Brevet FR2911514A1 — publié le 20080725

PROCEDE ET INSTALLATION POUR LE TRAITEMENT DE DECHETS GRAS. L'invention concerne, de façon générale, les techniques liées au respect de l'environnement. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier aspect, un procédé de traitement de déchets gras essentiellement constitués d'une fraction grasse, d'une fraction aqueuse, et d'une fraction résiduelle, ce procédé comprenant au moins des opérations de chauffage, de circulation et de fractionnement consistant respectivement à chauffer ces déchets au moins jusqu'à la fusion de la fraction grasse, à faire circuler ces déchets depuis une station de prélèvement jusqu'à une station de fractionnement dans un circuit incluant une canalisation de volume utile constant, et à séparer les différentes fractions de ces déchets. Un tel procédé, notamment destiné à traiter les déchets d'origine alimentaire humaine ou animale, est décrit de manière détaillée dans le brevet français FR 2 720 014. Comme l'objet de ce brevet antérieur, la présente invention s'applique, entre autres, aux déchets gras provenant des industries agro-alimentaires et notamment aux déchets provenant des ouvrages de décantation, aux refus de fabrication et aux effluents de nettoyage de ces industries. L'invention s'applique aussi aux déchets provenant des établissements de restauration et de préparation d'aliments ainsi qu'aux déchets provenant des ouvrages de prétraitement des eaux usées urbaines ou industrielles tels que les dégraisseurs et les déshuileurs. De tels déchets sont généralement collectés 2 2911514 à l'occasion de l'entretien des ouvrages de séparation, de rétention ou de stockage. Les déchets gras contiennent des corps gras d'origine animale et/ou végétale, purs ou en mélange, 5 intacts ou hydrolysés partiellement ou en totalité, et présentent essentiellement trois fractions: - une première fraction aqueuse contenant des substances dissoutes ou en suspension, - une seconde fraction organique particulaire, 10 émulsifiée, diffuse ou surnageante, constituée de matières grasses, et - une troisième fraction ou fraction résiduelle, renfermant des particules organiques ou minérales, en suspension, surnageantes ou sédimentées (tissus, reliefs 15 de repas, débris végétaux, papiers, plastiques, verre, objets métalliques et notamment couverts, graviers,...). Les pourcentages respectifs, en poids ou en volume, de ces diverses fractions dépendent notamment de leur provenance et éventuellement aussi de la période de 20 l'année dans le cas où la source de ces déchets est liée à une activité à caractère saisonnier. Le procédé et l'installation décrits dans le brevet antérieur précité, en dépit de leur intérêt et des immenses services qu'ils ont rendus, imposent, notamment 25 en termes d'encombrement et d'exploitation, de nombreuses contraintes qu'il est devenu difficile de satisfaire. Dans ce contexte, la :présente invention a pour but de proposer un procédé et une installation de traitement de déchets gras offrant un meilleur compromis dans la 30 résolution des problèmes que pose leur mise en oeuvre. 3 2911514 A cette fin, le procédé de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que l'cpération de chauffage est mise en oeuvre en 5 chauffant les déchets exclusivement pendant leur circulation dans ladite canalisation de volume utile constant. En effet, alors que le procédé connu du brevet FR 2 720 014 reposait sur l'hypothèse qu'il était nécessaire 10 de chauffer au moins partiellement les déchets gras dans une cuve tampon de volume utile variable, l'invention repose sur la découverte du fait que le traitement de ces déchets pouvait se dispenser d'un tel, stockage temporaire. 15 De préférence, l'opération de chauffage est partiellement mise en oeuvre en réchauffant les déchets gras à traiter par la fraction aqueuse issue de déchets gras préalablement fractionnés. Avantageusement, le procédé de l'invention comprend 20 en outre une opération de cégrillage et de dilacération, de préférence mise en ceuvre avant l'opération de chauffage. Ce procédé peut aussi comprendre une opération de coagulation-floculation de la fraction aqueuse issue de 25 déchets gras fractionnés et conduisant à l'obtention d'une eau pré-épurée et de boues hydratées. Néanmoins, une opération de coagulation peut aussi être effectuée avant le fractionnement. Il peut également être judicieux de prévoir que ce 30 procédé comprenne une opération de séparation de phases, mise en oeuvre sur les boues hydratées, cette opération de séparation de phases consistant à séparer, au moins 4 2911514 partiellement, les phases liquide et solide de ces boues hydratées. L'invention concerne également une installation pour le traitement de déchets gras essentiellement 5 constitués d'une fraction grasse, d'une fraction aqueuse, et d'une fraction résiduelle, cette installation comprenant au moins une chaudière, une station de prélèvement ces déchets, une station de fractionnement, un circuit incluant une canalisation de volume utile 10 constant pour faire circuler les déchets entre la station de prélèvement et la station de fractionnement, et au moins un échangeur thermique pour chauffer les déchets, cette installation étant caractérisée en ce que chaque échangeur thermique est installé sur ladite canalisation. 15 Cette installation comprend au moins un échangeur d'un premier type, chaque échangeur du premier type recevant, en tant que fluide caloporteur, de l'eau chauffée par la chaudière. De préférence, cette installation comprend en outre 20 au moins un échangeur d'un deuxième type, chaque échangeur du deuxième type recevant, en tant que fluide caloporteur, la fraction aqueuse issue de déchets gras préalablement fractionnés. Cette installation peut aussi comprendre une unité 25 de prétraitement disposée en amont de la station de prélèvement et comprenant au moins des moyens de dégrillage des déchets gras. Cette installation peut encore comprendre une unité de prétrait:ement, éventuellement la même que 30 précédemment, disposée en amont de chaque échangeur et comprenant au moins des moyens de dilacération des 5 2911514 déchets gras et des moyens de filtration des déchets gras. L'installation de l'invention peut également comprendre une unité de post-traitement de la fraction 5 aqueuse issue de déchets gras préalablement fractionnés, cette unité comprenant au moins des moyens de séparation dynamique. De préférence, l'unité de post-traitement comprend en outre une cuve de coagulation-floculation, disposée en 10 amont des moyens de séparation dynamique. Dans la mesure où la fraction grasse issue du traitement des déchets gras peut faire l'objet d'une valorisation plus avantageuse que la production de chaleur par combustion, la chaudière est de préférence 15 conçue pour pouvoir brûler au moins un autre combustible que cette fraction grasse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement 20 limitatif, en référence à la figure unique annexée, qui est une vue schématique globale d'une installation conforme à l'invention. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne une installation pour le traitement des déchets gras 1 25 qui sont essentiellement constitués d'une fraction grasse, d'une fraction aqueuse, et d'une fraction résiduelle, a=_nsi que le procédé mis en oeuvre dans cette installation. Cette installation comprend au moins, de manière 30 connue en soi par le brevet français FR 2 720 014 précité, une chaudière 2, une station 3 de prélèvement des déchets 1, une station de fractionnement 4, un 6 2911514 circuit incluant une canalisation 5, et un ou plusieurs échangeurs thermiques tels que 61 à 63. La station de prélèvement 3 comprend par exemple une cuve de stockage 30 recevant les déchets 1 à traiter 5 préalablement dégrillés, ainsi éventuellement que des agents de coagulation, une pompe 31 immergée dans la cuve 30 et propre à assurer une circulation forcée des déchets 1 dans la canalisation 5 de manière que les déchets en occupent tout le volume interne, et un ou plusieurs 10 dispositifs de brassage 32. La station de fractionnement 4 est par exemple essentiellement constituée par une décanteuse centrifuge triphasique, permettant de séparer les déchets gras en une phase organique grasse 11, une phase liquide 12, et 15 une phase solide 13. La chaudière 2 produit l'énergie thermique nécessaire pour chauffer les déchets gras au moins jusqu'à la fusion de la fraction grasse 11, cette énergie thermique étant transmise aux déchets par l'intermédiaire 20 des échangeurs thermiques 61 à 63. Selon l'invention, chacun des échangeurs thermiques est installé sur la canalisation 5, les déchets à traiter étant donc seulement chauffés pendant qu'ils circulent dans cette canalisation. 25 L'installation illustrée comporte trois échangeurs, 61, 62, et 63, que la canalisation 5 transportant les déchets 1 traverse dans cet ordre. L'échangeur 63 reçoit, en tant que fluide caloporteur, de l'eau chauffée par la chaudière 2, tandis 30 que chacun des échangeurs 61 et 62 reçoit, en tant que fluide caloporteur, la fraction aqueuse 12 issue de déchets gras préalablement fractionnés. 7 2911514 Les déchets 1 passent typiquement d'une température de l'ordre de 20 C à une température d'environ 40 C en traversant l'échangeur 61, sortent de l'échangeur 62 à environ 60 C, sortent de l'échangeur 63 à environ 85 C, 5 et parviennent donc à cette même température à la station de fractionnement 4. La fraction aqueuse 12 issue de la station de fractionnement 4 est acheminée par une canalisation 50 vers l'échangeur 62 qu'elle atteint en étant à une 10 température d'environ 85 C, puis sort de l'échangeur 62 à une température d'environ 60 C, et de l'échangeur 61 à une température d'environ 3.5 C. Comme le montre la figure, l'installation comprend avantageusement une unité de prétraitement 7 disposée en 15 amont de la station de fractionnement, et de préférence aussi en amont des échangeurs 61 à 63 dans le sens de circulation des déchets. La fonction principale de cette unité de prétraitement consiste à calibrer les déchets notamment 20 pour éviter tout encrassement de la station de fractionnement 4 et de la canalisation 5. Pour ce faire, l'unité de prétraitement 7 comprend typiquement un filtre dégrilleur auto-décolmatant 71 et une machine de dilacération 72 des déchets gras, ce 25 filtre et cette machine étant par exemple disposés en amont de la cuve 30 de la station de prélèvement. De préférence, l'installation de l'invention comprend aussi une unité de post-traitement 8 de la fraction aqueuse 12 issue de déchets gras préalablement 30 fractionnés. Cette unité opère par exemple deux étapes successives de traitement, permettant l'épuration de la 8 2911514 fraction aqueuse 12 et son rejet soit en milieu naturel, soit en réseau d'assainissement. Pour ce faire, l'unité de post-traitement 8 comprend avantageusement une cuve de coagulation- 5 floculation 81, et des moyens de séparation dynamique 82, disposés en aval de la cuve et permettant de séparer la phase liquide 12.0 et la phase solide 121 initialement contenues dans la fraction aqueuse 12 ayant subi la coagulation-floculation. 10 Plus précisément, la première étape du post-traitement, qui est mise en oeuvre dans la cuve 81, consiste à éliminer, par voie physico-chimique, la pollution de la fraction aqueuse 12 grâce à l'adjonction de produits P propres à assurer la coagulationfloculation des particules contenues dans cette fraction aqueuse 12. Cette première étape conduit à l'obtention de boues hydratées et d'une eau pré-épurée qui fait alors l'objet d'un traitement d'épuration complémentaire par voie 20 biologique, destinée à réduire la charge organique dissoute, avant rejet de cette eau. La deuxième étape du post-traitement, qui est mise en oeuvre sur les boues hydratées, par exemple au moyen d'une décanteuse centrifuge 82, permet l'obtention de 25 boues liquides et biologiques déshydratées qui sont évacuées vers un exutoire approprié, et d'une eau de déshydratation qui subit le même traitement d'épuration complémentaire que l'eau pré-épurée. La fraction grasse 11 peut éventuellement être 30 brûlée dans la chaudière 2, mais elle peut aussi faire l'objet d'une valorisation externe. 9 2911514 Dans cette éventualité, il est judicieux de prévoir que la chaudière 2 prévue pour chauffer les déchets soit conçue pour pouvoir brûler au moins un autre combustible que la fraction grasse 11, par exemple du gaz ou du fuel. 5 10 REVENDICATIONS . 1. Procédé de traitement de déchets gras (1) essentiellement constitués d'une fraction grasse (11), d'une fraction aqueuse (12), et d'une fraction résiduelle (13), ce procédé comprenant au moins des opérations de chauffage, de circulation et de fractionnement consistant respectivement à chauffer ces déchets au moins jusqu'à la fusion de la fraction grasse (11), à faire circuler ces déchets (1) depuis une station de prélèvement (3) jusqu'à une station de fractionnement (4) dans un circuit incluant une canalisation (5) de volume utile constant, et à séparer les différentes fractions (11 - 13) de ces déchets, caractérisé en ce que l'opération de chauffage est mise en oeuvre en chauffant les déchets (61 - 63) exclusivement pendant leur circulation dans ladite canalisation (5). 2. Procédé de traitement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de chauffage est partiellement mise en oeuvre en réchauffant des déchets gras à traiter (1) par la fraction aqueuse (12) issue de déchets gras préalablement fractionnés. 3. Procédé de traitement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une opération de dégrillage et de dilacération (72), de préférence mise en oeuvre avant l'opération de chauffage. 4. Procédé de traitement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une opération de coagulation-floculation (81) de la fraction aqueuse (12) issue de 11 2911514 déchets gras fractionnés, conduisant à l'obtention d'une eau pré-épurée et de boues hydratées. 5. Procédé de traitement suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une 5 opération de séparation de phases (82), mise en oeuvre sur les boues hydratées, cette opération de séparation de phases consistant à séparer, au moins partiellement, les phases liquide (120) et solide (121) de ces boues hydratées. 10 6. Installation pour le traitement de déchets gras (1) essentiellement constitués d'une fraction grasse (11), d'une fraction aqueuse (12), et d'une fraction résiduelle (13), cette installation comprenant au moins une chaudière (2), une station (3) de prélèvement des 15 déchets (1), une station de fractionnement (4), un circuit incluant une canalisation (5) de volume utile constant pour faire circuler les déchets (1) entre la station de prélèvement (3) et la station de fractionnement (4), et au moins un échangeur thermique 20 (61 - 63) pour chauffer les déchets, caractérisée en ce que chaque échangeur thermique (61 - 63) est installé sur ladite canalisation (5). 7. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un échangeur 25 (63) recevant, en tant que fluide caloporteur, de l'eau chauffée par la chaudière (2). 8. Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un échangeur (61, 62) recevant, en tant que 30 fluidecaloporteur, la fraction aqueuse (12) issue de déchets gras préalablement fractionnés. 9. Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité de prétraitement (7) disposée en amont de chaque échangeur (61-63) et comprenant au moins des moyens de dégrillage et de dilacération (71) des déchets gras, des moyens de filtration (72) des déchets gras, et des moyens de coagulation des déchets. 10. Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité de post-traitement (8) de la fraction aqueuse (12) issue de déchets gras préalablement fractionnés, cette unité comprenant au moins des moyens de séparation dynamique (82). 11. Installation suivant la revendication 10, caractérisée en ce que l'unité de post-traitement (8) comprend en outre une cuve de coagulation-floculation (81), disposée en amont des moyens de séparation dynamique (82). 12. Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisée en ce que la chaudière (2) est conçue pour pouvoir brûler au moins un autre combustible que la fraction grasse (11) issue des déchets gras traités.