Brevet FR3079228A1 (20190927)

REVENDICATIONS1. Procédé de réduction simultanée des éléments chimiques N, P, 5 S présents dans une matière organique (11), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - première étape (101) de traitement thermique de la matière organique (11) dans une unité de traitement thermique (12) formant un hydrolysat (13), 10 - deuxième étape (102) de formation de gypse (14) par précipitation de l'élément chimique S présent sous forme d'ion sulfate dans l'hydrolysat (13) dans un dispositif de précipitation (9), - troisième étape (103) de formation de struvite (16) par précipitation de l'élément N présent sous forme d'ammonium et de l'élément 15 P présent sous forme d'ion phosphate et d'un élément Mg présent sous forme d'ion magnésium dans l'hydrolysat (13) dans le dispositif de précipitation (9), - quatrième étape (104) d'alimentation d'un dispositif de digestion anaérobie (8) avec l'hydrolysat (13) duquel le gypse (14) et la 20 struvite (16) ont été au moins partiellement prélevés.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant avant la deuxième et la troisième étapes (102,\n<CLM>\1\tune étape (105) d'addition dans le dispositif de précipitation (9) d'au moins un agent de précipitation (19, 20), 25 préférentiellement un oxyde de calcium et magnésium, et encore préférentiellement la chaux magnésienne.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, - dans lequel la deuxième étape et la troisième étape se réalisent 30 dans un seul réacteur (15,\n<CLM>\1\tdans le dispositif de précipitation (9) ou - dans lequel la deuxième étape se réalise dans un premier réacteur (15) et la troisième étape se réalise dans un deuxième réacteur (17) dans le dispositif de précipitation (9). 35\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 3, dans lequel la deuxième étape (102) et la troisième étape (103) sont réalisées de façon simultanée. 22\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, l'étape (105) d'addition du au moins un agent de précipitation (19) dans le dispositif de précipitation (9) étant caractérisée en ce que la quantité d'agent de précipitation (19) est calculée (106) en fonction d'une mesure du pH dans le dispositif de précipitation (9).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, l'étape (105) d'addition du au moins un agent de précipitation (19) dans le dispositif de précipitation (9) étant caractérisée en ce que la quantité d'agent de précipitation (19) est calculée (107) en fonction d'une mesure de la concentration de l'ion ammonium dans le dispositif de précipitation (9).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 6, comprenant une étape (108) d'addition d'un sel de phosphate (20) si la concentration de l'ion ammonium mesurée dans le dispositif de précipitation (9) est supérieure à une concentration prédéfinie.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, comprenant une étape (109) d'échange de chaleur issue de l'hydrolysat (13) après la première étape (101) de traitement thermique, et dirigée en aval du dispositif de précipitation (9).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, comprenant une étape (110) de digestion anaérobie, cette étape de digestion anaérobie - formant des boues digérées (42) destinées à alimenter l'unité de traitement thermique (12) en matière organique (11), - se réalisant dans un dispositif de digestion anaérobie (8). 30\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape (111) de recirculation d'ammonium présent dans le dispositif de digestion anaérobie (8) vers le dispositif de précipitation (9). 35 23\n<CLM>\1\tDispositif (1, 10, 40, 50, 60, 70,\n<CLM>\1\tde réduction simultanée des éléments chimiques N, P, S présents dans une matière organique (11), caractérisé en ce qu'il comprend : - une unité de traitement thermique (12), destiné à recevoir la 5 matière organique (11) et former un hydrolysat (13), - un dispositif de précipitation (9) en sortie de l'unité de traitement thermique (12), et configuré de sorte que, quand le dispositif de réduction opère, - du gypse (14) se forme par précipitation d'un élément chimique 10 S sous forme d'ion sulfate présent dans un hydrolysat (13) issu de l'unité de traitement thermique (12), et - de la struvite (16) se forme par précipitation d'un élément N présent dans l'hydrolysat (13) sous forme d'ammonium et d'un élément P présent dans l'hydrolysat (13) sous forme d'ion 15 phosphate et d'un élément Mg présent dans l'hydrolysat (13) sous forme d'ion magnésium, - un dispositif de digestion anaérobie (8) en sortie du dispositif de précipitation (9) et configuré à être alimenté par l'hydrolysat (13) duquel le gypse (14) et la struvite (16) ont été au moins partiellement prélevés.\n<CLM>\1\tDispositif (10, 40, 50, 60,\n<CLM>\1\tde réduction simultanée des éléments chimiques N, P, S selon la revendication 11, caracterisé en ce que le dispositif de précipitation (9) comprend un réacteur configuré de sorte que, quand le dispositif opère, - du gypse (14) se forme dans le réacteur par précipitation d'un élément chimique S sous forme d'ion sulfate présent dans l'hydrolysat(13) issu de l'unité de traitement thermique (12), et - de la struvite (16) se forme dans le réacteur par précipitation d'un élément N présent dans l'hydrolysat (13) sous forme d'ammonium et d'un élément P présent dans l'hydrolysat (13) sous forme d'ion phosphate et d'un élément Mg présent dans l'hydrolysat (13) sous forme d'ion magnésium. 24\n<CLM>\1\tDispositif (10, 40, 50, 60, 70,\n<CLM>\1\tde réduction simultanée des éléments chimiques N, P, S selon la revendication 11, caracterisé en ce que le dispositif de précipitation (9) comprend : - un premier réacteur (15) configuré de sorte que, quand le 5 dispositif de réduction opère, du gypse (14) se forme dans le premier réacteur (15) par précipitation d'un élément chimique S sous forme d'ion sulfate présent dans l'hydrolysat (13) issu de l'unité de traitement thermique (12), et - un deuxième réacteur (17) configuré de sorte que, quand le 10 dispositif de réduction opère, de la struvite (16) se forme dans le deuxième réacteur (17) par précipitation d'un élément N présent dans l'hydrolysat (13) sous forme d'ammonium et d'un élément P présent dans l'hydrolysat (13) sous forme d'ion phosphate et d'un élément Mg présent dans l'hydrolysat (13) 15 sous forme d'ion magnésium.\n<CLM>\1\tDispositif (1, 10, 40, 50, 60, 70,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 11 à 13, comprenant un injecteur (25) relié au dispositif de précipitation (9) configuré pour additionner, dans le dispositif de précipitation 20 (9), au moins un agent de précipitation (19), préférentiellement un oxyde de calcium et magnésium, et encore préférentiellement de la chaux magnésienne.\n<CLM>\1\tDispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 11 à 25 14, comprenant un pH-mètre (26) configuré pour mesurer le pH dans le dispositif de précipitation (9) et un doseur (27) du au moins un agent de précipitation (19) configuré pour additionner le au moins un agent de précipitation (19) dans le dispositif de précipitation (9) en fonction de la mesure de pH dans le dispositif de précipitation (9). 30\n<CLM>\1\tDispositif (60) selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, comprenant un dispositif de mesure (28) de la concentration d'ammonium dans le dispositif de précipitation (9) et un doseur (29) du au moins un agent de précipitation (19) configuré pour additionner le au moins un agent de précipitation (19) dans le dispositif de précipitation (9) en 25 fonction de la concentration d'ammonium dans le dispositif de précipitation (9).\n<CLM>\1\tDispositif (60) selon la revendication 16, comprenant un 5 injecteur (30) de sel de phosphate (20) relié au dispositif de précipitation (9) de sorte à additionner du sel de phosphate (20) dans le dispositif de précipitation (9) si la concentration de l'ion ammonium mesurée dans le dispositif de précipitation (9) est supérieure à une concentration prédéfinie. 10\n<CLM>\1\tDispositif (50) selon l'une des revendications 11 à 17, comprenant un échangeur de chaleur (51) entre l'unité de traitement thermique (12) et le dispositif de précipitation (9), configuré pour récupérer la chaleur issue de l'hydrolysat (13) après la première étape de traitement thermique, et pour la diriger en aval du dispositif de précipitation (9). 15\n<CLM>\1\tDispositif (70,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que le dispositif de digestion anaérobie (8) comprend : - une entrée (71) en connexion avec une sortie (73) du dispositif 20 de précipitation (9) et une sortie (72) en connexion avec une entrée (74) de l'unité de traitement thermique (12) en matière organique (11), ou - un premier digesteur anaérobie (18) comprenant une entrée (71) en connexion avec la sortie (73) du dispositif de 25 précipitation (9) et un deuxième digesteur anaérobie (22) comprenant une sortie (75) en connexion avec une entrée (74) de l'unité de traitement thermique (12) en matière organique (11). 30\n<CLM>\1\tDispositif (40,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 11 à 19, comprenant un dispositif de recirculation d'ammonium (52) entre le dispositif de digestion anaérobie (8) et le dispositif de précipitation (9), configuré pour apporter de l'ammonium présent dans le dispositif de digestion anaérobique (8) dans le dispositif de précipitation (9). 35