalisation conforme à la présente demande : la figure 1 montre un dispositif de calibrage des pastilles de caoutchouc, la figure 2 représente en perspective un panier de conditionnement des pastilles, les figures 3 à 6 illustrent les phases successives d'enrobage des pastilles et la figure 7 est une coupe verticale d'un bassin de filtration équipé de paniers contenant des pastilles de caoutchouc. Le système illustré par les figures 1 à 7 est basé sur l'utilisation de pastilles 1 de caoutchouc provenant de pneumatiques ou convoyeurs usagés et calibrées de façon à éliminer les poussières et éléments 2 de dimensions trop faibles, ces pastilles, calibrées, qui représentent 142 m de surface de contact par m , sont revêtues de colle avant d'être enrobées de produit actif apte à retenir les composants à éliminer et sont de préférence conditionnées dans des paniers 3 parallélépipédiques en treillis, . Les pastilles 1 sont obtenues au moyen d'une presse du type décrit dans le brevet international N[deg] PCT - FR 99/00 587, déposée par l'auteur de la présente invention, et comportant une matrice à poinçons multiples dans laquelle on fait passer la bande de convoyeur ou le pneu préalablement ouvert grâce à une coupe transversale pour pouvoir le disposer à plat. Le calibrage des pastilles 1 pourra s'effectuer par exemple dans un tambour 4 rotatif pourvu de perforations latérales 5 de diamètre déterminé (figure 1). Les pastilles 1 calibrées sont introduites dans des paniers 3 en treillis, puis enrobées de colle par immersion dans un bain 6 de solvant dans lequel est dissout une colle totalement insoluble dans l'eau, du type vulcanisation très adhérente du caoutchouc (figure 3). Après séchage partiel par flux d'air 7 (figure 4), les pastilles sont revêtues de produit actif 8 par la technique du lit fluidisé (figure 5), puis soumises à un séchage définitif (figure 6). Le produit actif 8, utilisé sous forme pulvérulente, est déterminé de façon à retenir sur les pastilles 1 le composant à éliminer. Il est choisi en fonction de la nature de ce composant pour être à même de le capter et de le fixer, en particulier par attraction électrostatique. Il pourra s'agir, par exemple, de charbon actif pour les métaux lourds ou de talc pour les hydrocarbures. La filtration des eaux chargées 9 ou des boues s'effectue en les introduisant par un conduit d'alimentation 10 à la partie supérieure d'un bassin 11 dans lequel sont disposés des paniers grillagés 3 contenant des pastilles 1 de caoutchouc enrobées de produit actif, un conduit d'évacuation 12 permettant la sortie de l'eau épurée 13 à la partie inférieure du bassin (figure 7). Le bassin de filtration 11 comportera avantageusement une couche supérieure de pastilles 1 revêtue de produit actif et une couche inférieure de pastilles 14 sans produit actif, ces deux couches étant séparées par une membrane calibrée 15 permettant de contrôler le débit d'eau ou de boue à filtrer. Un capteur spécifique disposé à l'intérieur du bassin de filtration 11 permettra de mesurer en permanence la teneur en produit à éliminer de manière à déterminer le moment où les pastilles doivent être remplacées. La filtration peut s'effectuer en une seule étape, ou en plusieurs étapes lorsqu'il s'agit d'éliminer différents composants tels que métaux lourds, nitrates, hydrocarbures, bactéries, etc. Les pastilles de caoutchouc étant un combustible analogue au charbon (Pouvoir Calorifique Inférieur (P.C.I.) voisin de celui du charbon), leur destruction s'effectuera en les brûlant en incinérateur spécialisé, en cimenterie ou avec des ordures ménagères. Les pastilles 1 peuvent également être utilisées pour réaliser des bassins de rétention souterrains destinés au stockage de l'eau épurée 13 produite dans un bassin de filtration 11 ou d'eau potable provenant d'une autre source. Dans ce cas, les pastilles 1 seront enrobées d'un produit actif 8 "agréé eau potable" tel que le "rilsan" ou certains époxy. Ces bassins de rétention sont remplis entièrement de pastilles 1, ce qui permet de construire au-dessus des routes ou des ouvrages divers sans risquer un affaissement ou un effondrement de leur couverture. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des systèmes connus. REVENDICATIONS 1 [deg]. Procédé de traitement et de stockage des eaux au moyen d'éléments de caoutchouc recyclés, ayant surtout pour objet l'épuration des eaux chargées ou des boues par élimination des produits polluants, et en particulier des métaux lourds, des nitrates et des hydrocarbures, contenus dans les effluents issus des installations agricoles, industrielles ou urbaines telles que raffineries, usines métallurgiques, élevages ou stations d'épuration des eaux usées, caractérisé en ce que les eaux chargées (9) sont déversée sur des pastilles (1) de caoutchouc calibrées, enrobées de produit actif (8) et retenues dans un bassin, lesdites pastilles, obtenues par matriçage de pneumatiques usagés ou de bandes en caoutchouc de tapis transporteurs réformés, étant après usage brûlées en cimenterie, en incinérateur, ou avec des ordures ménagères. 2.. Procédé selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que l'enrobage des pastilles (1) par un produit actif s'effectue en quatre phases successives : - enduction de colle par immersion dans un bain (6) de solvant dans lequel est dissout une colle totalement insoluble dans l'eau, du type vulcanisation très adhérente du caoutchouc, - séchage partiel par flux d'air (7), - revêtement de produit actif (8) par la technique du lit fluidisé, - séchage définitif. 3.. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le produit actif (8), est utilisé sous forme pulvérulente. 4.. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les pastilles (1) de caoutchouc sont conditionnées dans des paniers (3) parallélépipédiques en treillis. 5.. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, destiné à l'épuration d'eaux chargées ou de boues, se caractérisant par le fait que le produit actif (8) et déterminé en fonction de la nature du composant à éliminer de façon à le capter et à le fixer sur les pastilles (1) de caoutchouc par attraction électrostatique. 6.. Procédé selon la revendication 5, se caractérisant par le fait que le produit actif (8) est constitué de charbon actif pour l'élimination des métaux lourds. 7.. Procédé selon la revendication 5, se caractérisant par le fait que le produit actif (8) est constitué de talc pour l'élimination des hydrocarbures. 8.. Procédé selon la revendication 4 et l'une quelconque des revendications 5 à 7, se caractérisant par le fait que la filtration des eaux chargées (9) ou des boues s'effectue en les introduisant à la partie supérieure d'un bassin de filtration (11) au débit contrôlé dans lequel sont disposés des paniers grillagés (3) contenant des pastilles (1) de caoutchouc enrobées de produit actif (8), l'eau épurée (13) étant extraite à la partie inférieure du bassin. 9.. Procédé selon la revendication 8, se caractérisant par le fait que la teneur en produit à éliminer est mesurée en permanence au moyen d'un capteur spécifique disposé à l'intérieur du bassin de filtration (11) en vue de déterminer le moment où les pastilles (1) doivent être remplacées. 10.. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, se caractérisant par le fait que la filtration est effectuée en plusieurs étapes pour éliminer différents composants tels que métaux lourds, nitrates, hydrocarbures, bactéries, etc. 11 [deg]. Dispositif de traitement des eaux chargées ou des boues de stations d'épuration au moyen d'éléments de caoutchouc recyclés, ayant pour objet l'élimination de produits polluants, et en particulier des métaux lourds et des hydrocarbures, contenus dans les effluents issus des installations industrielles telles que raffineries ou usines métallurgiques en appliquant le procédé selon les revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un bassin de filtration (11) comportant à sa partie supérieure un conduit d'alimentation (10) pour les eaux chargées (9) et, à sa partie inférieure, un conduit d'évacuation (12) pour la sortie de l'eau épurée (13), ledit bassin contenant des paniers grillagés (3) contenant des pastilles (1) de caoutchouc enrobées de produit actif déterminé de façon à retenir sur les dites pastilles le ou les composant(s) à éliminer. 12.. Dispositif selon la revendication 11, se caractérisant par le fait que le bassin de filtration (11) comporte une couche supérieure de pastilles (1) revêtue de produit actif et une couche inférieure de pastilles (14) sans produit actif, ces deux couches étant séparées par une membrane calibrée (15) permettant de contrôler le débit d'eau ou de boue à filtrer. 13.. Dispositif de stockage d'eau épurée produite dans un bassin ae filtration selon les revendications 11 et 12 ou d'eau potable provenant d'une autre source, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un bassin de rétention souterrains rempli entièrement de pastilles (1) enrobées d'un produit actif (8) "agréé eau potable" tel que le "rilsan" ou certains époxy, de façon à pouvoir au-dessus dudit bassin des routes ou des ouvrages divers sans risquer un affaissement ou un effondrement de sa couverture.