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WO1993015842A1 - Procede et installation pour le traitement des dechets menagers par voies physico-chimique et thermique - Google Patents

Procede et installation pour le traitement des dechets menagers par voies physico-chimique et thermique Download PDF

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Publication number
WO1993015842A1
WO1993015842A1 PCT/FR1993/000127 FR9300127W WO9315842A1 WO 1993015842 A1 WO1993015842 A1 WO 1993015842A1 FR 9300127 W FR9300127 W FR 9300127W WO 9315842 A1 WO9315842 A1 WO 9315842A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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waste
products
reagents
addition
transfer
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR1993/000127
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Louis Savoret
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO1993015842A1 publication Critical patent/WO1993015842A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/06—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/20—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
    • B09B3/25—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to the field of waste and more specifically relates to the treatment of household waste and organic waste according to a process involving physicochemical operations of sorting, grinding, densification then impregnation with chemicals and thermal operations with biological stabilization, on the one hand to recover certain raw materials and, on the other hand, to obtain stable and biologically inert end products, respecting and protecting the environment while eliminating landfilling, incineration and other operations known household waste treatment.
  • waste is subject to extremely varied channels. For example, they can be deposited in bulk on landfill sites, with all the disadvantages that this may entail for the environment and the impossibility of recovering recyclable materials.
  • the landfill can be "controlled", that is to say covered with embankments or equivalent to attenuate the fumes and reduce the major risks; but here we are only concealing pollution and aesthetic nuisance.
  • Garbage can also be shredded, in particular to accelerate decomposition and fermentation, but the costs of transport and handling are heavier and pollution of groundwater is not eliminated. The same difficulties are encountered when composting is undertaken to obtain fertilizers.
  • incineration is carried out, either static or in controlled combustion, of at least part of the household waste; in addition to the heavy investments involved, by-products and toxic fumes are obtained here which it is necessary to reprocess to render the final products inert.
  • compressions are carried out, under high pressure, of the refuse to produce cubes, wafers or tubes which can be used as fuel; in this case, however, the phenomena and appearances of pollution are not controlled.
  • the process calls, in several of its phases, for means the principle of which is known per se and which, for many, are already in the public domain, such as: sorting recoverable materials such as plastics and glasses; the steelwork; grinding operations; mixtures of ground products with powdery mineral reagents containing in particular lime, calcium carbonate, or even caustic agents; subsequent heat treatments of organic materials; recovery of final products which, whether powdery or in agglomerates, can be recovered and made inert.
  • sorting recoverable materials such as plastics and glasses
  • the steelwork grinding operations
  • mixtures of ground products with powdery mineral reagents containing in particular lime, calcium carbonate, or even caustic agents subsequent heat treatments of organic materials
  • recovery of final products which, whether powdery or in agglomerates, can be recovered and made inert.
  • the method according to the invention is characterized by the combination of the following successive steps, carried out from the collection / reception of household waste containing, inter alia, plastic bags: a) bag unpacking and recovery of plastic then primary stripping and recovery of products ferrous; b) primary grinding and secondary grinding of de-bagged waste with recovery of ferrous and non-ferrous materials: c) mixing-homogenization of the waste with the addition of first powdery reagents based on quicklime and calcium carbonate; d) after impregnation with said reagents then transfer, new grinding then mixing with the addition of second mineral reagents: e) heat treatment by indirect heating with heat transfer fluid in several zones with temperature regulation / optimization, separation of fines and vapors as well as condensation of condensation the latter: f) after transporting the dried powdered products, at the end of the heat treatment, impregnation of at least a portion of these products with water-repellent binders and densification by compression to obtain balls or a
  • the primary grinding is provided to obtain a particle size conditioning of the order of approximately 50 mm and it is followed by a secondary homogenization grinding operation ensuring a particle size of approximately 15 mm, while the third grinding before said mixing serves to further refine the particle size to have a product which has practically the appearance of a flour.
  • mineral reagents allows, in a manner known per se, on the one hand to destroy and stabilize organic matter (action of quicklime CaO) by exothermic reaction and, on the other hand, to ensure the drying of waste cool and humid in order to condition them before admission to the enclosure heat treatment. Of course, it is possible, if necessary, to add additional water at the time of the third grinding.
  • Said mineral reagents may also contain calcium sulphates and / or chlorides or other auxiliary products such as gypsum, clays.
  • a small quantity of caustic soda (NaOH) for example at 32 ° balm, which makes it possible to complete the exothermic reaction of destruction of organic matter from the waste.
  • the amounts of mineral reagents are adapted by those skilled in the art and always greater than 5% of the weight of the waste removed from the plastic and metallic parts.
  • the addition of the first reagents corresponds to ranges of approximately 10 to 15% of CaCO3 (relative to the weight of the pulverulent waste) and 0.5 to 5% of CaO.
  • the addition of said second mineral reagents corresponds on average to 3-10% of CaCO3 and 3 to 15% of CaO, while the caustic soda is introduced, before heat treatment, at doses generally between 0.5 and 5% of the weight of pulverulent products admitted to this treatment.
  • the invention also relates to an installation for the treatment of household waste according to the abovementioned process and which is characterized in that it comprises essentially: at least one hopper for receiving bulk waste; means for automatic bagging of plastic bags with vibrating floor, on transfer mat; a weight defrailer with ferrous recovery; a first calibration mill; after transport on conveyor belt, a second crusher, with recovery of unburnable and non-ferrous materials; a mixer-homogenizer of non-ferrous waste with introduction of said first powdery reagents; means of silage and impregnation of waste by said first reagents; transfer means, vibrating or screw, leading to a tertiary mill then to a mixer with new addition of mineral reagents; a set of chambers or thermal cell with several zones, provided with a double envelope with circulation of heat transfer fluid connected to an energy generator; a set of dust collector, fine separator and evacuation of mist then condenser of mist and decantation; means for transferring the dried pulverulent products with recovery
  • Bulk household waste collection vehicles discharge their contents into the hoppers (1) only two of which have been shown in the drawing; for example, we can provide five hoppers of 20 m3 each for a treatment unit of 25,000 tonnes / year of waste.
  • the contents of the hoppers are discharged onto a motorized feeder-extractor or transfer conveyor (2) on the path of which a bag opener (3) and a defrailer (4) have been installed.
  • the bag opener is made up of a bag rolling cell equipped with knife-type longitudinal blades and metal movable fingers which catch the plastics and drop them into a bin coupled to a compactor (G) at the end of the transfer belt (2).
  • the defogger (4), installed at the head of the chain, is advantageously constituted by a weight electromagnet working as an overlayer of the waste; the ferrous is discharged in an aluminum hopper with discharge into a container (H).
  • the garbage is admitted into a first crusher (5) of the percussion, hammer and grid type where the reduction in particle size corresponds to approximately 50 mm.
  • a second grinding is advantageously carried out at approximately 15 mm (not shown), then the ground materials are introduced into a mixer-kneader (7) simultaneously with the addition of first mineral reagents (MCA) consisting essentially with 10 to 15% (weight) of CaCO3 and 0.5 to 1% of CaO relative to the weight of garbage.
  • MCA first mineral reagents
  • This mixer. rotary type allows a pre-impregnation of waste.
  • the pre-impregnated refuse is then deposited in a bucket elevator (8) then in a conveyor (9) of chain type, with open bottom, to be destocked in the silo-buffer (10) to which a dryer can be associated ( 11).
  • the belt conveyor (12) collects the waste from the silo (10) and transports it into the motorized refiner mill (13), for example with knives and counter-knives so as to obtain a particle size spectrum of approximately 3 to 5 mm.
  • a transfer is then carried out (14) with the addition, by Archimedes screw, of a new quantity of mineral fillers (ACM), for example 4 to 10% of CaO for 3 to 8% of CaCO3 (relative to the weight of pulverulent) and possibly water if humidification seems necessary.
  • the assembly arrives in the rotary type mixer (15) and is then introduced, with new addition of sodium hydroxide (ACM) and through a feeder (16) with a heated screw in the thermal chamber (17).
  • the thermal stabilization cell (17) is constituted by double-jacket bodies within which circulates a heat-transfer fluid (oil, steam, superheated water or the like) which is heated by the generator ( 18).
  • a heat-transfer fluid oil, steam, superheated water or the like
  • the heating is carried out by conduction and convection and not, as in the known methods, by means of flames and / or combustion gases.
  • We can therefore achieve good control and perfect regulation of temperatures, which can reach, if desired, up to 450 ° C.
  • the thermal cell (17) comprises several zones or stages and, advantageously, four zones successive: the first zone, which receives the pulverulent and aqueous materials from the mixer (15), serves as a temperature raising chamber, up to 200 ° C. or more, in an atmosphere saturated with vapor; the second zone or stage ensures the cooking of the materials and the evacuation of vapors and vapors by the extractor (19), the vapors then being condensed in the device (20), the first and second zones communicating by a venturi; the third zone corresponds to the drying of the pulverulent material while, in the fourth zone, cooling is provided.
  • the first zone which receives the pulverulent and aqueous materials from the mixer (15) serves as a temperature raising chamber, up to 200 ° C. or more, in an atmosphere saturated with vapor
  • the second zone or stage ensures the cooking of the materials and the evacuation of vapors and vapors by the extractor (19), the vapors then being condensed in the device (20), the first and second zones communicating by a venturi
  • the cell is equipped with transfer thermovis allowing the advance of the product to be treated and a slight depression, for example 5 to 10 mm of Hg, is maintained in the thermal enclosure, by means of a motorized extractor with variation of frequencies. Thanks to the optimization of the temperatures, the speeds of advance of the material, the speed of extraction of air and of the vapors, it is possible to regulate the thermal stabilization without requiring, as in the known processes, input of additional air (per burner), combustion chamber or mixing chamber. This regulation is also favored by the principle of heating by thermofluid, thermovis and double jacket.
  • the range of temperatures in the zones of the thermal enclosure (17) generally varies between 200 and 300 ° C but, thanks to the double jacket, the cell can withstand temperatures of heat transfer fluid of the order of 450 ° C.
  • a powdery sand-type material is obtained which is collected on the vibrating conveyor (21) ensuring the final cooling and which can be equipped, if necessary, with tables vibrating by densimetry to recover glass particles.
  • a device (22), with a rotating band also makes it possible to capture woody materials and residual traces of plastic materials, in particular by static electricity. At this point, the dust is sucked in and a system of bag filters and automatic unclogging ensures air / particle separation.
  • sands, agglomerates, balls are biologically inert, stable and harmless for the environment.
  • Sandy products should not normally be landfilled; they are used as low density sands and, mixed with cements, they make it possible to make more or less dense materials, with good thermal and phonic characteristics.
  • Agglomerates or balls generally from 3 to 10 cm3 in volume, can either be landfilled in class 3, without risk to the environment, or used as water-repellent aggregates for embankments, excavation bottoms or as aggregates and charges for mixes intended for civil works or constructions.
  • An installation according to the invention is provided with a station of control and command units, with electronic automata and microprocessors to ensure each and all of the unit tasks and allow the automatic operation of the factory.
  • waste treatment plant which can be installed near an urban area.
  • the process did not consume water and the waste water, after condensation, was considered inert and not aggressive for the environment.
  • the heavy metal contents of the condensation water were all below the safety standards, namely: As less than 0.001 mg / 1; Pb less than 0.1 mg / 1; Cr less than 0.05 mg / 1; Cu less than 0.05 mg / 1; Ni less than 0.05 mg / 1; Hg less than 0.0002 mg / 1; Zn less than 0.05 mg / 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Selon l'invention, les déchets ménagers déposés en vrac en trémie (1) sont soumis à un désensachage des sacs plastiques (3) puis à un déferraillage (4). Ils sont soumis à deux broyages successifs (5, 6) puis introduits dans un mélangeur (7) simultanément à une addition de réactifs minéraux (ACM) du type CaCO3 et CaO; après imprégnation, les pulvérulents sont à nouveau broyés puis remalaxés (15) avec un deuxième ajout de réactifs minéraux (ACM). Ils sont ensuite soumis à une stabilisation par traitement thermique dans une enceinte (17) chauffé à double enveloppe munie d'une série de zones (chauffage, cuisson, évacuation des vapeurs, refroidissement). On récupère des produits de type sables soit stockés tels que soit densifiés (25) en boulets. Les produits finals (sables, boulets) sont inertes, stables et sans danger pour l'environnement. Le procédé supprime la mise en décharge des déchets, permet la valorisation des produits recyclables et finals et protège l'environnement.

Description

Procédé et installation pour le traitement des déchets ménagers par voies physico-chimique et thermique.
La présente invention a trait au domaine des déchets et concerne plus spécialement le traitement des déchets ménagers et déchets organiques selon un processus impliquant des opérations physico-chimiques de tri, broyage, densification puis imprégnation par produits chimiques et des opérations thermiques avec stabilisation biologique, en vue d'une part de valoriser certaines matières premières et, d'autre part, d'obtenir des produits finals stables et biologiquement inertes, en respectant et protégeant l'environnement tout en supprimant la mise en décharge, l'incinération et les autres opérations connues de traitement des ordures ménagères.
On connaît les difficultés, qui deviennent souvent insurmontables, dues au volume sans cesse croissant des ordures ménagères, à leur diversité et richesse en produits normalement récupérables, aux opérations complexes à mettre en oeuvre pour leur traitement et à la pollution de l'environnement qu'entraînent ces opérations.
Selon les moyens techniques et financiers dont disposent les diverses régions et/ou municipalités, les ordures ménagères sont soumises à des filières extrêmement variées. Par exemple, elles peuvent être déposées en vrac sur des aires de décharge, avec tous les inconvénients que cela peut comporter pour 1'environnement et 1'impossibilité de récupérer les matières recyclables. Selon un perfectionnement, la décharge peut être "contrôlée" c'est-à-dire recouverte de remblais ou équivalent pour atténuer les émanations et diminuer les risques majeurs; mais on ne fait ici que dissimuler la pollution et la nuisance esthétique. On peut aussi broyer des ordures, notamment pour accélérer la décomposition et la fermentation mais les coûts de transport et de manutention sont plus lourds et la pollution des nappes phréatiques n'est pas supprimée. Les mêmes difficultés se rencontrent lorsqu'on entreprend un compostage en vue d'obtenir des fertilisants. Selon un autre processus, appliqué souvent en zone très urbanisée, on procède à l'incinération soit statique soit en combustion contrôlée, d'une partie au moins des ordures ménagères; outre les lourds investissements engagés, on obtient ici des sous-produits et des fumées toxiques qu'il est nécessaire de retraiter pour rendre inertes les produits finals. Dans certains cas, on procède à un tri intégral des matières et matériaux recyclables ou encore on effectue ou envisage des ramassages d'ordures avec collectes sélectives des matériaux: plastiques, verres, papiers-cartons, ... etc. Selon une autre technique, on procède à des compressions, sous haute pression, des ordures pour réaliser des cubes, galettes ou boudins utilisables comme combustibles; dans ce cas, toutefois, les phénomènes et apparitions de pollution ne sont pas maîtrisés. En réalité, comme cela est bien connu, aucun des procédés susvisés ne donne à ce jour entière satisfaction, notamment eu égard aux normes européennes de 1 'environnement. II existe, de ce fait, un besoin pressant pour des procédés unitaires permettant de prendre en charge au départ les ordures ménagères telles que récoltées en vrac, d'effectuer des tris des matières recyclables puis des séries de traitements sans stockage ou rejet de produits polluants pour parvenir en final soit à des produits valorisables soit, et de toute façon, à des matériaux inertes ne provoquant pas de pollution atmosphérique et/ou des sols.
C'est dans cette optique et en visant ces buts que le procédé et l'installation selon l'invention ont été imaginés puis mis au point. Certes, comme on le verra plus loin, le procédé fait appel, dans plusieurs de ses phases, à des moyens dont le principe est connu en soi et qui, pour bon nombre, sont déjà dans le domaine public, tels que : le tri de matériaux récupérables comme les plastiques et les verres ; le dèferraillage ; des opérations de broyage ; des mélanges de produits broyés avec des réactifs minéraux pulvérulents contenant notamment de la chaux, du carbonate de calcium, voire des agents caustiques ; des traitements thermiques ultérieurs des matières organiques ; des récupérations de produits finals qui, pulvérulents ou en agglomérats, peuvent être valorisés et sont rendus inertes. Toutefois, aucun des procédés décrits jusqu'à ce jour et faisant appel à plusieurs des moyens précités ne permet de satisfaire aux exigences et aux buts rappelés ci-avant. C'est, en effet, grâce à une combinaison judicieuse de moyens dont l'ordonnancement n'était pas a priori prévisible puis grâce à l'optimisation de chacun des paramètres essentiels dans les différentes phases que le procédé et 1' installation associée qui sont proposés ici ont permis de satisfaire à 1'ensemble des exiqences pour une solution fiable et économique permettant de réduire le volume des déchets, de valoriser au maximum chaque type de matière et d'assurer une protection efficace de l'environnement.
Selon sa définition la plus générale, le procédé selon 1' invention est caractérisé par la combinaison des étapes successives suivantes, effectuées à partir de la collecte/réception des déchets ménagers contenant, entre autres, des sacs plastiques : a) désensachage des sacs et récupération de la matière plastique puis dèferraillage primaire et récupération des produits ferreux ; b) broyage primaire et broyage secondaire des déchets désensachés avec récupération des ferreux et non ferreux : c) mélange-homogénéisation des déchets sous addition de premiers réactifs pulvérulents à base de chaux vive et de carbonate de calcium ; d) après imprégnation par lesdits réactifs puis transfert, nouveau broyage puis malaxage avec adjonction de seconds réactifs minéraux : e) traitement thermique par chauffage indirect à fluide caloporteur en plusieurs zones avec régulation/optimisation des températures, séparation des fines et vapeurs ainsi que condensation de ces dernières : f) après transport des produits pulvérulents séchés, à la sortie du traitement thermique, imprégnation d'au moins une partie de ces produits par des liants hydrofuges et densification par compression pour l'obtention de boulets ou agglomérats : les produits finals inertes tels que pulvérulents et boulets étant transportés séparément et stockés pour valorisation ultérieure et/ou mise en décharge.
Le broyage primaire est prévu pour obtenir un conditionnement granulométrique de l'ordre de 50 mm environ et il est suivi d'une opération de broyage secondaire d'homogénéisation assurant une granulométrie d'environ 15 mm, alors que le troisième broyage avant ledit malaxage sert à affiner encore la granulométrie pour avoir un produit ayant pratiquement l'aspect d'une farine.
L'utilisation de réactifs minéraux permet, de façon connue en soi, d'une part de détruire et stabiliser les matières organiques (action de la chaux vive CaO) par réaction exothermique et, d'autre part, d'assurer le séchage des déchets frais et humides afin de les mettre en condition avant l'admission dans l'enceinte du traitement thermique. Bien entendu on peut, si nécessaire, ajouter un appoint en eau au moment du troisième broyage.
Lesdits réactifs minéraux, à base essentiellement de chaux vive et de carbonate de calcium, peuvent aussi contenir des sulfates et/ou chlorures de calcium ou d'autres produits d'appoint tels que gypses, argiles. Conformément à une réalisation spécialement avantageuse de l'invention, après ledit malaxage avec la seconde addition de réactifs minéraux, il est opportun d'ajouter au mélange fin qui pénètre dans l'enceinte pour traitement thermique une petite quantité de soude caustique (NaOH) , par exemple à 32° baume, qui permet de parachever la réaction exothermique de destruction des matières organiques des déchets.
Les quantités de réactifs minéraux sont adaptées par l'homme de l'art et toujours supérieures à 5% du poids des déchets débarrassés des parties plastiques et métalliques. En pratique, l'addition des premiers réactifs correspond à des fourchettes de 10 à 15% environ de CaC03 (par rapport au poids des déchets pulvérulents) et 0,5 à 5% de CaO. L'addition desdits seconds réactifs minéraux correspond en moyenne à 3-10% de CaC03 et 3 à 15% de CaO, alors que la soude caustique est introduite, avant traitement thermique, à des doses généralement comprises entre 0,5 et 5% du poids des pulvérulents admis à ce traitement.
Des détails correspondants aux autres paramètres essentiels du procédé seront explicités plus loin lors de la description de la mise en oeuvre et marche du processus opératoire.
L'invention a également pour objet une installation pour le traitement de déchets ménagers selon le procédé susvisé et qui est caractérisée en ce qu'elle comprend essentiellement : au moins une trémie de réception des déchets en vrac ; un moyen de désensachage automatique des sacs en matière plastique avec sole vibrante, sur tapis de transfert ; un déferrailleur pondéral avec récupération des ferreux ; un premier broyeur à calibrage ; après transport sur tapis, un deuxième broyeur, avec récupération des imbroyables et des non-ferreux ; un mélangeur-homogénéisateur des déchets non ferreux avec introduction desdits premiers réactifs pulvérulents ; des moyens d'ensilage et d'imprégnation des déchets par lesdits premiers réactifs ; des moyens de transfert, vibrants ou à vis conduisant à un broyeur tertiaire puis à un mélangeur avec nouvelle addition de réactifs minéraux ; un ensemble de chambres ou cellule thermique à plusieurs zones, munie de double enveloppe avec circulation de fluide caloporteur relié à un générateur d'énergie ; un ensemble de dépoussiéreur, séparateur de fines et évacuation de buées puis de condensateur de buées et décantation ; des moyens de transfert des produits pulvérulents séchés avec récupération en silo et traitement d'une partie de ces produits par des moyens d'imprégnation de type liants hydrofuges ; des moyens de densification par presse des produits imprégnés pour obtenir des boulets ; des moyens de transfert pour lesdits produits pulvérulents et les boulets puis d'élévation-ensilage conduisant à des silos de stockage pour les produits pulvérulents et les boulets ; des séries de silos étant en outre prévues pour le stockage desdits réactifs minéraux. Une installation-type, conforme à l'invention et correspondant à celle utilisée comme prototype, a été schématisée sur la planche unique annexée à laquelle on a joint, dans la présente demande, la liste de toutes les références correspondant à ladite planche. La chaîne de traitement de déchets, telle que représentée, sera maintenant décrite avec ses principaux moyens et ses modes de fonctionnement.
Les véhicules de collecte des déchets ménagers en vrac déchargent leur contenu dans les trémies (1) dont deux seulement ont été représentées sur le dessin ; par exemple on peut prévoir cinq trémies de 20 m3 chacune pour une unité de traitement de 25000 tonnes/an de déchets. Les contenus des trémies sont déversés sur un alimentateur-extracteur ou tapis de transfert (2) motorisé sur le trajet duquel on a implanté un ouvre-sacs (3) et un déferrailleur (4). L'ouvre-sacs est constitué par une cellule de lasserage des sacs munie de lames longitudinales de type couteaux et de doigts mobiles métalliques qui accrochent les matières plastiques et les larguent dans un bac accouplé à un compacteur (G) en bout du tapis de transfert (2) . Le déferrailleur (4) , installé en tête de chaîne, est avantageusement constitué par un électro-aimant pondéral travaillant en surcouche des déchets ; la décharge des ferreux s'effectue dans une trémie aluminium avec évacuation dans un conteneur (H) .
Une fois débarrassées des plastiques et de la majeure partie des métaux ferreux, les ordures sont admises dans un premier broyeur (5) de type à percussion, à marteaux et à grille où la réduction en granulométrie correspond à environ 50 mm. Après le transfert sur le tapis (6) on effectue avantageusement un deuxième broyage à environ 15 mm (non représenté) puis on introduit les matières broyées dans mélangeur-malaxeur (7) simultanément à l'ajout de premiers réactifs minéraux (ACM) constitués essentiellement par 10 à 15% (poids) de CaC03 et 0,5 à 1% de CaO par rapport au poids d'ordures. Ce mélangeur. de type rotatif, permet une pré-imprégnation des déchets.
Les ordures pré-imprégnées sont ensuite déposées dans un élévateur à godets (8) puis dans un transporteur (9) de type à chaîne, avec fond ouvert, pour être déstockées dans le silo-tampon (10) auquel peut être associé un sécheur (11) . Le transporteur à bande (12) recueille les déchets issus du silo (10) et les transporte dans le broyeur affineur (13) motorisé, par exemple à couteaux et contre-couteaux de façon à obtenir un spectre granulométrique de 3 à 5 mm environ. On opère ensuite un transfert (14) avec ajout, par vis d'Archimède, d'une nouvelle quantité de charges minérales (ACM) , par exemple 4 à 10% de CaO pour 3 à 8% de CaC03 (par rapport au poids de pulvérulents) et éventuellement de l'eau si l'humidification paraît nécessaire. L'ensemble arrive dans le mélangeur (15) de type rotatif puis est introduit, avec nouvel ajout de soude (ACM) et par un alimentateur (16) à vis chauffante dans la chambre thermique (17) .
Conformément à une caractéristique de l'invention, la cellule thermique de stabilisation (17) est constituée par des corps à double enveloppe au sein de laquelle circule un fluide caloporteur (huile, vapeur, eau surchauffée ou autre) qui est chauffé par le générateur (18) . Ainsi le chauffage s'effectue par conduction et convection et non, comme dans les procédés connus, par l'intermédiaire de flammes et/ou de gaz de combustion. On peut de ce fait réaliser un bon contrôle et une parfaite régulation des températures, qui peuvent atteindre, si désiré, jusqu'à 450°C.
Selon une autre caractéristique avantageuse, la cellule thermique (17) comporte plusieurs zones ou étages et, avantageusement, quatre zones successives : la première zone, qui reçoit du mélangeur (15) les matières pulvérulentes et aqueuses, sert de chambre d'élévation de température, jusqu'à 200°C ou plus, dans une ambiance à saturation de vapeur ; la deuxième zone ou étage assure la cuisson des matières et l'évacuation des buées et vapeurs par l'extracteur (19), les vapeurs étant ensuite condensées dans le dispositif (20) , les première et deuxième zones communiquant par un venturi ; la troisième zone correspond au séchage des pulvérulents alors que, dans la quatrième zone, on assure le refroidissement. La cellule est équipée de thermovis de transfert permettant 1'avance du produit à traiter et une légère dépression, par exemple de 5 à 10 mm de Hg, est maintenue dans l'enceinte thermique, au moyen d'un extracteur à motorisation avec variation de fréquences. Grâce à l'optimisation des températures, des vitesses d'avancement de la matière, de la vitesse d'extraction d'air et des vapeurs, on peut réguler la stabilisation thermique sans nécessiter, comme dans les procédés connus, d'entrée d'air additionnelle (par brûleur) , de chambre de combustion ou de chambre de mélange. Cette régulation est en outre favorisée par le principe de chauffe par thermofluide, thermovis et double enveloppe. La gamme des températures dans les zones de l'enceinte thermique (17) varie généralement entre 200 et 300°C mais, grâce à la double enveloppe, la cellule peut supporter des températures de fluide caloporteur de l'ordre de 450°C.
A la sortie de l'enceinte thermique (17) , à l'extérieur de laquelle un démotteur (non représenté) peut être installé si nécessaire, on obtient un matériau pulvérulent de type sable qui est recueilli sur le transporteur vibrant (21) assurant le refroidissement final et qui peut être équipé, si nécessaire, de tables vibrantes par densimétrie pour récupérer les particules de verre. En outre, un dispositif (22) , à bande rotative, permet également de capter les matières ligneuses et les traces résiduelles de matériaux plastiques, notamment par électricité statique. A cet endroit, les poussières sont aspirées et un système de filtres à manches et de décolmatage automatique permet d'assurer la séparation air/particules.
Alors qu'une partie de ce sable est transférée par (26), (27) , (29) dans les silos de stockage (D) et (E) , une autre partie, selon le poste de transfert-inverseur (23) , est soumise à une aspersion, par l'ensemble (24) avec réservoir, agitateur, pompe et rampe de pulvérisation, à l'aide de liants (par exemple lignosulfonate à 2%) ou de produits hydrofuges. Le produit ainsi lié est envoyé dans le granulateur (25) constitué par une presse hydraulique où le produit sableux est densifié et transformé en agglomérats ou boulets. Ces derniers, transportés par les postes (27), (29) , (30) sont ensuite déversés dans le silo de stockage (F) .
Tous les produits finals obtenus selon l'invention, sables, agglomérats, boulets sont biologiquement inertes, stables et sans danger pour l'environnement. Les.produits sableux ne doivent pas, normalement être mis en décharge ; ils sont utilisés comme sables de faible densité et, mélangés à des ciments, ils permettent de fabriquer des matériaux plus ou moins denses, de bonnes caractéristiques thermiques et phoniques. Les agglomérats ou boulets, généralement de 3 à 10 cm3 de volume, peuvent être soit mis en décharge de classe 3, sans risque pour l'environnement, soit utilisés comme granulats hydrofuges pour remblais, fonds de fouille ou encore comme agrégats et charges pour des enrobés destinés aux travaux de génie civil ou constructions.
Une installation selon l'invention, telle que décrite, est munie d'une station d'unités de contrôle et de commande, avec automates électroniques et microprocesseurs pour assurer chacune et 1'ensemble des tâches unitaires et permettre le fonctionnement automatique de l'usine de traitement de déchets, laquelle peut être installée à proximité d'une zone urbaine.
A titre d'exemple de réalisation, non limitatif, on peut citer le cas d'une usine de traitement prévue pour une agglomération de 80000 habitants, avec un volume de déchets ménagers en vrac à traiter de 1'ordre de 25600 tonnes/an. L'usine avait une capacité horaire de 3 à 5 tonnes et journalière de 48 tonnes. La composition des déchets à l'entrée comportait, pour 25600 tonnes de brut : 7680 T de papiers, cartons ; 7168 T de matières organiques ; 3328 T de matières plastiques ; 2560 T de verre ; 1280 T de métaux ; 512 T de matières textiles ; 512 T de produits divers intégrables et 2560 T de produits non recyclables. On a utilisé pour la mise en oeuvre du procédé : 1000 T de CaO, 4000 T de CaC03 ; 200 T de NaOH ; 600 T de liant ; 2000 mégawatts d'énergie électrique ; 160 T d'énergie/procédé. On a récupéré au cours du traitement : 1200 T de métaux ; 2000 T de plastiques ; 2050 T de verre ; 1000 T de produits non ferreux. Les produits finis émanant du procédé représentaient 19350 tonnes répartis en sables et en agglomérats. L'unité ne comportant pas de cheminée, on a évité toute pollution de l'air. Tous les équipements étaient en outre prévus avec des moyens d'étanchéité à la poussière pour la protection du personnel, des matériels et du site. L'ammoniac dégagé au cours des réactions dans l'enceinte thermique était émis en milieu clos, avec traitement des vapeurs par passage dans un bain de soude ou adjonction de H202. Le procédé ne consommait pas d'eau et les eaux de rejet, après condensation, étaient considérées comme inertes et non agressives pour l'environnement. Les teneurs en métaux lourds des eaux de condensation étaient toutes inférieures aux normes de sécurité, à savoir : As moins de 0,001 mg/1 ; Pb moins de 0,1 mg/1 ; Cr moins de 0,05 mg/1 ; Cu inférieur à 0,05 mg/1 ; Ni inférieur à 0,05 mg/1 ; Hg inférieur à 0,0002 mg/1 ; Zn inférieur à 0,05 mg/1.
On notera qu'ainsi, grâce au procédé et aux installations de traitement associées conformément à l'invention, on peut atteindre l'ensemble des objectifs visés à savoir : la suppression de la mise en décharge des ordures ménagères ; la centralisation des déchets ; la valorisation des produits recyclables ; la protection efficace de l'environnement ; la réduction de volume des déchets traités ; la valorisation des produits finals issus du procédé ; ceci avec des solutions fiables et économiques.
Légende explicative des références de la planche de dessin annexée
1. Trémie de réception des déchets
2. Tapis de transfert
3. Ouvre-sac
4. Déferrailleur pondéral
5. Broyeur primaire
6. Tapis transfert déferrailleur
7. Mélangeur + ACM*
8 Elévateur, ensileur
9. Ensileur à chariot mobile
10. Silo tampon, destockeur
11. Cellule thermique, sécheur
12. Transfert vibrant
13. Broyeur tertiaire
14. Transfert à vis + ACM*
15. Mélangeur
16. Alimentation chambre thermique +ACM*
17. Chambre thermique (stabilisation)
18. Générateur d'énergie caloporteuse
19. Dépoussiéreur, évacuation buées
20. Condenseur des buées et décantation
21. Transfert vibrant des sables
22. Capteur statique option (ligneux-plastiques)
23. Transfert
24. Poste aspersion, liants
25. Presse/granulateur
26. Transfert
27. Transfert
29. Elévateur, ensileur
30. Ensileur mobile
31. Tuyauterie pneumatique d'ensilage
32. Chambres de détente et depoussiereurs A. Silo à carbonate
B. Silo à chaux
C. Silo à soude
D. Silo à sable
E. Silo à sable
F. Silo à granule
G. Compacteur d'ordures plastiques H. Transfert de métaux
* ACM : ajout de charges minérales.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Procédé de traitement des déchets ménagers et organiques en vue d'obtenir des produits finals solides hydrofuges, inertes et stables, aptes à être valorisés, du type mettant en oeuvre des opérations de tri, de mélange et homogénéisation avec rajout de réactifs minéraux ainsi que traitement thermique, le procédé étant CARACTERISE par la combinaison des étapes successives suivantes à partir de la collecte/réception des déchets : a) désensachage des sacs et récupération de la matière plastique puis dèferraillage primaire et récupération des produits ferreux ; b) broyage primaire et broyage secondaire des déchets désensachés avec récupération des ferreux et non ferreux : c) mélange-homogénéisation des déchets sous addition de premiers réactifs pulvérulents à base de chaux vive et de carbonate de calcium ; d) après imprégnation par lesdits réactifs puis transfert, nouveau broyage puis malaxage avec adjonction de seconds réactifs minéraux : e) traitement thermique par chauffage indirect à fluide caloporteur en plusieurs zones avec régulation/optimisation des températures, séparation des fines et vapeurs ainsi que condensation de ces dernières : f) après transport des produits pulvérulents séchés, à la sortie du traitement thermique, imprégnation d'au moins une partie de ces produits par des liants hydrofuges et densification par compression pour 1'obtention de boulets ou agglomérats ; les produits finals inertes tels que pulvérulents et boulets étant transportés séparément et stockés pour valorisation ultérieure et/ou mise en décharge.
2. Procédé selon la revendication 1, CARACTERISE en ce que les broyages primaire et secondaire sont prévus pour obtenir des conditionnements granulométriques respectivement de 50 mm et 15 mm environ, alors que le troisième broyage, avant ledit malaxage, donne un produit ayant l'aspect d'une farine.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, CARACTERISE en ce que lesdits réactifs minéraux contiennent, outre de la chaux vive et du carbonate de calcium, des sulfates et/ou chlorures de calcium ou d'autres produits d'appoint du type argiles et gypses.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, CARACTERISE en ce que, après ledit malaxage avec la seconde addition de réactifs minéraux, on ajoute au mélange fin qui est soumis au traitement thermique une petite quantité de soude caustique.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, CARACTERISE en ce que : 1'addition desdits premiers réactifs correspond à des fourchettes de 10 à 15% (poids) environ de CaC03 et 0,5 à 5% de CaO, par rapport au poids des déchets pulvérulents ; l'addition desdits seconds réactifs minéraux correspond à environ 3-10% de CaC03 et 3-15% de Cao ; la soude caustique introduite à l'entrée du traitement thermique correspondant à 0,5 à 5% du poids des pulvérulents admis à ce traitement.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'adjonction desdits seconds réactifs minéraux est accompagnée, si nécessaire, d'un appoint en eau.
7. Installation pour le traitement de déchets selon le procédé des revendications 1 à 6, prises isolément ou en combinaison, CARACTERISEE en ce qu'elle comprend essentiellement : au moins une trémie (1) de réception des déchets en vrac ; un moyen de désensachage automatique (3) des sacs en matière plastique avec sole vibrante, sur tapis de transfert (2) ; un déferrailleur pondéral (4) avec récupération des ferreu (H) ; un premier broyeur (5) à calibrage ; après transport sur tapis (6) un deuxième broyeur, avec récupération des imbroyables et des non-ferreux ; un mélangeur-homogénéisateur (7) des déchets non ferreux avec introduction (ACM) desdits premiers réactifs pulvérulents ; des moyens d'ensilage et d'imprégnation des déchets par lesdits premiers réactifs (8, 9, 10) ; des moyens de transfert, vibrants ou à vis (12, 14) conduisant à un broyeur tertiaire (13) puis à un mélangeur (15) avec nouvelle addition de réactifs minéraux (ACM) ; un ensemble de chambres ou cellule thermique (17) à plusieurs zones, munie de double enveloppe avec circulation^ de fluide caloporteur relié à un générateur d'énergie (18) ; un ensemble de dépoussiéreur, séparateur de fines et évacuation de buées (19) puis de condensateur de buées et décantation (20) ; des moyens de transfert (21) des produits pulvérulents séchés avec récupération en silo (D,E) et traitement d'une partie de ces produits par des moyens d'imprégnation de type liants hydrofuges (24) ; des moyens de densification par presse (25) des produits imprégnés pour obtenir des boulets ; des moyens de transfert (26, 27) pour lesdits produits pulvérulents et les boulets puis d'élévation-ensilage (29, 30) conduisant à des silos de stockage pour les produits pulvérulents (D, E) et les boulets (F) ; des séries de silos (A,B,C) étant en outre prévus pour le stockage desdits réactifs minéraux.
8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la cellule thermique (17) comporte quatre zones destinées successivement : au développement des réactions exothermiques, à la cuisson et évacuation des buées/vapeurs, au séchage puis au refroidissement ; l'avancement des produits dans lesdites zones se faisant par thermovis de transfert alors qu'une légère dépression, de 5 à 10 mm Hg, est maintenue dans ladite enceinte.
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