Brevet FR3008007A1 — publié le 20150109

PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT DE DECHETS AVEC CRIBLAGE A OSCILLATIONS. La présente invention est relative à un procédé de traitement de déchets, en particulier d'ordures ménagères, contenant des matières 5 organiques mélangées à des indésirables, notamment métaux, matières minérales, plastique, verre, procédé selon lequel : - les déchets sont soumis à un premier tri par criblage, - la fraction des déchets traversant le criblage est soumise à un traitement de pré-fermentation dans un tube rotatif avec 10 alimentation à une extrémité et extraction à l'autre extrémité, - au moins une partie de la matière sortant du tube de traitement de pré-fermentation est soumise à un traitement de méthanisation dans un digesteur. Les déchets ménagers issus de collectes non sélectives contiennent 15 différentes catégories de matériaux, telles que déchets putrescibles (déchets alimentaires, déchets verre), papier, carton, verre, plastique, métaux ferreux ou non ferreux, tissus, textiles sanitaires, produits toxiques (piles électriques, pots de peinture). La méthanisation et le compostage de ces déchets ménagers en vue 20 de les transformer en biogaz et en compost valorisable comporte généralement quatre étapes principales : - une préparation mécanique des déchets qui vise à séparer les matières organiques biodégradables des autres fractions non valorisables en biogaz ou en compost ; un tube rotatif de pré-fermentation, généralement 25 essentiellement horizontal, constitue un moyen pour une telle préparation; - la méthanisation qui vise à produire une énergie renouvelable et est réalisée dans des enceintes horizontales ou verticales, agitées mécaniquement ou non ; - le compostage, ou maturation aérobie, qui fait généralement 30 intervenir une opération préalable de pressage du digestat provenant de la méthanisation, afin d'atteindre un niveau de teneur en matières sèches et une porosité permettant l'autocompostage du digestat, ou alors nécessite l'apport d'un agent structurant et son mélange avec le digestat pour obtenir un substrat compostable ; 35 - l'affinage final qui vise à retirer de façon complémentaire les contaminants restant après les deux opérations précédentes, et à préparer le compost à une granulométrie permettant sa valorisation agronomique. Le traitement de ces déchets nécessite donc un tri qui permettra notamment de séparer les matières organiques biodégradables des autres fractions non valorisables en biogaz ou en compost. Le domaine technique particulier de l'invention s'inscrit donc dans le contexte particulier de cette première étape de préparation mécanique des déchets. Le criblage permet de sélectionner les matériaux suivant leur granulométrie et de séparer matières organiques et matières minérales. Un criblage fin utilisant une maille fine permet d'optimiser la collecte des matières organiques qui pourront être valorisées. Malheureusement, à l'heure actuelle, il est difficile d'utiliser une maille fine sans rencontrer de problèmes de colmatage. Les dispositifs existants utilisent donc des mailles de taille relativement importante évitant la perte de matière organique mais n'offrant pas la sélectivité nécessaire à la purification de celle-ci. L'invention a donc pour but, surtout, de proposer un procédé de 20 traitement des déchets tel que présenté en préambule, et comportant notamment un criblage utilisant des mailles fines tout en minimisant les problèmes de colmatage. Selon l'invention un procédé de traitement des déchets, en particulier 25 d'ordures ménagères, contenant des matières organiques mélangées à des indésirables, notamment métaux, matières minérales, plastiques, verre, procédé selon lequel : les déchets sont soumis à un premier tri par criblage, la fraction des déchets traversant le criblage est soumise à un traitement 30 de pré-fermentation dans un tube rotatif avec alimentation à une extrémité et extraction à l'autre extrémité, au moins une partie de la matière sortant du tube de traitement de pré-fermentation est soumise à un traitement de méthanisation dans un digesteur, 35 est caractérisé en ce que les déchets, après traitement de pré-fermentation, sont soumis à un tri par criblage sur un tamis comprenant une grille située dans un plan incliné d'un angle a par rapport à l'horizontale, la grille étant soumise à des vibrations selon une direction transversale sensiblement orthogonale à la direction d'écoulement des déchets au dessus du tamis incliné. L'invention est également relative à une installation pour la mise en oeuvre du procédé, cette installation comprenant : - un premier crible primaire, - un tube rotatif de pré-fermentation, - et un digesteur pour une fraction fine issue du tube de pré-fermentation, la grille pouvant comprendre une série de fils, la ligne moyenne de chaque fil présentant une orientation proche de la direction d'écoulement des déchets au-dessus du tamis, les fils étant situés sur un même plan, la distance entre un fil et ses fils voisins variant entre un maximum et un minimum, la distance minimum étant non-nulle. Les fils peuvent présenter une forme sensiblement sinusoïdale. Avantageusement, la grille comprend au moins une barre transversale, disposée perpendiculairement à la ligne moyenne des fils et solidaire des fils de manière à maintenir un écartement constant entre les fils. Les vibrations peuvent être transmises au tamis par l'intermédiaire de la barre transversale. Un marteau électromagnétique peut frapper une extrémité de la barre transversale. Avantageusement la maille L de la grille est inférieure ou égale à 5 mm. La maille L de la grille peut également être inférieure ou égale à 2 mm. L'angle a peut être compris entre 30° et 60°. De préférence l'angle a est de 42°. Un moyen de brossage peut être apte à exercer un mouvement de va-et-vient sur le tamis. Le moyen de brossage peut comprendre au moins un rouleau d'axe sensiblement orthogonal à la direction d'écoulement des déchets. Le rouleau peut être monté sur un châssis mobile. Le moyen de brossage peut comprendre un bras articulé équipé d'une brosse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation avec référence aux dessins annexés mais qui n'a aucun caractère limitatif. Sur ces dessins : Fig. 1 est un diagramme représentant le fonctionnement du procédé selon l'invention, Fig. 2 est une vue schématique en perspective d'un tamis utilisé dans le procédé selon l'invention, Fig. 3 est une vue schématique de dessus de la grille du tamis de Fig. 2, Fig. 4 est une vue schématique à plus grande échelle d'un détail de Fig. 3, Fig. 5 est une vue schématique en perspective d'un tamis utilisé dans le procédé selon l'invention, équipé d'un dispositif de brossage à rouleaux, Fig. 6 est une vue en élévation latérale du tamis de Fig. 5, Fig. 7 est une vue similaire à Fig. 6, un support escamotable étant déployé, Fig. 8 et Fig. 9 sont des vue similaires à Fig. 7, le support escamotable se déplaçant pour effectuer le nettoyage, Fig. 10 est une vue similaire à Fig. 6, en fin de nettoyage, Fig. 11 et Fig. 12 sont des vues similaires à Fig. 5 illustrant la position du chariot au-dessus d'une grille et d'une autre voisine, et Fig. 13 est une vue similaire à Fig. 11 et 12, le chariot étant en position d'attente, Fig. 1 permet de replacer l'invention dans son contexte. On peut voir en haut à gauche l'entrée ligne où les déchets à traiter sont introduits. Après un premier crible dit primaire, la fraction fine de granulométrie inférieure à 450 mm passe par un tube rotatif de pré-fermentation puis par un trommel où la fraction la plus fine, de granulométrie inférieure à 80 mm, est récupérée et passe par un second trommel où la fraction la plus fine, de granulométrie inférieure à 20 mm, est récupérée pour être passée sur un crible, c'est-à-dire le tamis selon l'invention, qui permet de séparer une première fraction très fine, de granulométrie inférieure à 5 mm d'une seconde fraction de granulométrie comprise entre 5 et 20 mm. Par la suite la première fraction passe par un digesteur horizontal agité mécaniquement avec une recirculation au moins partielle par l'intermédiaire d'une trémie mélangeuse. C'est lors de cette phase de digestion que du biogaz est extrait. Le digestat est lui composté. La seconde fraction passe d'abord par un séparateur balistique permettant d'écarter des déchets lourds avant de passer par un digesteur de façon similaire à la première fraction. Le digestat subit une phase de maturation par égouttage ou déshydratation pour le stabiliser ou le transformer en combustible. Fig. 2, on peut voir le dispositif de criblage utilisé dans le procédé selon l'invention. Le dispositif de criblage comprend un châssis 1 maintenant une grille 2 inclinée. La grille 2 est située dans un plan incliné d'un angle a sur l'horizontale. Avantageusement, la grille 2 est montée sur un support de grille statique d'inclinaison réglable de 30 à 60 degrés. Dans ce mode de réalisation l'inclinaison est de 42° par rapport à l'horizontale. Cette inclinaison importante permet au produit à traiter de dévaler la pente sans être forcé de passer à travers une maille. Le colmatage est ainsi beaucoup moins fréquent. La grille 2 présente une forme allongée, une extrémité inférieure et une extrémité supérieure étant solidaires de systèmes de tension 3 permettant d'imprimer une tension permanente à la grille 2 pour la maintenir sensiblement plane. Des marteaux électromagnétiques 4 permettant de frapper latéralement la grille sont montés sur les côtés de la grille solidairement du châssis 1 La grille 2 (Fig. 4) se présente sous la forme d'une série de fils longitudinaux 5 présentant un profil sensiblement sinusoïdal organisés selon une forme rectangulaire. Les fils 5 se situent sur un même plan, la distance entre un fil 5, et ses fils voisins variant entre un maximum et un minimum. Mais, même lorsque la distance entre un fil et son fil mitoyen est minimum, aucune soudure n'est présente entre les deux fils. Cette disposition particulière a été retenue après de nombreux essais. Elle minimise le colmatage et facilite le nettoyage de la grille. Des barres transversales 6 de raidissage sont prévues à intervalles réguliers pour maintenir un écartement constant entre les fils 5. Les marteaux électromagnétiques 4 sont disposés en vis-à-vis des barres de raidissage. Les fréquences utilisées sont généralement comprises entre 10 et 60Hz. Dans le cas de l'utilisation de plusieurs étages de criblage, il est possible d'utiliser des fréquences différentes pour chaque étage. Pour garantir le fonctionnement du procédé, une étape de nettoyage est prévue. Fig. 5 on peut voir une charpente métallique 7 placée au dessus de la grille 2. Un chariot 8 est suspendu sous la charpente 7 par l'intermédiaire de rails de manière à pouvoir glisser transversalement par rapport à la grille 2. Le chariot 8 est constitué de profilés métalliques assemblés entre eux pour délimiter notamment une surface supérieure 8a, sur laquelle sont fixés des galets coopérants avec les rails prévus sur la charpente 7, et une surface inférieure inclinée 8b, parallèle à la surface de la grille 2, sous laquelle est montée un support escamotable 9 supportant des rouleaux de nettoyage 10. Des moyens non représentés sont prévus pour l'entrainement en rotation des rouleaux autour de leur axe. Le support escamotable 9 comporte deux faces parallèles 9a et 9b reliées par des biellettes 9c. La première face 9a est montée coulissante sous le chariot 8 tandis que la seconde face 9b supporte les rouleaux de nettoyage 10. Il est prévu deux grilles 2 (d'un mètre 75 sur trois mètres 60), 15 disposées côte à côte et alimentées par une goulotte en V non représentée. Cette goulotte permet d'alimenter les deux grilles 2 simultanément ou bien simplement l'une d'entre elles. De cette façon il devient possible de diminuer temporairement le débit de déchets arrivant sur le poste de criblage tout en orientant la totalité du 20 flux sur l'une des deux grilles pour permettre le nettoyage de l'autre grille en flux tendu mais sans la présence de déchets. Le chariot 8 peut donc se trouver au dessus de l'une ou l'autre des grilles ou bien déporté sur le côté, en position d'attente. En fonctionnement, le chariot 8 est disposé en position d'attente 25 comme sur Fig. 13. Lorsqu'une opération de nettoyage est estimée nécessaire, le chariot 8 est déplacé au-dessus de l'une des grilles 2 dont le nettoyage va être effectué (Fig. 11 et 12). Le support escamotable 9 se trouve alors en position repliée comme illustré Fig. 6. 30 Une fois le chariot 8 arrivé en position au dessus de la grille 2 à nettoyer, le support escamotable 9 est déplié (Fig. 7) pour mettre les rouleaux 10 en contact avec la grille 2. Le support escamotable 9 effectue alors une translation vers le bas par rapport au chariot 8, parallèlement à la grille 2 pour en effectuer le 35 nettoyage (Fig. 8 et 9). Une fois le nettoyage de la grille 2 effectué le support escamotable 9 est replié (Fig. 10) avant le retour du chariot 8 en position d'attente (Fig. 13). REVENDICATIONS1. Procédé de traitement des déchets, en particulier d'ordures ménagères, contenant des matières organiques mélangées à des indésirables, notamment métaux, matières minérales, plastiques, verre, procédé selon lequel : les déchets sont soumis à un premier tri par criblage, la fraction des déchets traversant le criblage est soumise à un traitement de pré-fermentation dans un tube rotatif avec alimentation à une extrémité et extraction à l'autre extrémité, au moins une partie de la matière sortant du tube de traitement de pré-fermentation est soumise à un traitement de méthanisation dans un digesteur, caractérisé en ce que les déchets, après traitement de pré-fermentation, sont soumis à un tri par criblage sur un tamis comprenant une grille (2) située dans un plan incliné d'un angle a par rapport à l'horizontale, la grille (2) étant soumise à des vibrations selon une direction transversale sensiblement orthogonale à la direction d'écoulement des déchets au dessus du tamis incliné. 2. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant : - un premier crible primaire, - un tube rotatif de pré-fermentation, - et un digesteur pour une fraction fine issue du tube de pré-fermentation, caractérisée en ce que la grille (2) comprend une série de fils (5), la ligne moyenne de chaque fil (5) présentant une orientation proche de la direction d'écoulement des déchets au dessus du tamis, les fils (5) étant situés sur un même plan, la distance entre un fil (5) et ses fils voisins variant entre un maximum et un minimum, la distance minimum étant non-nulle. 3. Installation de traitement des déchets selon la revendication 2, caractérisée en ce que les fils (5) présentent une forme sensiblement sinusoïdale. 4. Installation de traitement des déchets selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la grille (2) comprend au moins une barre transversale (6), disposée perpendiculairement aux fils (5) et solidaire des5. 6. 7. 8. fils (5) de manière à maintenir un écartement constant entre les fils (5). Installation de traitement des déchets selon la revendication 4, caractérisée en ce que les vibrations sont transmises au tamis par l'intermédiaire de la barre transversale (6). Installation de traitement des déchets selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un marteau électromagnétique (4) frappe une extrémité de la barre transversale (6). Installation de traitement des déchets selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la maille L de la grille (2) est inférieure ou égale à 5 mm. Installation de traitement des déchets selon la revendication 7, caractérisée en ce que la maille L de la grille (2) est inférieure ou égale à 2 mm. 9. Installation de traitement des déchets selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que l'angle a est compris entre 30° et 60°. 10. Installation de traitement des déchets selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'angle a est de 42°. 11. Installation de traitement des déchets selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisée en ce qu'un moyen de brossage (9, 10) est apte à exercer un mouvement de va-et-vient sur la grille (2). 12. Installation de traitement des déchets selon la revendication 11, caractérisée en ce que le moyen de brossage comprend au moins un rouleau (10) d'axe sensiblement orthogonal à la direction d'écoulement des déchets. 13. Installation de traitement des déchets selon la revendication 12, caractérisée en ce que le rouleau (10) est monté sur un châssis mobile (8, 9).14. Installation de traitement des déchets selon la revendication 11, caractérisée en ce que le moyen de brossage comprend un bras articulé équipé d'une brosse.