Brevet FR2937969A1 — publié le 20100507

La présente invention concerne un procédé perfectionné pour traiter tout liquide contenant de la matière organique en suspension tel que du lisier de porc, de bovin ou de canard, des effluents ou boues de méthanisation, des boues de station d'épuration par exemple. Le lisier est constitué par l'ensemble des déjections liquides et solides d'animaux et pouvant contenir éventuellement de la paille ou autres matériaux de litière. Ce produit est riche en matière azotée sous forme ammoniacale en particulier. Généralement, le lisier est épandu dégageant ainsi des odeurs nauséabondes, source de fortes nuisances olfactives pour le voisinage. On connaît un certain nombre de procédé pour traiter un lisier, tel que celui décrit dans le document FR-2.808.792-A comprenant les étapes suivantes : - Adjonction de chaux vive ou éteinte directement dans le lisier : ceci précipite une partie de l'azote ammoniacal, des matières organiques en suspension, le phosphore sous forme de sels de calcium et de potassium. - Récupération par décantation des boues qui sont éliminées et d'une phase liquide H,. - Entraînement de l'ammoniac gazeux par un flux d'air : la phase liquide H, est traitée par entraînement d'air de telle sorte que l'azote minéralisable contenu se volatilise en ammoniac gazeux entraîné par le flux d'air. L'ammoniac ainsi volatilisé est neutralisé par de l'acide sulfurique sous forme de sulfate d'ammonium. - Adjonction de chlorure de sodium : la phase liquide issue de l'étape précédente est mélangée à un chlorure de sodium et à de l'acide sulfurique. Ces adjonctions ont pour but d'obtenir une valeur de conductivité minimale et un pH compris entre 6 et 9. - Electrofloculation : ceci permet de précipiter les matières en suspension et les colloïdes sous forme de flocs, de précipiter le phosphore et d'oxyder les matières organiques. De plus, le chlorure de sodium donne naissance à des hypochlorites présentant des caractéristiques bactéricides. - Séparation par flottation des flocs puis décantation pour recueillir des boues et un liquide épuré exempt de bactéries et contenant des hypochlorites. Un tel procédé présente notamment comme inconvénient d'obtenir de faibles taux d'abattement, de ne pas être adapté aux variations de composition du lisier et de produire un effluent de sortie peu stable car riche en sulfure. Le document FR 2 903 096 décrit un procédé pour traiter du lisier de porc comportant notamment une étape au cours de laquelle on ajoute, sous agitation, du chlorure ferrique puis un lait de chaux. Mais un tel procédé présente un défaut de fiabilité le rendant par là même peu intéressant sur le plan industriel. Aussi, un des buts de la présente invention est-il de fournir un procédé perfectionné pour traiter tout liquide contenant de la matière organique en suspension tel que du lisier de porc, de bovin ou de canard, des effluents ou boues de méthanisation, des boues de station d'épuration par exemple, qui permet d'obvier aux inconvénients ci-dessus. Un autre but est de fournir un tel procédé qui permet de fractionner ce liquide en trois grandes catégories de produits : la première solide pouvant être utilisée pour fertiliser les sols, la seconde liquide pour être recyclée pour laver des salles d'élevage ou pour l'irrigation et la troisième étant une solution de soufre et d'azote pour fertiliser les sols. Un but supplémentaire de la présente invention est de fournir un tel procédé qui permet, notamment dans le cas de lisier de porc, de réduire les odeurs des porcheries et le taux en ammoniac dans l'atmosphère de celles-ci, ceci ayant un effet bénéfique, d'une part, sur le personnel en supprimant notamment des causes d'affections pulmonaires, et, d'autre part, sur les performances des porcs en améliorant leur état sanitaire en particulier du fait d'une meilleure qualité de l'atmosphère régnant dans les porcheries. Ces buts ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints par un procédé perfectionné pour traiter tout liquide contenant de la matière organique en suspension tel que du lisier de porc, de bovin ou de canard, des effluents ou boues de méthanisation, ou des boues de station d'épuration par exemple, qui comprend : une première étape pour diminuer la quantité de matière en suspension dans le liquide à traiter, - une deuxième étape de floculation et de décantation du liquide provenant de la première étape à l'issu de laquelle on recueille, d'une part, une phase solide et, d'autre part, un surnageant, - une troisième étape de lavage du surnageant issu de la deuxième étape, lequel procédé est caractérisé, selon la présente invention, par le fait que la deuxième étape consiste en une dilution préalable du liquide issu de la première étape, une adjonction de chaux puis d'une adjonction d'une solution d'ions ferriques. De préférence, à l'issue de la première étape le liquide recueilli est dilué de telle sorte qu'il contienne de 500 à 2500 mg/I de matière sèche. Avantageusement, la deuxième étape comprend trois temps : un premier temps au cours duquel on incorpore la chaux, sous une agitation lente comprise entre 80 et 150 tours/minute, puis, un deuxième temps au cours duquel on ajoute la solution d'ions ferriques, par exemple sous forme de chlorure ferrique, sous une agitation rapide comprise entre 200 et 250 tours/minute, et un troisième temps qui consiste en une décantation pour recueillir, d'une part, une phase solide et, d'autre part, une phase liquide. De préférence, la chaux est sous forme de chaux vive comprenant au moins 85 % de chaux vive (CaO) ou d'un lait d'une telle chaux. Avantageusement le surnageant est dégazé pour obtenir, d'une part, un gaz riche en ammoniac et, d'autre part, un liquide qui est utilisé pour hygiéniser et laver des salles d'élevage. De préférence, le gaz est lavé par de l'acide sulfurique. Selon une variante de réalisation de la présente invention, le procédé comprend une quatrième étape au cours de laquelle le liquide issu de la troisième étape est oxygéné. La description qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra à l'homme du métier de mieux comprendre la mise en oeuvre et les avantages du procédé selon la présente invention. Elle concerne un exemple d'application du lisier de porc. Le lisier de porc est un liquide comprenant des déjections liquides et solides des porcs, et éventuellement de la paille ou autres matériaux de litière. II est donc riche en azote ammoniacal et comprend en général de 6 à 10 % en poids de matière sèche. Selon la présente invention, le procédé pour traiter un tel lisier comprend une première étape pour diminuer la quantité de matière sèche : ceci est par exemple réalisé par centrifugation permettant de recueillir un compost et un liquide dont le taux de matière sèche est encore abaissé par adjonction d'eau ou du liquide issu de la deuxième étape du procédé jusqu'à être compris entre 500 et 2500 mg/I de matière sèche. La deuxième étape du procédé a lieu dans un réacteur comportant un moyen d'agitation ou de brassage, dans lequel on introduit le liquide issu de la première étape. Cette deuxième étape comprend trois temps : - un premier temps de floculation au cours duquel on ajoute de la chaux, sous forme de chaux ou de lait de chaux, sous agitation lente : il se forme ainsi des flocons maintenus en suspension par cette agitation lente comprise entre 80 et 150 tours/minute ; - un second temps au cours duquel on ajoute une solution d'ions ferriques telle qu'une solution de chlorure ferrique sous une agitation rapide c'est-à-5 dire comprise entre 200 et 250 tours/minute afin de favoriser la dispersion de cette solution ; et, - un troisième temps consistant à laisser décanter dans le réacteur de façon à obtenir une phase solide et un surnageant. La chaux ajoutée lors du premier temps comprend, dans cet exemple de 10 réalisation, au moins 85 % de chaux vive ou est un lait préparé à partir de celle-ci. Puis, on soumet dans une troisième étape le surnageant obtenu à l'issue de la deuxième étape à un lavage gazeux afin d'épuiser l'ammoniac présent dans cette phase. L'ammoniac ainsi libéré est aussitôt envoyé dans un laveur de gaz, dans lequel on introduit de l'acide sulfurique, pour produire une solution de sulfate d'ammonium de 15 7 à 8 % en poids de sulfate d'ammonium (NH4)2SO4. Ainsi, des analyses pratiquées à l'issue du procédé ont permis de montrer l'abaissement obtenu comme indiqué dans le tableau ci-après : Eléments Unités Résultats Abattements analysés obtenus pH - 11,6 MES g/I 0,0222 99,9% NK kg/m3 0,31 89,1 % NH4 kg/m3 0,38 88,5% P2O5 kg/m3 Traces 100% K2O kg/m3 1,72 1,7% 20 Le liquide issu du lavage peut être, dans une quatrième étape, oxygéné par exemple par pulvérisation dans l'air, pour terminer l'extraction d'ammoniac et provoquer une baisse de la DCO. Le liquide issu du procédé selon la présente invention peut être utilisé pour pratiquer un lavage des salles d'élevage de porcs à raison de 1 à 4 cycles par jour. 25 Ceci permet d'évacuer quotidiennement les déjections des animaux et de supprimer les dégagements d'ammoniac (NH3) et d'hydrogène sulfureux (H2S) dans les salles d'élevage. En outre, lors du lavage avec le liquide issu du procédé selon l'invention, le pH très basique de ce liquide permet d'obtenir un effet d'hygiénisation des locaux d'élevage. De plus ce liquide a un pH basique : il est donc intéressant d'en utiliser une partie pour diluer le liquide issue de la première étape. Du fait de ce pH relativement élevé, le liquide issu de la quatrième étape, lorsqu'il est utilisé pour laver les salles d'élevage, joue un rôle dans la lutte contre les éventuels agents pathogènes qui pourraient être présents. Selon un mode de réalisation particulier, la dilution du liquide issu de la première étape est réalisé par une partie du surnageant qui est laissé dans le réacteur. Quant aux produits solides issus de la décantation, ils sont riches en calcium et peuvent constituer un amendement soit en tant que tel soit en les mélangeant avec le compost obtenu lors de la première étape. Exemple n° 1 Il a été traité 1000 kg de lisier de porc ayant la composition suivante : MES 38,8 g/1 NH4 3,31 kg/m3 P2O5 1,46 kg/m3 K2O 1,75 kg/m3 Ce lisier, dont la teneur en matière sèche est comprise entre 2,8 et 3,8 % en poids en général, est centrifugé de telle sorte qu'à l'issue de la centrifugation sa teneur en matière sèche soit après dilution de 500 à 2500 mg/I. Cette faible teneur en matière sèche, de faible variabilité, permet de ne pas devoir faire varier les apports de produits ultérieurs. Quant à la matière sèche éliminée, elle est compostée et constitue ainsi un engrais organique naturel riche en phosphore. A l'issue de cette étape préalable, on recueille 969 kg d'un produit liquide qui est soumis à la deuxième étape du procédé selon la présente invention. On incorpore pendant environ 10 minutes, sous agitation lente (100 t/mn), 9 kg de chaux à 85 % en poids de chaux vive, puis 1,3 kg d'une solution d'ions ferriques du commerce à 41 % en poids de fer sous une agitation rapide (200 t/mn). On récupère ainsi un surnageant qui est ensuite soumis à un lavage dans un strippeur pour épuiser l'ammoniac présent : l'ammoniac libéré est lavé par une solution d'acide sulfurique pour obtenir, d'une part, des gaz épurés et,d'autre part, une solution fertilisante riche en azote et soufre. Le liquide final est une eau techniquement recyclable par exemple pour laver les salles d'élevage de porcs en l'occurrence. Exemple n° 2 : II a été traité un lisier brut ayant la composition suivante : MS: 2,7 g/100 g N NH3 : 2,11 kg/t P2O5: 0,80 kg/t K2O : 1,70 kg/t En traitant ce lisier conformément à la présente invention on obtient à l'issu de la troisième étape un liquide dont la composition est : Matière sèche : 9 mg/I N NH3: 0,25 kg/t P2O5 : traces Turbidité : 19,9 Un tel liquide peut donc être recyclé vers les salles d'élevage. REVENDICATIONS1.- Procédé perfectionné pour traiter tout liquide contenant de la matière organique en suspension tel que du lisier de porc, de bovin ou de canard, des effluents ou boues de méthanisation, ou des boues de station d'épuration par exemple, qui comprend : - une première étape pour diminuer la quantité de matière en suspension dans le liquide à traiter, une deuxième étape de floculation et de décantation du liquide provenant de la première étape à l'issu de laquelle on recueille, d'une part, une phase solide et, d'autre part, un surnageant, - une troisième étape de lavage du surnageant issu de la deuxième étape, caractérisé par le fait que la deuxième étape consiste en une dilution préalable du liquide issu de la première étape, une adjonction de chaux puis d'une adjonction d'une solution d'ions ferriques. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, à l'issue de la première étape, le liquide recueilli est dilué de telle sorte qu'il contienne de 500 à 2500mg/1 en poids combinés de matière sèche. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la deuxième étape comprend trois temps : un premier temps au cours duquel on incorpore la chaux, sous une agitation lente comprise entre 80 et 150 tours/minute, puis, un deuxième temps au cours duquel on ajoute la solution d'ions ferriques, par exemple sous forme de chlorure ferrique, sous une agitation rapide comprise entre 200 et 250 tours/minute, et un troisième temps qui consiste en une décantation pour recueillir, d'une part, une phase solide et, d'autre part, une phase liquide. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chaux est sous forme de chaux vive comprenant au moins 85 % de chaux vive (CaO) ou d'un lait d'une telle chaux. 5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le surnageant est dégazé pour obtenir, d'une part, un gaz riche en ammoniac et, d'autre part, un liquide qui est oxygéné pour obtenir une eau recyclable. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le gaz est lavé par de l'acide sulfurique. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une quatrième étape d'oxygénation du liquide issu de la troisième étape.