Brevet FR2853308A1 — publié le 20041008

5. La présente invention a pour objet un procédé de traitement de déchets liquides et lixiviats par évaporation condensation, ainsi que des installations utilisant ce procédé. Ce procédé se rapporte d'une manière générale au traitement, en vue de leur élimination, des effluents liquides tels que ceux provenant de décharges d'ordures ménagères, de processus industriels ou d'un réseau d'égouts ou de lisiers. Il existe à ce jour plusieurs méthodes destinées à l'élimination des 15 déchets liquides pouvant aller de la simple décantation par lagunage au traitement en station d'épuration ou à l'utilisation de moyens évolués de filtration telle que l'osmose inverse ou l'ultra-filtration. Ces techniques présentent l'inconvénient, soit d'entraîner un coût très élevé, soit de provoquer une pollution des sols. En outre, elles ne sont généralement pas conformes aux normes actuelles et aux exigences administratives, et les exploitants concernés doivent donc se mettre en conformité. Il y a par conséquent un besoin réel pour une technique de traitement des effluents liquides de tous types, qui soit à la fois moins onéreuse, plus aisée à mettre en oeuvre sur site et plus respectueuse de l'environnement. Le brevet No FR 2 770 211 décrit un procédé pour le traitement et l'élimination des effluents liquides, dans lequel: a) on vaporise dans une chaudière, au moyen d'un brûleur, les effluents liquides réunis; b) on collecte les vapeurs émises dans l'étape a) et on les condense; c) on sépare les boues subsistant dans la chaudière et on déconcentre ainsi l'effluent liquide traité dans l'étape a) ; et d) on évapore les vapeurs condensées de l'étape b) et on soumet les fractions incondensables à l'étape a) ci-dessus pour les incinérer; tandis que pour amorcer le cycle d'étapes susdites on remplit au préalable le récipient de récupération des condensats, avantageusement par de l'eau de ville. Le système décrit ne permet pas d'atteindre un rendement élevé en raison de la basse température des effluents liquides à l'entrée de la chaudière et de la consommation d'énergie électrique nécessaire pour assurer le fonctionnement des différents ventilateurs, pompes et autres accessoires. Le procédé selon la présente invention consiste en un perfectionnement du procédé objet du brevet mentionné ci-dessus permettant d'améliorer sensiblement le rendement du système tout en lui assurant une très grande autonomie en supprimant la nécessité d'un raccordement à un réseau électrique. 15 Ce procédé consiste essentiellement à utiliser une partie du biogaz naturellement produit à partir des effluents liquides, et/ou des déchets organiques ou végétaux stockés avant traitement pour alimenter des moteurs produisant en même temps l'énergie électrique nécessaire à l'installation, l'eau de refroidissement 20 et les gaz d'échappement de ces moteurs étant utilisés pour préchauffer les lixiviats ou les effluents liquides de manière à diminuer l'énergie thermique employée pour leur vaporisation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 25 ressortiront de la description qui va suivre, exposant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Dans le procédé décrit, de même que dans celui faisant l'objet du brevet No FR 2 770 21 1, les effluents liquides sont amenés directement dans la cuve 30 d'une chaudière pour les vaporiser au moyen d'un ou plusieurs brûleurs alimentés de préférence par du biogaz, les vapeur obtenues sont dirigées vers un condenseur et le produit de cette condensation est envoyé dans une tour d'évaporation ayant la double fonction de refroidir un fluide caloporteur afin de condenser les vapeurs admises, et d'évaporer sur un échangeur air/eau les condensats qui sont ensuite collectés et pulvérisés dans ladite tour d'évaporation, les fractions incondensables étant incinérés. Une première particularité du procédé selon la présente invention 5 consiste à utiliser une partie du biogaz naturellement produit à partir des effluents liquides, des lixiviats, ou de déchets organiques et végétaux, stockés avant traitement pour alimenter un ou plusieurs moteurs entraînant des générateurs aptes à produire l'électricité nécessaire ou pour faire fonctionner les éléments de l'installation utilisant cette énergie, tels que moto-ventilateurs, pompes, organes de 10 contrôle, moteurs conventionnels adaptés au biogaz, etc. Les déchets organiques et végétaux auront étés soumis préalablement à une méthanisation ou simplement à une fermentation partielle. Les eaux de refroidissement des moteurs produisant l'énergie 15 électrique sont utilisées pour préchauffer, au moyen d'un échangeur adéquat les lixiviats ou effluents liquides avant de les introduire dans la cuve de la chaudière. En général, la température de l'eau de refroidissement à la sortie est de l'ordre de 80 à 900C. Le préchauffage permet une amélioration du rendement par 20 réduction de la consommation de l'énergie pour la vaporisation. Avantageusement, les gaz d'échappement pourront également être utilisés pour préchauffer les lixiviats ou les effluents liquides au moyen d'un échangeur thermique de conception optimisée pour cette application. Selon la composition chimique et la viscosité des effluents liquides ou lixiviats, ainsi que la quantité de matière en suspension, on peut également remplacer le brûleur utilisé habituellement par un échangeur assurant leur évaporation à partir des gaz d'échappement. D'une manière générale, la composition des gaz d'échappement 30 dépend du taux de combustion, fonction des performances et de la conception du moteur, et de la composition du combustible utilisé, c'est-à-dire du biogaz Pour réduire la concentration en particules solides dans les gaz d'échappement, il est possible de les faire passer par un système de filtres conventionnels ou de le purifier au moyens de filtres spécialement adaptés tels que filtres de séparation par gravité ou par force tangentielle [centrifuge], à haute température. Dans ce cas, les gaz d'échappement purifiés peuvent être ramenés directement dans la chaudière sans passer par un échangeur thermique, ce qui entraîne une économie d'énergie. A titre indicatif, on peut signaler que l'eau de refroidissement d'un moteur à gaz d'une puissance de 100 à 1200 kW produit une énergie thermique de 600 à 900 kW, la puissance thermique des gaz d'échappement atteignant 500 à 700 kW, leur température pouvant s'élever à 5000C et parfois au-delà. Une seconde particularité du procédé selon la présente invention consiste à utiliser, au stade condensation dans la tour d'évaporation, les lixiviats ou effluents liquides qui, à la sortie, sont renvoyés dans la chaudière pour être traités. Cette méthode permet également une réduction de la consommation d'énergie, mais 15 surtout une diminution sensible de la consommation d'eau, ce qui peut avoir une grande importance dans les pays o elle manque. Une troisième particularité du procédé selon la présente invention consiste à modifier le circuit général pour traiter partiellement les lixiviats ou effluents 20 liquides, de manière à ce que seuls les polluants les plus importants et les matières solides soient éliminés, ce qui permet d'obtenir un produit obtenu toujours liquide pouvant être purifié par la méthode classique de l'osmose inverse avec, pour résultat une réduction très sensible du colmatage des membranes de filtration. On obtient ainsi une diminution des consommables et une 25 augmentation de la durée de vie des membranes qui sont très chères. Une quatrième particularité du procédé selon la présente invention consiste à effectuer un séchage du biogaz avant son utilisation, de façon à améliorer ses performances. 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 procédés similaires. REVENDICATIONS 1 . Procédé de traitement de déchets liquides et lixiviats par évaporation-condensation, destiné à l'élimination, des effluents liquides tels que ceux provenant des décharges d'ordures ménagères, de traitements industriels, de réseaux d'égouts ou de lisiers, dans lequel procédé les effluents liquides sont vaporisés dans une chaudière, les vapeur obtenues étant condensées puis dirigées 10 vers une tour d'évaporation o les condensats sont pulvérisés les fractions incondensables étant incinérés, caractérisé en ce que l'énergie électrique nécessaire à l'installation est produite par un ou plusieurs générateurs entraînés par des moteurs alimentés par une partie du biogaz naturellement produit à partir des effluents liquides, lixiviats 15 ou déchets organiques et végétaux stockés avant traitement. 2 . Procédé selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que les eaux de refroidissement du ou des moteurs produisant l'énergie électrique sont utilisées pour préchauffer, au moyen d'un échangeur adéquat les lixiviats ou 20 effluents liquides avant de les introduire dans la cuve de la chaudière. 30. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les gaz d'échappement du ou des moteurs produisant l'énergie électrique sont utilisés pour préchauffer les lixiviats ou les effluents liquides 25 au moyen d'un échangeur thermique. 40. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'une partie du biogaz est utilisé pour faire fonctionner certains éléments de l'installation aptes à utiliser cette énergie, tels que 30 moto-ventilateurs, pompes, organes de contrôle, moteurs conventionnels adaptés au biogaz, etc. 5 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les lixiviats ou effluents liquides sont utilisés au stade condensation dans la tour d'évaporation et renvoyés, à la sortie dans la chaudière pour y être traités de manière à réduire la consommation d'eau. 6 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 se caractérisant par le fait que les lixiviats ou effluents liquides sont traités partiellement en éliminant seulement les polluants les plus importants et les matières solides, de façon à ce que le produit obtenu soit liquide. 70. Procédé selon la revendication 6, se caractérisant par le fait que 10 le produit liquide obtenu est purifié par la méthode de l'osmose inverse de manière à diminuer le colmatage des membranes de filtration. 80. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le biogaz est séché avant son utilisation, de façon à 15 améliorer ses performances. 90. Installations de traitement de déchets liquides et lixiviats par évaporation-condensation, ayant pour objet l'application du procédé selon les revendications précédentes, caractérisées en ce qu'elle comportent un ou plusieurs générateurs entraînés par des moteurs alimentés par le biogaz naturellement produit à partir des effluents liquides, lixiviats ou déchets organiques et végétaux stockés avant traitement, ce ou ces générateurs étant destinés à produire l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l'installation. 100. Installations selon la revendication 9, se caractérisant par le fait qu'elles comportent des éléments tels que moto-ventilateurs, pompes, organes de contrôle, moteurs conventionnels adaptés à ce carburant, alimentés en biogaz. 11 . Installation l'une quelconque des revendications 9 et 10, se caractérisant par le fait qu'elles comportent un échangeur thermique utilisé pour préchauffer les lixiviats ou effluents liquides avant de les introduire dans la cuve de la chaudière et recevant les eaux de refroidissement du ou des moteurs produisant l'énergie électrique, ou d'autres moteurs alimentés au biogaz. 120. Installation l'une quelconque des revendications 9 à 10, se caractérisant par le fait qu'elles comportent un échangeur thermique utilisé pour préchauffer les lixiviats ou les effluents liquides et recevant les gaz d'échappement du ou des moteurs produisant l'énergie électrique, ou d'autres moteurs alimentés au biogaz.