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WO2004028715A1 - Procede et installation pour la destruction la neutralisation la sterilisation par solidification des dechets menagers - Google Patents

Procede et installation pour la destruction la neutralisation la sterilisation par solidification des dechets menagers Download PDF

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Publication number
WO2004028715A1
WO2004028715A1 PCT/FR2003/002827 FR0302827W WO2004028715A1 WO 2004028715 A1 WO2004028715 A1 WO 2004028715A1 FR 0302827 W FR0302827 W FR 0302827W WO 2004028715 A1 WO2004028715 A1 WO 2004028715A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
products
waste
addition
transfer
mineral
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR2003/002827
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
Priority to AU2003286202A priority Critical patent/AU2003286202A1/en
Priority to EP03776942A priority patent/EP1624980A1/fr
Publication of WO2004028715A1 publication Critical patent/WO2004028715A1/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
    • 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
    • B09B3/27—Binding by sodium silicate, e.g. cement or water glass
    • 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 household waste and relates more particularly to the treatment of household waste and organic waste according to a process involving sorting, grinding, mixing and then impregnation with mineral and chemical products then densification and thermal operations with biological sterilization and stabilization with a view to, on the one hand, obtaining final products reduced in stable volumes that are biologically inert and solid, while respecting and protecting the environment while securing landfill, or even eliminating it, by admitting products from the process into the composition of building materials as a filler, also eliminating incineration and other known operations for treating household waste.
  • the process which is the subject of the present invention does not take into account the recycling of the plastics which are integrated into the process, nor of the other materials, non-ferrous, glass, except the ferrous which are themselves sorted and extracted from the process chain, all waste is admitted to the destruction and neutralization process and more specifically, plastics by successive shredding and by thermal reduction,
  • the process allows the destruction the neutralization the sterilization the stabilization, o by solidification of the waste introduced into the kinematics which constitutes the process.
  • the process calls, in several of its phases, on 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 iron, non-ferrous materials and glass, grinding operations; mixtures of ground products with powdery mineral reagents containing in particular lime, calcium carbonate, hydraulic and water-repellent agents; heat treatments of materials; recoveries of final products which, pulverulent or o agglomerates, can be recovered by entering into the composition of materials and are rendered inert.
  • sorting recoverable materials such as iron, non-ferrous materials and glass, grinding operations
  • mixtures of ground products with powdery mineral reagents containing in particular lime, calcium carbonate, hydraulic and water-repellent agents such as heat treatments of materials; recoveries of final products which, pulverulent or o agglomerates, can be recovered by entering into the composition of materials and are rendered inert.
  • the process has the advantage of destroying and neutralizing plastics without combustion only by creep, under a neutralizing reactive charged atmosphere, within closed enclosures, therefore without external release of gaseous and aqueous effluents; the treatment of woody organic matter according to the process allows a reduction in the particle size spectrum and integration into the process by allowing a homogenization of the mass and a better resolution of the recovery of the mass as a charge of materials, but also sterilization and stabilization of this waste presenting a guarantee for environmental protection due to its inert state.
  • the method according to the invention is characterized by the combination of the following successive steps, carried out from the collection and reception of household waste containing, inter alia, plastic bags: a) bagging of waste by laceration bags, then primary stripping of bagged waste with ferrous recovery; b) primary grinding of desensed waste with recovery of ferrous and non-ferrous non-ferrous materials; c) mixing and homogenization of the ground waste with the addition of first reagents then transfers; d) further grinding of the waste loaded with reagents, then transfer; e) then mixing and kneading with the addition of new reactive charges, then transfer; f) new grinding then transfer; g) homogenization under high hydraulic pressure and further addition of mineral fillers; h) transport of products under heating tubes and advancement of said products by hydraulic pressure; i) then after this sterilization and partial drying; j) stabilization and drying in closed thermal enclosures, by indirect heating with heat transfer thermal fluid (oil) then transfer to several zones with temperature regulation and optimization systems
  • the primary grinding is provided to obtain a particle size conditioning of the order of approximately 50 mm, followed by a second grinding operation under mineral loads to obtain a conditioning of the order of approximately 15 mm, while the third grinding before the said homogenizer is used to refine the particle size in order to obtain a particle size of the order of 3 mm, the refiner is used if one is not using the agglomerator to produce a fine entering as a filler in the composition of materials.
  • mineral reagents allows, in a manner known per se, on the one hand to destroy, desiccate, sterilize and stabilize organic matter (action of quick lime Cao combined with calcium carbonate, CaCo3) by exothermic reactions and, d On the other hand, to assume the desiccation of the fresh and wet waste in order to put it in condition before the admission to the crushers, then to the thermal enclosures.
  • Said mineral reagents may also contain sulphates, silicates and or chlorides, calcium or other adjunct products such as; treatment plant sludge, gypsum, clay, in accordance with a particularly advantageous embodiment of the invention, after said mixers and kneaders with the second addition of mineral reagents, it is advisable to add to the fine mixture which enters the homogenizer a new charge of quicklime, to complete the destruction of organic matter by an oxidizing and hygienic exothermic reaction.
  • the amounts of mineral reagents are suitable for those skilled in the art and always greater than 5% of the weight of the waste.
  • the addition of the first reagents corresponds to ranges of approximately 10 to 15% of CaCo3 (relative to the weight of the 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, before heat treatment and that the water-repellents are introduced in doses generally between 0.5 and 5% of the weight of the waste and products obtained and admitted to this treatment.
  • the details corresponding to the other essential parameters of the process will be explained later in the description of the implementation and operation of the operating process.
  • 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 essentially comprises: at least one hopper for receiving bulk waste; a means of automatic bagging of plastic bags and papers, by symmetrical and asymmetrical lacerating discs mounted in the form of diabolos and reverse on damped shaft with vibrating advancement and ejection sole, on transfer mat; a weight-deflection electromagnet with ferrous recovery; a spectrometric detector with memory center; an emergency transfer conveyor with said evacuation (left-right) followed by a first shredder, with recovery of unburnable, ferrous or non-ferrous materials including a calibration grid; after transport on a conveyor belt equipped with a magnetization drum, a second ferrous sorting electromagnet with rotating band and ejection nozzle; a first mixer-homogenizer of the waste with introduction of said first powdery mineral reagents; then a second grinding of the prepreg products; then a transfer mat; leading to a second mixer-homogen
  • the waste treatment chain as shown, will now be described with its main means and its operating modes.
  • the contents of the hoppers are poured onto an extractor conveyor or motorized transfer conveyor (2) on the path of which a bag opener (3) has been implanted, a vibrating ejection and transfer trough (4) an esse transfer conveyor (5) and a weight undercarrier (6).
  • the bag opener is made up of an inverted U-shaped cell fixed to the frame of the conveyor, a cell which receives motorized lacerating discs, mounted in asymmetrical and symmetrical diabolos on damped transmission axes, this bag opener (3 ) is positioned in reverse U above the conveyor and can be completely dismantled or retracted, manually or automatically.
  • the defogger (6) installed at the head of the chain, is advantageously constituted by an electromagnet by weight working above the circulating layer of waste, the ferrous is discharged in an aluminum or composite materials hopper with evacuation in a container.
  • a second stripping is advantageously carried out by rotary electromagnet (10), then the waste is admitted into a mixer-homogenizer (11) or simultaneously the first mineral reagents are added and then the the ground materials, pre-impregnated at the end, are introduced into the first mixer (11) advantageously in a second mill (12) to obtain a particle size of approximately 15 mm and then again transfer by conveyor belt (13) introducing the said waste and products in a second mixer-homogenizer (14) or are added the additions of mineral reagents or (MCA) consisting essentially of 3 to 8% (weight) of CaCo3 and 0.5 to 4% of Cao relative to the weight of garbage.
  • MCA mineral reagents
  • This rotary type mixer or double screw or more allows impregnation of waste.
  • the pre-impregnated waste is then introduced into a third mixer-homogenizer called a latency silo (15) of rotary or screw type or advantageously the mass of waste remains for 20 to 30 minutes, then again this mass of waste is introduced into a third mill (16) for example with knives and knives against so as to obtain a particle size of about 3 to 5mm.
  • a latency silo 15
  • this mass of waste is introduced into a third mill (16) for example with knives and knives against so as to obtain a particle size of about 3 to 5mm.
  • a transfer of the products is carried out, for example a carpet or Archimedes screw (17) introducing the said products into a hydraulic mixer homogenizer (18) or precisely and advantageously the balance of the pre-defined mineral reagents (MCA) is introduced. in proportions for example from 4 to 10% of Cao for 3 to 8% o of CaCo3, relative to the weight of the products admitted into the process and possibly of water (H2O) or advantageously of the sludge from a purification station if humidification seems necessary.
  • all of the products and additions (ACM) arrive in the homogenizing mixer (18) of the hydraulic cylinder type with airlock and presser then is introduced into a thermal sterilizer (19) with heat transfer fluid of the tube bundle type.
  • the hydraulic homogenizing mixer (18) for sterilization and its thermal cell (19) for sterilization as well as the thermal chambers with stages (20) for stabilization and drying are constituted by double bodies envelope in which circulates a heat transfer fluid essentially a thermal oil, oil which is heated by the energy generator (28).
  • a heat transfer fluid essentially a thermal oil, oil which is heated by the energy generator (28).
  • the hydraulic homogenizing mixer (18) and its thermal sterilization cells (19) comprises several successive zones and stages, the entire mass of products circulating within these closed cells under advancing pressure ensured by the cylinders of the homogenizer (18) of the order of 60 bar, at a temperature of 180 ° to 220 ° Celsius ensuring sterilization of the products, but also creep and reduction of plastics, without combustion, under ambient charged and saturated with reagents annihilating the stay in the cells is of the order of 20 to 30 minutes depending on the mass admitted and its content.
  • the thermal cell (20) comprises several successive zones or stages, four in number, the first zone which receives from the mixer (18) and sterilizer (19) the mass of pulverulent and aqueous products, serves as 180 to 220 "Celsius temperature retention chamber, desiccation, evacuation of fumes and vapors by extractor, then vapors, condensed and treated.
  • the second zone or stage ensures stabilization by maintaining the temperature between 180 ° and 220 ° C
  • the third zone corresponds to the drying of the products, the first and second zones communicating by a rotary airlock (lock) and a venturi, the third zone ensuring cooling.
  • the cell is equipped with transfer thermovis allowing the advance of the product to be treated and a slight depression, for example 3 to 10 mm of CE (30 to 100 Pa), is maintained in the thermal enclosure, by means of a motorized extractor ion with frequency variation. Thanks to the optimization of temperatures, advancement speeds of the material, speed of extraction of air and vapors, thermal stabilization can be regulated without requiring additional air inlets. 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 (20) generally varies between 180 ° and 220 ° C.
  • powdery type flour which is collected on the conveyor (21) ensuring the transfer and the final cooling and which can if necessary, be equipped with densimetric vibrating tables (not shown) to recover the glass particles (cullet) obtained.
  • powders, agglomerates, balls or blocks are biologically, sterile, stable, solid, non-evolving, called “inert” and harmless for the environment.
  • Powdered products do not normally have to be landfilled as they are, they are used as a filler, in the composition of building materials, mixed with cements, silicates, gypsum or clays, they make it possible to manufacture materials more or less dense with good thermal, phonic and mechanical characteristics.
  • Agglomerates or balls or blocks generally 3 to 10 cm3 in volume, cubic, spherical, oblong or specifically asymmetrical, can be landfilled in class called class 3 (deposition of so-called inert waste) without risk to the environment, either used as water-repellent aggregates for embankments, excavation bottoms or as aggregates and charges for asphalt intended for civil works or in construction and related.
  • An installation according to the invention is provided with a control and command unit station, 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 or in an industrial area.
  • the unit does not have evacuation systems, neither gaseous nor aqueous, avoiding any pollution of the air, the network, the soil and the subsoils, thus preserving the groundwater. All equipment being dustproof for protection of personnel, equipment and site.
  • the ammonia which can be released during the various reactions in the thermal chambers is emitted in a closed environment, with treatment of the vapors by passage through a soda bath or addition of H 2 O.
  • the process does not consume running water, it feeds on waste, juices and vapors to supply the process and processes the residue of these juices to return them to the internal process network.

Landscapes

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

Abstract

Selon l'invention, les déchets ménagers sont déposés en vrac en trémie (1) sont soumis à un désensachage (3) puis un déferraillage (6) ils sont soumis à trois broyages successifs (8, 12, 16) puis introduits dans des mélangeurs homogénéisateurs (11, 14, 15) simultanément à une addition de réactifs minéraux (ACM) du type CaCo3 et CaO; après imprégnation les produits sont conduits à un homogénéisateur hydraulique (18) puis stérilisés dans des enceintes thermiques (19) dessiqués et stabilisés dans des chambres stabilisatrices thermiques (20) chauffés par double enveloppe munie de zones de chauffage cuisson, récupération des vapeurs et condensats, refroidissement, puis ces produits stockés tel que pour servir de charge dans les matériaux de construction, soit densifiés (24) en boulets ou blocs. Les produits finaux (boulets ou blocs) sont stériles, stables, solides donc inertes et sans danger pour l'environnement. Le procédé tel que décrit est une alternative à la mise en décharge et à l'incinération et permet la valorisation des produits ainsi obtenus tout en apportant une solution de protection de l'environnement.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION POUR LA DESTRUCTION LA NEUTRALISATION LA STERILISATION PAR SOLIDIFICATION DES DECHETS MENAGERS
La présente invention a trait au domaine des déchets ménagers et concerne plus 5 particulièrement le traitement des déchets ménagers et déchets organiques selon un processus impliquant des opérations de tri , de broyage , de mélanges puis imprégnation par des produits minéraux et chimiques puis de densification et des opérations , thermiques avec stérilisation biologique et stabilisation en vue d'une part , d'obtenir des produits finaux réduits en volumes stables biologiquement inertes et solides , en ιo respectant et protégeant l'environnement tout en sécurisant la mise en décharge , voire la supprimant , par l'admission des produits issus du procédé dans la composition de matériaux de construction en tant que charge , supprimant également l'incinération et les autres opérations connues de traitement des déchets ménagers.
5 Le procédé objet de la présente invention , ne tient pas compte du recyclage des matières plastiques qui sont intégrées au procédé , ni des autres matières , non ferreux , verre , hormis les ferreux qui sont eux triés et extraits de la chaîne du processus , tous les déchets sont admis au procédé de destruction et de neutralisation et plus précisément , les plastiques par broyages successifs et par réduction thermique , le
JO fluage , sous ambiance chargée en CaO et CaCo3 , évitant l'émission accidentelle de flux gazeux et nocif , car réalisé sous enceintes closes et ambiances réactives neutralisantes.
On s'est aperçu en effet que les matières recyclables étaient toujours souillées et j5 que les industriels n'étaient pas partisans d'utiliser des produits souillés dans leurs fabrications , aussi a-t-il fallut revoir cette politique du recyclage et intégrer au procédé en tant que charges ces produits non recyclables.
Le procédé permet la destruction la neutralisation la stérilisation la stabilisation ,o par solidification des déchets introduits dans la cinématique qui constitue le procédé.
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 .5 déjà dans le domaine public , tels que : le tri de matériaux récupérables comme le fer , les non ferreux et le verre , des opérations de broyages ; des mélanges de produits broyés avec des réactifs minéraux pulvérulents contenant notamment de la chaux , du carbonate de calcium , des agents hydrauliques et hydrofuges ; des traitements thermiques des matières ; des récupérations de produits finaux qui , pulvérulents ou o agglomérats , peuvent être valorisés en entrant dans la composition de matériaux et sont rendus inertes.
C'est à cet effet , grâce à une combinaison judicieuse de moyens dont l'ordonnancement n'était pas à priori prévisible puis grâce à l'optimisation de chacun des paramètres essentiels dans les différentes phases que le procédé et l'installation associés qui sont proposés ici ont permis de satisfaire à l'ensemble des exigences pour une solution fiable et économique permettant de réduire le volume des déchets , de valoriser au maximum et d'assurer une protection efficace de l'environnement.
Le procédé à l'avantage de détruire et neutraliser les plastiques sans combustion uniquement par fluage , sous ambiance chargée réactive neutralisante , au sein d'enceintes closes , donc sans dégagement externe d effluents gazeux et aqueux ; le traitement des matières organiques ligneuses selon le procédé permet une réduction du spectre granulométrique et intégration au processus en permettant une homogénéisation de la masse et une meilleure résolution de la valorisation de la masse en tant que charge de matériaux , mais également une stérilisation et une stabilisation de ces déchets présentant une garantie pour la protection de l'environnement du fait de leur état inerte.
Selon sa définition la plus générale , le procédé selon l'invention est caractérisé par la combinaison des étapes successives suivantes , effectuées à partir de la collecte et réception des déchets ménagers contenant , entre autres , des sacs plastiques: a) désensachage des déchets par lacération des sacs , puis déferraillage primaire des déchets désensachés avec récupération des ferreux ; b) broyage primaire des déchets désensachés avec récupération des ferreux et non ferreux imbroyables; c) mélange et homogénéisation des déchets broyés sous addition de premiers réactifs puis transferts ; d) nouveau broyage des déchets chargés en réactifs , puis transfert ; e) ensuite mélange et malaxage sous addition de nouvelles charges réactives , puis transfert ; f) nouveau broyage puis transfert ; g) homogénéisation sous haute pression hydraulique et nouvelle addition de charges minérales ; h) transport des produits sous tubes chauffants et avancement des dits produits par pression hydraulique ; i) puis après cette stérilisation et dessiccation partielle ; j) stabilisation et dessiccation sous enceintes thermiques closes , par chauffage indirect à fluide thermique caloporteur (huile) puis transfert en plusieurs zones avec systèmes de régulation et d'optimisation des températures , séparation des fines et vapeurs et condensation de celles-ci ; k) puis transport des pulvérulents séchés ; à la sortie des traitements thermiques densification des produits après imprégnation de liants mécaniques et hydrofuges pour l'obtention de solides inertes (boulets ou blocs) pouvant être stockés et ou mis en décharge sous cette forme densifiée , ou , ces produits pulvérulents traités séparément par l'intermédiaire d'un affineur pour l'obtention d'une fine , permettant la valorisation en tant que charge dans la composition de matériaux.
Le broyage primaire est prévu pour obtenir un conditionnement granulométrique de l'ordre de 50 mm environ il est suivi d'une seconde opération de broyage sous charges minérales pour obtenir un conditionnement de l'ordre de 15 mm environ , alors que le troisième broyage avant le dit homogénéisateur sert à affiner la granulométrie afin d'obtenir une granulométrie de l'ordre de 3 mm , l'affineur sert si l'on n'utilise pas l'agglomérateur à produire une fine entrant en tant que charge dans la composition de matériaux. L'utilisation de réactifs minéraux permet , de façon connue en soi , d'une part de détruire , dessiquer , stériliser et stabiliser les matières organiques ( action de la chaux vive Cao combinée au carbonate de calcium , CaCo3) par réactions exothermiques et , d'autre part , d'assumer la dessiccation des déchets frais et humides afin de les mettre en condition avant l'admission aux broyeurs , puis aux enceintes thermiques.
Bien entendu l'on peut , si nécessaire , ajouter un appoint en eau (H20)'et ou de boues de station d'épurations, voire de charges réactives au moment de l'admission à l'homogénéisateur hydraulique.
Lesdits réactifs minéraux , à base essentiellement de chaux vive et de carbonates de calcium , peuvent aussi contenir des sulfates , silicates et ou chlorures , de calcium ou d'autres produits d'appoints tels que ; boues de station d'épuration , gypses , argiles , conformément à une réalisation spécialement avantageuse de l'invention , après lesdits mélangeurs et malaxeurs avec la seconde addition de réactifs minéraux , il est opportun d'ajouter au mélange fin qui pénètre dans l'homogénéisateur une nouvelle charge de chaux vive , pour parachever la destruction des matières organiques par une réaction exothermique oxydante et hygiènisante.
La base du traitement a portée sur la réduction du spectre des déchets , sont venus ensuite , les phases du traitement par adjonction de charges minérales réactives et les phases thermiques pour l'obtention de pulvérulents et produits densifiés inertes. Il faut savoir que l'utilisation de la chaux vive (CaO) pour la destruction la stérilisation des corps organiques est connue en soi , que la chaux entre dans la composition de pierres telles que : le marbre , le plâtre la pierre à bâtir , les ciments et bétons , mélangée de sable et d'eau elle forme des matières qui durcissent à l'air.
L'utilisation de carbonate de calcium CaCo3 assure plusieurs fonction essentielles entre autres permet l'homogénéisation en teneur en eau (H20) contenue dans les déchets et décomposer cette eau en réaction avec son oxyde , la chaux.
Les quantités de réactifs minéraux sont pour l'homme de l'art adaptés et toujours supérieurs à 5% du poids des déchets. En pratique , l'addition άes premiers réactifs correspond à des fourchettes de 10 à 15% environ de CaCo3 (par rapport au poids des déchets) et 0,5 à 5% de CaO. L'addition desdits seconds réactifs minéraux correspond en moyenne à 3-10% de CaCo3 et 3 à 15% de CaO, avant traitement thermique et que les hydrofuges sont introduits à des doses généralement compris entre 0,5 et 5% du poids des déchets et produits obtenus et admis à ce traitement. Les détails correspondants aux autres paramètres essentiels du procédé seront expliqués plus loin lors de la description de la mise en oeuvre et marche du processus opératoire.
L'invention à 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 plastiques et des papiers , par disques lacérants symétriques et asymétriques montés en forme de diabolos et inverse sur arbre amortis avec sole vibrante d'avancement et d'éjection , sur tapis de transfert ; un électro-aimant de déferraillage pondéral avec récupération des ferreux ; un détecteur spectrométrique avec centrale à mémoire ; un tapis de transfert de secours à évacuation dite (gauche- droite) suivi d'un premier broyeur , avec récupération des imbroyables , ferreux ou non ferreux incluant une grille de calibrage ; après transport sur un tapis de transport équipé d'un tambour d'aimantation , un second électro-aimant de triage des ferreux avec bande rotative et buse d'éjection ; un premier mélangeur-homogénéisateur des déchets avec introduction desdits premiers réactifs minéraux pulvérulents ; puis un second broyage des produits pré-imprégnés ; puis un tapis transfert ; conduisant à un second mélangeur- homogénéisateur avec admission de réactifs minéraux ; puis à un troisième mélangeur- homogénéisateur ; alimentant un troisième broyeur ; des moyens de transfert , à tapis , couloir vibrant ou à vis conduisant à un homogénéisateur hydraulique avec nouvelle addition de réactifs minéraux ; un ensemble de chambres et cellules thermiques à plusieurs zones et plusieurs étages , munies de double enveloppe avec circulation de fluide caloporteur reliées à un générateur d'énergie ; un ensemble de dépoussiérage et de séparation de fines et évacuation de buées puis de condensateur de buées et décantation ; des moyens de transfert des produits pulvérulents et séchés avec récupération en silo et traitement de tout ou partie de ces produits par des moyens d'imprégnation de type liants mécaniques et hydrofuges ; des moyens de densification , par presse mécanique ou hydraulique , des produits imprégnés pour obtenir des boulets et ou blocs ; des moyens de transfert pour lesdits produits pulvérulents et les boulets eu ou blocs puis élévation ensilage conduisant à des silos de stockage pour les produits pulvérulents et les boulets et ou blocs ; des séries de silos étant en outre prévues pour le stockage desdits réactifs minéraux.
Le schéma type , conforme à l'invention et à l'ordonnancement de l'installation a été défini sur la planche unique annexée à laquelle on a joint , dans la présente demande , la liste de toutes les références correspondant à la dite planche.
La chaîne de traitement de déchets , telle que représentée , sera maintenant décrite avec ses principaux moyens et ses modes de fonctionnement.
Les véhicules ou bennes de collecte ou de transport des déchets ménagers en vrac déchargent leur contenu dans les trémies (1) de déchargement et de réception. Les contenus des trémies sont déversés sur un convoyeur extracteur ou tapis transfert (2) motorisé sur le trajet duquel on a implanté un ouvre-sacs (3) une auge vibrante d'éjection et transfert (4) un tapis transfert en esse (5) et un déferrailleur pondéral (6) . L'ouvre-sacs est constitué par une cellule en U inversé fixée sur le bâti du convoyeur , cellule qui reçoit en son sein des disques lacérateurs motorisés , montés en diabolos asymétriques et symétriques sur des axes de transmission amortis , cet ouvre-sacs (3) est positionné en U inverse au dessus du convoyeur et entièrement démontable ou escamotable , manuellement ou automatiquement. Le déferrailleur (6) , installé en tête de chaîne , est avantageusement constitué par un électro-aimant pondéral travaillant au dessus de la couche circulante des déchets , la décharge des ferreux s'effectue dans une trémie aluminium ou matériaux composites avec évacuation en conteneur.
Une fois cette première opération effectuée l'admission ou le refus à la chaîne de traitement est assuré par le tapis transfert dit gauche-droite (7) la majeure partie lourde des métaux ferreux étant extraite , les déchets sont admis dans un premier broyeur (8) de type à percussion , à marteaux et à grille ou la réduction en granulométrie correspond à environ 50mm . Après le transfert à tapis en esse (9) on effectue avantageusement un second déferraillage par électro-aimant rotatif (10) puis on admet les déchets dans un mélangeur-homogénéisateur (11) ou simultanément l'on ajoute les premiers réactifs minéraux puis l'on introduit les matières broyées , pré-imprégnées à l'issue au premier mélangeur (11) avantageusement dans un deuxième broyeur (12) pour obtenir une granulométrie d'environ 15mm puis à nouveau transfert par tapis (13) introduisant les dits déchets et produits dans un deuxième mélangeur-homogénéisateur (14) ou sont introduits les ajouts de réactifs minéraux ou (ACM) constitués essentiellement par 3 à 8 % (poids) de CaCo3 et 0,5 à 4% de Cao par rapport au poids d'ordures. Ce mélangeur de type rotatif ou à vis double ou plus , permet une imprégnation des déchets.
Les déchets pré-imprégnés sont ensuite introduits dans un troisième mélangeur- homogénéisateur appelé silo de latence (15) de type rotatif ou à vis ou avantageusement la masse de déchets séjourne pendant 20 à 30 minutes , puis à nouveau cette masse de déchets est introduite dans un troisième broyeur (16) par exemple à couteaux et contre couteaux de façon à obtenir une granulométrie d'environ 3 à 5mm.
On opère ensuite à un transfert des produits par exemple à tapis ou vis d'Archimède (17) introduisant les dits produits dans un homogénéisateur mélangeur hydraulique (18) ou précisément et avantageusement l'on introduit le solde des réactifs minéraux (ACM) pré définis dans des proportions par exemple de 4 à 10% de Cao pour 3 à 8%o de CaCo3 , par rapport au poids des produits admis dans le processus et éventuellement de l'eau (H20) ou avantageusement de la Boue de station d'épuration si une humidification paraît nécessaire . Selon le procédé l'ensemble des produits et des ajouts (ACM) arrivent dans le mélangeur homogénéisateur (18) de type à vérin hydraulique avec sas fouloir et refouloir puis est introduit dans un stérilisateur thermique (19) à fluide caloporteur du type à faisceau tubulaire double enveloppe à plage de température variable et régulable comprise entre 180° et 220°Celsius. Conformément à une caractéristique de l'invention , le mélangeur homogénéisateur hydraulique (18) de stérilisation et sa cellule thermique (19) de stérilisation ainsi que les enceintes thermiques à étages (20) de stabilisation et de dessiccation , sont constituées par des corps à double enveloppe au sein desquels circule un fluide caloporteur essentiellement une huile thermique , huile qui est chauffée par le générateur d'énergie (28). Ainsi le chauffage s'effectue par conduction et convection , on peut de ce fait réaliser un bon contrôle et une parfaite régulation des températures qui peuvent atteindre , si désiré des températures de l'ordre de 225°Cefsius. Températures inférieures à l'émission et dégagement de gaz toxiques des plastiques.
Selon une autre caractéristique avantageuse , le mélangeur homogénéisateur hydraulique (18) et ses cellules thermiques de stérilisations (19) comporte plusieurs zones et étages successifs , l'ensemble de la masse de produits circulant au sein de ces cellules closes sous une pression d'avancement assurée par les vérins de l'homogénéisateur (18) de l'ordre de 60 bar , sous une température de 180° à 220 ° Celsius assurant la stérilisation des produits , mais aussi le fluage et la réduction des plastiques , sans combustion , sous ambiance chargée et saturée de réactifs annihilants le séjour au sein des cellules est de l'ordre de 20 à 30 minutes selon la masse admise et sa teneur.
Selon une autre caractéristique avantageuse , la cellule thermique (20) , comporte plusieurs zones ou étages , successifs au nombre de quatre , la première zone qui reçoit du mélangeur (18) et stérilisateur (19) la masse de produits pulvérulents et aqueux , sert de chambre de maintien en température de 180 à 220 "Celsius , de dessiccation , l'évacuation des buées et vapeurs par extracteur , vapeurs ensuite , condensées et traitées. La deuxième zone ou étage assure la stabilisation par maintien de la température entre 180° et 220°C , la troisième zone correspond au séchage des produits , la première et deuxième zones communiquant par un sas rotatif (écluse) et un venturi , la troisième zone assurant le refroidissement. La cellule est équipée de thermovis de transfert permettant l'avance du produit à traiter et une légère dépression , par exemple de 3 à 10 mm de CE (30 à 100 Pa) , est maintenue dans l'enceinte thermique , au moyen d'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 d'entrées d'air additionnelles . 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 (20) varie généralement entre 180° et 220°C . A la sortie du traitement thermique et des enceintes thermiques l'on obtient des pulvérulents de type farineux , qui sont recueillis sur le transporteur (21) assurant le transfert et le refroidissement final et qui peut si nécessaire , être équipé de tables vibrantes densimétriques (non représentées) pour récupérer les particules de verre (calcin)obtenu.
Alors que tout ou partie de ces produits, pulvérulents sont transférés au moyen de tapis transfert inverseur (22) puis de tapis transfert (25) et moyen d'élévation (26) , et d'ensilage 527) dans des silos de stockages (VI) et (V) , une autre partie ou toute la production , selon le poste de transfert- inverseur (22) , est soumise à une aspersion pompe et rampe de pulvérisation , à l'aide de liants par exemple hydrofuge à 2% ou de ciments , argile . Le produit ainsi lié est envoyé dans un agglomérateur (24) , fabrication de boulets et ou blocs , constitués par une presse hydraulique ou mécanique ou le produit pulvérulent devenu aqueux est densifé et transformé en agglomérats , boulets ou blocs.
Ces derniers , transportés par les postes (25) , (26) , (27) sont ensuite introduits dans les silos de stockages (VI) , (V).
Tous les produits finaux issus et obtenus selon l'invention , pulvérulents , agglomérats , boulets ou blocs sont biologiquement , stériles , stables , solides , non évolutifs , dits « inertes » et sans danger pour l'environnement
Les produits pulvérulents ne doivent pas , normalement être mis en décharge en l'état , ils sont utilisés comme charge , dans la composition de matériaux de construction, mélangés à des ciments , silicates , des gypses ou des argiles , ils permettent de fabriquer des matériaux plus ou moins denses de bonnes caractéristiques thermiques , phoniques et mécaniques. Les agglomérats ou boulets ou blocs, généralement de 3 à 10 cm3 de volume , cubique , sphérique , oblongs ou spécifiquement asymétriques , peuvent être mis en décharge de classe dite classe 3 (dépôt de déchets dits inertes) sans risques pour l'environnement , soit utilisés comme granulats hydrofuges pour remblais , fonds de fouille ou encore comme agrégats et charges pour enrobés destinés aux travaux de génie-civil ou dans la construction et connexes.
Une installation selon l'invention , telle que décrite , est munie d'une station d'unité de contrôle et de commande , avec automates électroniques et microprocesseurs pour assurer chacune et l'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 ou dans une zone industrielle.
L'unité ne comportant par de systèmes d'évacuation , ni gazeux , ni aqueux l'on évite toute pollution de l'air , du réseau , du sol et des sous-sols , préservant ainsi les nappes phréatiques. Tous les équipements étant étanche à la poussière pour la protection du personnel , du matériel et du site . L'ammoniac pouvant être dégagée au cours des diverses réactions dans les enceintes thermiques est émise en milieu clos , avec traitement des vapeurs par passage dans un bain de soude ou adjonction de H20. Le procédé ne consomme pas d'eau en régime , il s'auto alimente sur les déchets , les jus et vapeurs pour alimenter le process et traite le résidu de ces jus pour les restituer au réseau interne du process.
L'on notera qu'ainsi , grâce au procédé et aux installations de traitement associées conformément à l'invention , l'on peut atteindre l'ensemble des objectifs visés à savoir : la suppression de la mise en décharge vrac des déchets ménagers , par la valorisation des produits issus du procédé , la protection efficace de l'environnement , la réduction des volumes et des déchets traités , la densification et solidification de ces produits et leur totale stérilité et stabilisation.
Et plus précisément , une conformité aux normes élaborées et futures de l'environnement , pas de combustion , utilisation de matériels et adjuvants appréhendables dans l'industrie et sur la quasi totalité de notre planète , limitation de la consommation d'énergie , emprise au sol réduite , implantation au plus près des zones de production de déchets , élaboration de produits issus du traitement pouvant soit être admis en décharge d'inertes , soit utilisables en remblais , fond de fouille , carrières et charges dans la composition de matériaux.
LEGENDES DU SCHEMAENANNEXE
(1) Trémies de déchargement
(2) - Convoyeur extracteur transfert
(3) - Ouvre sacs lacérateur mécanique
(4) - Auge vibrante transfert
(5) - Transfert élévateur (6) Electro-aimant pondéral
(7) - Transfert mixte , (gauche.droite)
(8) - Broyeur primaire
(9) - Transfert élévateur
(10) - Electro-aimant translateur (11) - Mélangeur primaire
(12) - Broyeur secondaire
(13) - Transfert élévateur
(14) - Mélangeur secondaire (15) - Silo mélangeur de latence
(16) - Broyeur tertiaire
(17) - Transfert élévateur
(18) - Mélangeur homogénéisateur hydraulique
(19) - Stérilisateur thermique
(20) - Stabilisateur thermique
(21) - Transfert
(22) - Transfert mixte, (gauche, droite)
(23) - Affineur
(24) - Agglomérateur
(25) - Transfert
(26) - Elévateur
(27) - Ensileur
(28) - Générateur thermique
I - Silo à chaux , (CaO)
II - Silo à carbonate , (CaCo3)
III - Silo à silicates , argiles , ciments
IV - Silo à liants
V - Silo à agglomérats , boulets , blocs
VI - silo à pulvérulents
- ACM = Ajouts de charges minérales

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de destruction neutralisation solidification des déchets ménagers en vue d'obtenir des produits finaux solides , hydrofuges , inertes et stables , conduisant
5 soit à une réduction des volumes et mise en décharge de produits inertes , soit conduisant à une valorisation en entrant dans la composition de matériaux , procédé du type mettant en oeuvre des opérations de mélanges et homogénéisation avec ajouts de réactifs minéraux ainsi que le traitement thermique le procédé étant CARACTERISE par la combinaison et l'ordonnancement des étapes successives suivantes à partir de la o collecte , réception des déchets.
a) désensachage des déchets par lacération des sacs , puis déferraillage primaire et récupération des ferreux ; b) broyage primaire des déchets désensachés avec récupération des ferreux et non ferreux imbroyables; C) mélange et homogénéisation i5 des déchets broyés sous addition de premiers réactifs puis transfert , d) nouveau broyage des déchets chargés en réactifs puis transfert , e) ensuite mélange et malaxage sous addition de nouvelles charges réactives puis transfert , f) nouveau broyage puis transfert , g) homogénéisation sous pression hydraulique et nouvelle addition de charges minérales , h) transport des produits sous tubes chauffants double enveloppes et 0 avancement des dits produits par poussée hydraulique , i) puis après cette opération de stérilisation et d'homogénéisation , j) stabilisation et dessiccation sous enceintes thermiques closes par chauffage indirect à fluide caloporteur (huiles) puis transfert en plusieurs zones avec systèmes de régulations et d'optimisation des températures , séparations des fines , et vapeurs et condensations de celles-ci , k) après transport des 5 produits pulvérulents dessiques, à la sortie des traitements thermiques , densification des produits finaux après imprégnation de liants , mécaniques , hydrofuges , pour obtention de boulets , blocs et solides stables (inertes) , pouvant être stockés et ou mis en décharge sous cette forme densifiée et hydrofuge , ou , ces produits pulvérulents finaux traités séparément , pour l'obtention d'une charge , permettant la valorisation en 0 tant qu'élément composant dans la composition de matériaux.
2. Procédé selon la revendication 1 , CARACTERISE en ce que les broyages primaires et secondaires sont prévus pour obtenir des conditionnements granulométriques respectivement de 50mm et 15mm environ , après une première 5 imprégnation , alors que le broyage tertiaire après imprégnation des déchets conduit à une granulométrie de 3 à 5mm , avant admission au dit homogénéisateur hydraulique.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 , CARACTERISE en ce que lesdits réactifs minéraux contiennent , en outre de la chaux vive et du carbonate 0 de sulfates et , ou chlorures de calcium ou d'autres produits d'appoints par exemple , silicates , argiles et gypses naturels ou de synthèses.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 , CARACTERISE en ce que , après lesdits malaxages avec la seconde addition de réactifs minéraux , on laisse séjourner lesdits produits imprégnés.
5 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4 , CARACTERISE en ce que : l'addition desdits premiers réactifs correspond à des dosages de 10 à 15 % (poids) environ de CaCo3 et 0,5 à 5 % de CaO par rapport au poids des déchets ; l'addition desdits seconds réactifs minéraux correspond à environ 3-10% de CaCo3 et de 3-15% de CaO ; la troisième addition desdits réactifs correspondant à environ 0,5 à o 5% de CaO et 0,5 à 5% de CaCo3 du poids des déchets admis à ce traitement.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 , CARACTERISE en ce que l'addition desdîts troisièmes réactifs minéraux est accompagnée , si nécessaire d'un appoint d'eau (H20) émanant du procédé et , ou de boues de stations d'épurations.
^5
7. Installation pour le traitement la destruction la neutralisation la stérilisation et la stabilisation des déchets ménagers selon le procédé des revendications de 1 à 6 , prises isolément ou en combinaison , CARACTERISE en ce qu'elle comprend essentiellement : au moins une trémie (1) de réception des déchets en vrac ; des moyens de transferts
.o (2,4,5,7) ; un déferrailleur pondéral (6) avec récupération des ferreux ; un broyeur primaire (8) à calibrage ; après transport sur tapis (9) ; un second déferrailleur (10) ; admission des déchets introduits dans des mélangeurs homogénéisateurs avec introduction de charges minérales réactives (ACM) ; un second broyeur (12) avec récupération des imbroyables non ferreux ; des moyens de transferts tapis ou vis (13) ; 5 puis les produits sont admis dans un silo mélangeur de latence (15) ; et conduits dans un broyeur tertiaire (16) ; des moyens de transferts vibrants à vis ou tapis , conduisants à un mélangeur homogénéisateur hydraulique (18) avec nouvelle addition de réactifs minéraux (ACM) , un ensemble de chambres et cellules thermiques , composé de stérilisateur thermique (19) ; stabilisateur thermique (20) à plusieurs zones , munis de 0 double enveloppe avec circulation de fluide caloporteur (huile) relié à un générateur d'énergie (28) ; un ensemble de dépoussiérage , séparation des fines et évacuation des buées , puis condensations des buées et décantation (A) ; des moyens de transfert (21,22) des produits pulvérulents déshydratés avec système d'ensilage et d'élévation (25,26,27) des produits pulvérulents et ou traitement de tout ou partie desdits 5 pulvérulents par des moyens d'imprégnation de type liants mécaniques et hydrofuges (B) ; des moyens de densification par presse (24) des produits imprégnés pour obtenir des boulets , blocs ; des moyens conduisants à des silos de stockages (VI ,V) ; des séries de silos (l,ll,lll) étant en outre prévus pour le stockage desdits réactifs minéraux (ACM) et liants (IV). 0
8. Installation selon la revendication 7 , CARACTERISE en ce que les chambres et cellules thermiques (19,20) comportent plusieurs zones destinées successivement ; au développement des réactions exothermiques , au fluage des plastiques , à la stabilisation des produits au séchage , dessiccation et refroidissement , l'avancement des produits se faisant successivement par poussée hydraulique et par thermovis ( vis chauffante) , sous fluide caloporteur sous double enveloppe et sous dépression de l'ordre de 5 à 10 mm de CE (50 à 100 Pa) , dans la dite enceinte de stabilisation.
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