Brevet FR2875721A1 — publié le 20060331

PROCEDE DE SECHAGE DE CONCENTRATS D'EVAPORATION ET INSTALLATION POUR LA MISE EN UVRE DU PROCEDE L'invention se rapporte à un procédé et une installation de séchage de concentrats, tels que des concentrats d'évaporation issus du traitement des lixiviats produits par le stockage des déchets. Les zones de stockage des déchets sont soumises à réglementation et, notamment, avant toute dépose de déchets, ces zones doivent être pourvues d'un film imperméable et d'un réseau de drainage. L'eau de pluie qui traversera les déchets va former un volume important de lixiviats. Les lixiviats peuvent être traités suivant divers procédés: évaporation sous vide (cf DE-A-19648372), distillation acide ou alcaline (cf EP-A0176963), chauffage et surchauffe (cf EP-A-0094547), traitement par bactéries, filtration sur membrane, etc. Plusieurs des procédés de traitement des lixiviats aboutissent à la 15 formation de concentrats, par exemple concentrats d'évaporation, notamment issus d'un évaporateur dit à flot tombant. Les lixiviats sont des effluents issus de la percolation des eaux au travers d'un massif de déchets (OM, DIB, DIS...) ou issus d'un contact avec des déchets (lixiviats des fosses à déchets d'usines d'incinération, de centre de compostage...). Ils sont de ce fait vecteurs d'une très forte pollution minérale et organique, qu'il s'agisse de lixiviats de sites de stockage d'ordures ménagères (OM), de déchets industriels banals (DIB) ou bien entendu de déchets industriels spéciaux (DIS). Les lixiviats contiennent en fortes concentrations une très grande diversité de polluants, par exemple entre 2 et 5 fois plus de pollution organique carbonée et entre 20 et 40 fois plus d'azote et entre 10 et 100 fois plus de sels minéraux que dans les eaux usées urbaines. La composition organique dépend notamment du mode d'exploitation de la décharge (épaisseur et mode de confinement des déchets, étanchéité, type de drainage), de la composition des déchets, des conditions géoclimatiques et de rage de la décharge. 2875721 2 Les concentrats issus du traitement de ces lixiviats contiennent également une grande diversité de polluants. Ces concentrats restent liquides au moins jusqu'à une siccité de l'ordre de 70 %, de sorte qu'ils ne sont pas pelletables et ne peuvent être mis en décharge facilement. Pour résoudre ces problèmes, la demanderesse a envisagé le chaulage. Mais il faudrait ajouter 300 % de chaux par rapport à la matière sèche pour obtenir une consistance terreuse, ce qui n'est pas économiquement acceptable. Les mêmes observations ont pu être faites avec les poudres absorbantes. Le séchage des concentrats utilisant la vapeur ou l'huile thermique type couche mince entraîne des coûts prohibitifs, de l'ordre de 400.000 pour un séchage de 200 kg/h de concentrats d'évaporation. L'invention vise à fournir un procédé et une installation de séchage de tels concentrats d'évaporation ou produits analogues, ce procédé et cette installation étant conçus spécifiquement pour tenir compte des caractères particuliers de ces concentrats: volumes importants; - odeurs désagréables lorsqu'ils sont chauds; composition chimiques variable d'un site de production à l'autre, voire d'une saison à l'autre pour un même site, le procédé et le dispositif devant permettre l'obtention d'un produit pelletable pouvant être mise en décharge, sans que le traitement des concentrats n'entraîne de dégagements d'odeurs désagréables, le procédé et l'installation permettant le traitement économique des concentrats. A ces fins, l'invention se rapporte, selon un premier aspect, à un procédé de séchage de concentrats, en particulier de concentrats d'évaporation issus du traitement des lixiviats de décharges, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de déplacement du concentrat en regard d'au moins une source de rayonnement infrarouge tel que radiant. Selon diverses réalisations, le procédé présente les caractères suivants, 30 éventuellement combinés: 2875721 3 - la source de rayonnement infrarouge est un radiant gaz utilisant un biogaz comme combustible; - il comprend une étape d'éclatement de la croûte se formant en surface du concentrat. L'invention se rapporte également à une installation de séchage de concentrats, en particulier de concentrats d'évaporation, pour la mise en oeuvre du procédé tel que présenté ci-dessus comprenant une chaîne de convoyage sans fin portant des lames de raclage et des saillies formant peigne, cette chaîne de convoyage étant entraînée en déplacement dans une auge contenant les concentrats à évaporer, les lames convoyant les boues décantées au fond de l'auge et les saillies en peigne permettant de fragmenter la croûte se formant en surface des concentrats, du fait des rayonnements infrarouges. Dans une réalisation avantageuse, les sources de rayonnement infrarouge comprennent des radiants gaz pourvus d'injecteurs adaptés pour une alimentation en biogaz, le ratio air/biogaz étant adapté en fonction de la teneur du biogaz en méthane. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de modes de réalisations, description qui va être effectuée à la lumière des figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique latérale d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale du dispositif de la figure 1, montrant les lames racleuses et les peignes placés sur la chaîne de convoyage. On se rapporte à la figure 1. Un radiant 1 est placé au dessus et en regard d'une chaîne de convoyage sans fin 2. Dans une réalisation prototype, ce radiant 1 est de type céramique alvéolé, d'une puissance de 20 kw et de dimensions 115 x 50 cm. 2875721 4 Avantageusement, ce radiant 1 est pourvu d'un injecteur spécialement configuré pour fonctionner à l'aide de biogaz dont la teneur en CH4 est comprise entre 15 et 55 %. Un tel biogaz est obtenu par la demanderesse par les fermentations anaérobies des centres de stockage d'ordures ménagères, ce biogaz contenant outre du méthane, du dioxyde de carbone et du sulfure d'hydrogène. La demanderesse a proposé, dans le document FR-2758740 un procédé de traitement du biogaz produit par les fermentations anaérobies de sites de stockage d'ordures ménagères. Afin de simplification, le contenu de ce document FR-2758740 est ici incorporé par référence. Le radiant 1 est pourvu de moyens de sécurité tels que détecteur de flamme, électrovannes, régulateur de pression. La chaîne de convoyage sans fin 2 est en mouvement continu autour de cylindres de renvois 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c. Cette chaîne de convoyage 2 porte 15 des lames de raclage transversales 5 et des saillies 6 formant peigne dont la fonction sera présentée plus en détail par la suite. Dans son parcours supérieur, la chaîne de convoyage 2 pénètre dans une auge métallique 7. A titre d'exemple, cette auge aura des dimensions intérieures de l'ordre de 110 x 52 x 8 cm et ses bords latéraux 8 seront en pente douce. La demanderesse a constaté que les fonds et rebords de l'auge métallique ne s'encrassent pas et qu'une ébullition à grosses bulles était obtenue à la surface des concentrats, aucune odeur n'étant décelable lors du séchage. A partir de la siccité de 50 % environ, il se forme à la surface du concentrat un croûte dont le chauffage peut entraîner une formation d'odeurs. La demanderesse émet l'hypothèse que les très hautes températures que produisent les infrarouges à proximité des radiants provoquent la décomposition des composés organiques volatiles en CO2 et H2O et la décomposition du NH3 en N2 et H2O, la formation de la croûte pouvant freiner l'évaporation. 2875721 5 Pour éviter la formation de cette croûte continue, la chaîne de convoyage 2 est pourvue des lames et saillies, les lames convoyant les boues décantées au fond de l'auge et les saillies en peigne permettant de casser la croûte superficielle. Le procédé et l'installation permettent de sécher les concentrats d'évaporation jusqu'à la siccité de 70 % à laquelle les concentrats après refroidissement sont pelletables. Une voûte infrarouge de 200 kw et une auge de largeur 1,50 m et de longueur 6 m permettent le traitement de 200 kg de concentrat à l'heure. Le procédé présente de nombreux avantages tels que: aucun encrassement, pas de production de mousse; puissante action désodorisante; maintenance très réduite des radiants gaz; possibilité de fonctionnement avec un biogaz pauvre en méthane; source d'énergie (biogaz) peu coûteuse et produite à proximité des sites de traitement des lixiviats, une source d'énergie peu coûteuse compensant le fait que les concentrats n'absorbent pas en totalité les rayonnements émis par le radiant, les concentrats étant éloignés du comportement du corps noir. Le procédé et l'installation permettent également le traitement de saumures, de lixiviats bruts, le séchage de boues telles que boues de station d'épuration. 1. 2. 3. 4. 5. 6 REVENDICATIONS Procédé de séchage de concentrats, en particulier de concentrats d'évaporation issus du traitement des lixiviats de décharges, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de déplacement du concentrat en regard d'au moins une source de rayonnement infrarouge tel que radiant. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite source de rayonnement infrarouge est un radiant gaz utilisant un biogaz comme combustible. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'éclatement de la croûte se formant en surface du concentrat. Installation de séchage de concentrats, en particulier de concentrats d'évaporation, pour la mise en oeuvre du procédé tel que présenté dans l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend une chaîne de convoyage sans fin (2) portant des lames de raclage (5) et des saillies formant peigne (6), cette chaîne de convoyage (2) étant entraînée en déplacement dans une auge (7) contenant les concentrats à évaporer, les lames convoyant les boues décantées au fond de l'auge et les saillies en peigne permettant de fragmenter la croûte se formant en surface des concentrats, du fait des rayonnements infrarouges. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les sources de rayonnement infrarouge comprennent des radiants gaz pourvus d'injecteurs adaptés pour une alimentation en biogaz, le ratio air/biogaz étant adapté en fonction de la teneur du biogaz en méthane.