Brevet FR2862634A1 — publié le 20050527

La présente invention est relative à un procédé de séchage de boues contenant des déchets. Il est tout particulièrement adapté au séchage de boues de stations d'épuration. Par l'expression "boues contenant des déchets", on entend des matières contenant de l'eau et des solides en suspension ou en mélange homogène dans l'eau, qui ont une consistance liquide à pâteuse, et qui ne peuvent être rejetées telles qu'elles dans la nature au risque de souiller l'environnement, car contenant des matériaux organiques et/ou minéraux polluants. Des exemples typiques de telles boues sont les boues de stations d'épuration ainsi que les vases résultant du dragage des fonds de zones portuaires. Les quantités de boues produites chaque année en France sont considérables. Sous réserve de respecter la législation en vigueur, certaines de ces boues peuvent être valorisées, par exemple pour constituer des couches de remblai. Cependant, une utilisation ultérieure ne saurait être valablement envisagée que si les boues sont préalablement séchées, de manière à en réduire le volume et à rendre leur manipulation à venir plus aisée. La présente invention a pour but de proposer un procédé de séchage de telles boues qui soit rationnel et économique à mettre en oeuvre. Ce procédé vise tout particulièrement obtenir un séchage particulièrement performant des boues, tout en réduisant l'émission de fines particules susceptibles d'être évacuées par mégarde dans l'environnement et de le polluer. Ce procédé de séchage de boues contenant des déchets, notamment 25 des boues de stations d'épuration, se caractérise essentiellement par le fait qu'il consiste à mettre en oeuvre successivement les étapes suivantes: a) introduire lesdites boues dans un four rotatif horizontal à courant de gaz chaud par son extrémité amont; b) récupérer lesdites boues séchées à l'extrémité aval du four; 30 c) recycler une partie des boues séchées issues de l'étape b) pour les mélanger à de nouvelles boues à introduire dans le four. Ainsi, le recyclage d'une partie des boues séchées issues de l'étape b) pour les mélanger à de nouvelles boues à introduire dans le four permet de parvenir plus rapidement à une meilleure siccité des boues séchées, tout en réduisant de manière significative la quantité de fines particules au sein du four, susceptibles d'être évacuées vers l'extérieur. Au terme du procédé selon l'invention, les boues sont simplement séchées et en aucun cas transformées. Il est donc à distinguer des procédés dans lesquels on calcine les polluants, tels que des résidus pétroliers contenus et souillant du sable. De préférence, la fraction de boues recyclées est constituée de fines. Selon un mode de réalisation particulier, ladite fraction constituée de 10 fines résulte du tamisage des boues séchées. Avantageusement, les boues à sécher présentent une teneur en matières sèches comprise entre 25 à 30 % en poids, tandis que les boues séchées présente une siccité supérieure à 70%, et de préférence supérieure à 90%. Selon encore un autre mode de réalisation, le courant de gaz chaud présente une température de l'ordre de 400 C, ce courant étant de préférence orienté dans le même sens que la circulation des boues à l'intérieur du four. Une variante du procédé comprend l'étape qui consiste à introduire des boues en continu dans le four, par exemple au moyen d'une trémie et/ou d'une vis de gavage. De manière particulièrement avantageuse, on mélange ou on imprègne les boues séchées avec au moins une résine de synthèse. De préférence, on recycle au moins partiellement les gaz de chauffage. Par ailleurs, lorsqu'on rejette vers l'extérieur au moins au moins une 25 partie des gaz de chauffage, on préfère procéder préalablement à leur dépoussiérage. Selon une variante de réalisation, ce procédé est mis en oeuvre au moyen d'une installation mobile, apte à être déplacée à proximité immédiate d'un lieu de stockage et/ou de production de boues. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préférentiel. Cette description sera faite en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 est un schéma destiné à illustrer de manière très schématique une forme de réalisation du procédé. Ce mode de réalisation préférentiel sera détaillé ci-après seulement dans le cadre du traitement de boues de station d'épuration. Toutefois, il peut bien 35 entendu être mis en oeuvre avec d'autres types de boues, en particulier des vases draguées dans les fonds de zones portuaires. L'objectif principal du procédé de l'invention est d'évaporer l'eau présente dans les boues, de manière à en réduire le volume et le poids. De préférence, les boues à sécher présentent une teneur en matières sèches comprise entre 25 à 30 % en poids. Toutefois, moyennant quelques réglages, le procédé peut permettre de traiter des boues présentant des teneurs en matières sèches différentes de celles indiquées ci-dessus, c'est à dire supérieures ou inférieures. Dans de tels cas, les boues auront alors une consistance plus ou moins épaisse, respectivement liquide. Sur la figure annexée, les boues à traiter portent la référence numérique 1. La première étape du procédé consiste à introduire lesdites boues dans un four rotatif horizontal à courant de gaz chaud par son extrémité amont. Cette introduction peut être mise en oeuvre en utilisant n'importe quel moyen adéquat connu de l'homme du métier. Cependant, le présent demandeur s'est aperçu que cette étape est mise en oeuvre de manière particulièrement rationnelle et efficace dès lors que l'introduction est réalisée au moyen d'une trémie et/ou d'une vis de gavage. Avantageusement, cette introduction se fait de manière continue. Le four précité est référencé 2 sur la figure annexée et le déplacement des boues en son sein est symbolisé par la flèche f. Ce four est un four rotatif horizontal à courant de gaz chaud, du type de ceux généralement utilisés dans le processus de fabrication de ciments. Ses dimensions seront adaptées à la quantité de boues à traiter, mais un paramètre de dimensionnement sera également sa capacité évaporatoire. Le courant de gaz chaud qui traverse le four présente préférentiellement une température de l'ordre de 400 C, ce courant étant avantageusement orienté dans le même sens que la circulation des boues à l'intérieur du four. Toutefois, une circulation à contre-courant, plus efficace, est envisageable mais celle-ci complique la structure de l'installation mise en oeuvre. Ce courant est engendré au sein d'un brûleur associé à un générateur de gaz chaud, ces deux appareils portant sur la figure annexée la référence numérique 5. La référence 50 identifie le gaz créé au sein du générateur, tandis que la référence 51 correspond à une fraction de gaz sortant du four et recyclé au sein du générateur. La fraction restante des gaz sortant du four est évacuée sous forme de fumées à l'air libre (référence 6 de la figure), après avoir été éventuellement lavées et refroidies en utilisant des moyens techniques connus de l'homme du métier. La deuxième étape du procédé consiste à récupérer les boues séchées à l'extrémité aval du four, tandis que la troisième étape est mise en oeuvre en recyclant une partie des boues séchées issues de l'étape précédente pour les mélanger à de nouvelles boues à introduire dans le four. Le but de cette dernière étape est d'améliorer la siccité de boues finales tout en évitant qu'elles ne s'agglomèrent sous la forme de blocs de poids et 10 de forme aléatoires. Ce processus de recyclage est symbolisé par la flèche 4. De préférence, la fraction de boues recyclées est constituée de fines obtenues par tamisage des boues séchées. La séparation granulométrique des fines pour les recycler est 15 intéressante car elle permet de contrôler et d'obtenir une taille homogène des boues séchées, sous la forme de granulés en sortie de four. De plus, cela évite que ces fines s'envolent dans le four et soient rejetées par mégarde à l'extérieur, avec les risques de pollution de l'environnement qui y sont liés. La boue séchée est recyclée par exemple par transport pneumatique ou éventuellement par élévateur et transporteur horizontal Le mélange de cette fraction sèche avec de nouvelles boues humides se fait au sein d'un mélangeur granulateur non représenté sur la figure annexée. La granulométrie des boues recyclée est par exemple comprise entre 1 et 10 millimètres, selon le tamis utilisé. Les granulats ainsi fabriqués au sein du mélangeur granulateur sont admis dans le four, se sorte que leur séchage est rendu encore plus performant. Grâce à cette méthode, on passe plus aisément le cap de la phase de plasticité des boues qui correspond généralement à un taux de matière sèche de l'ordre de 60 à 70 %. Avantageusement, les boues séchées obtenues présente un taux de matière sèche supérieur ou égal à 90%. A la sortie du four, les boues séchées peuvent être récupérées après refroidissement en vue d'un usage ultérieur compatible avec la nature des 35 constituants qu'elles renferment. Le cas échéant, elles peuvent être mélangées (ou imprégnées) avec au moins une résine de synthèse, selon la technique décrites dans la demande FR-A-2 749 868. Le procédé selon l'invention est avantageusement mis en oeuvre au moyen d'une installation mobile, apte à être déplacée à proximité immédiate d'un lieu de stockage et/ou de production de boues, telle que par exemple une station d'épuration ou un chantier qui a généré sur une durée plus ou moins longue, une quantité importante de boues. Moyennant quelques adaptation, cette installation peut permet de 10 procéder à la calcination de déchets de produits pétroliers, du type de ceux rejetés sur les côtes lors de "marée noires". A titre indicatif, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre de façon à respecter ou obtenir les paramètres suivants: - Débit 1 800 à 14 000 Kg/h - Température des gaz chauds de séchage 400 C - Température sortie four 120 C - Densité des produits secs 700 Kg/m3 - Siccité 70 à 90 % - Matière organique contenue 47 % de matière séche - Granulométrie 1 à 7 mm REVENDICATIONS 1. Procédé de séchage de boues (1) contenant des déchets, notamment des boues de stations d'épuration, caractérisé par le fait qu'il consiste à mettre en oeuvre successivement les étapes suivantes: a) introduire lesdites boues (1) dans un four rotatif horizontal à 5 courant de gaz chaud (2) par son extrémité amont; b) récupérer lesdites boues séchées à l'extrémité aval du four; c) recycler une partie des boues séchées issues de l'étape b) pour les mélanger à de nouvelles boues à introduire dans le four (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la 10 fraction de boues recyclées est constituée de fines. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite fraction constituée de fines résulte du tamisage des boues séchées. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les boues à sécher (1) présentent une teneur en matières sèches comprise entre 25 à 30 % en poids, tandis que les boues séchées présente une siccité supérieure à 70%, et de préférence supérieure à 90% 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le courant de gaz chaud présente une température de l'ordre de 400 C, ce courant étant de préférence orienté dans le même sens que la circulation des boues (1) à l'intérieur du four (2). 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on procède à une introduction des boues (1) en continu dans le four (2), par exemple au moyen d'une trémie et/ou d'une vis de gavage. 7. Procédé selon l'une des revendications, caractérisé par le fait 25 qu'on mélange ou on imprègne les boues séchées avec au moins une résine de synthèse. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on recycle au moins partiellement les gaz de chauffage. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel 30 on rejette vers l'extérieur au moins au moins une partie des gaz de chauffage, caractérisé par le fait que qu'on procède préalablement à leur dépoussiérage. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est mis en oeuvre au moyen d'une installation mobile, apte à être déplacée à proximité immédiate d'un lieu de stockage et/ou de production de boues.