CA2028099A1 - Procede de traitement des dejections humaines ou animales par micro-ondes et dispositifs pour sa mise en oeuvre - Google Patents
Procede de traitement des dejections humaines ou animales par micro-ondes et dispositifs pour sa mise en oeuvreInfo
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Abstract
- L'invention concerne un procédé de traitement des déjections humaines ou animales par micro-ondes, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre au moins les parties solides des déjections à traiter à une irradiation par micro-ondes dans des conditions contrôlées en sorte qu'en fin de traitement desdites parties celles-ci aient atteint un degré de dessication prédéterminé. L' invention concerne également des dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé. - L'invention s'applique au traitement des déjections humaines et animales. FIGURE 1
Description
2~2~9~
r~ocED~ nE rRA~T~hNT I~Y.S DEJEC'FIONS HUMAINE:S OU ANIMALE:S
PAR MIC~O-ONOES ET DISPOSITIFS POllR SA MISE EN OEUVRE
La présente invention se rapporte au traitement des déjections humaines ou animales et vise à proposer une nouvelle technique de traitement par micro-ondes propre à résoudre les problèmes d'assainissement posés par l'élimination desdites 5 déjections et, plus particulièrement, à réduire très substantiellement les risques de pollution et autres nuisances spécifiques à ce type de rejets et, ce, de manière autonome et économi~ue.
: A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de 10 traitement des déjections humaines ou animales par micro-cndes, caractér~sé en ce qu'il consiste à soumettre au moins les parties solides des déjections à traiter à une irradiation par micro-ondes dans des conditions contrôlées en sorte qu'en fin de traitement desdites parties celles-ci aient atteint un degré
15 de dessication prédéterminé.
Suivant un mode de mise en oeuvre du procédé, les déjections à traiter, à savoir les parties solides seules ou en mélange avec les parties liquides, sont contraintes de défiler dans un espace déterminé soumis aux irradiations micro-ondes, 20 dans des conditions de débit déterminées de facon à obtenir le degré désiré de dessication des matières traitées à la sortie de la zone d'irradiation.
Par ailleurs, avantageusement on recueille la vapeur d'eau dégagée au cours du traitement aux micro-ondes en vue d'un 25 éventuel recycl.age ou récupération de l'eau de condensation.
r~ocED~ nE rRA~T~hNT I~Y.S DEJEC'FIONS HUMAINE:S OU ANIMALE:S
PAR MIC~O-ONOES ET DISPOSITIFS POllR SA MISE EN OEUVRE
La présente invention se rapporte au traitement des déjections humaines ou animales et vise à proposer une nouvelle technique de traitement par micro-ondes propre à résoudre les problèmes d'assainissement posés par l'élimination desdites 5 déjections et, plus particulièrement, à réduire très substantiellement les risques de pollution et autres nuisances spécifiques à ce type de rejets et, ce, de manière autonome et économi~ue.
: A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de 10 traitement des déjections humaines ou animales par micro-cndes, caractér~sé en ce qu'il consiste à soumettre au moins les parties solides des déjections à traiter à une irradiation par micro-ondes dans des conditions contrôlées en sorte qu'en fin de traitement desdites parties celles-ci aient atteint un degré
15 de dessication prédéterminé.
Suivant un mode de mise en oeuvre du procédé, les déjections à traiter, à savoir les parties solides seules ou en mélange avec les parties liquides, sont contraintes de défiler dans un espace déterminé soumis aux irradiations micro-ondes, 20 dans des conditions de débit déterminées de facon à obtenir le degré désiré de dessication des matières traitées à la sortie de la zone d'irradiation.
Par ailleurs, avantageusement on recueille la vapeur d'eau dégagée au cours du traitement aux micro-ondes en vue d'un 25 éventuel recycl.age ou récupération de l'eau de condensation.
2~2~
Egalemen~, avantageusement on recueille lesdites matières dessiquées et on Les conditionne en vue de leur élimination ou d'un traitement ultérieur.
Dans le cas où seules les parties solides sont traitées 5 aux micro-ondes, les parties liquides sont séparées avant le traitement et soumise à évaporation pour recueillir l'eau en vue de son éventuel recyclage ou récupération.
L'invention a également pour objet des dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus.
Un tel procédé est remarquablement efficace et permet de transformer, selon un processus en circuit fermé et donc autonome, des pro~uits polluants et générateurs de nuisances diverses en résidus secs, stériles, de volume réduit et facilement manipulables pour leur évacuation.
En outre, le procédé permet la récupération des eaux contenues dans les déjections et en particulier leur recyclage dans le système de collecte des déjections, contribuant ainsi à
assurer une autonomie pouvant être totale à l'installation de traitement des déjections, cet avantage substantiel du procédé
20 de l'invention étant particulièrement intéressant dans son application au traitement des déjections dans des sites à forte fréquentation temporaire qui ne sont pas généralement équipés notamment des facilités en eau requises, ou dans des sites comportant d'importants volumes à traiter et stériliser, tels 2S que des élevages d'animaux, ou encore à bord de véhicules aériens, terrestres ou maritimes.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de modes de mise en oeuvre du procédé
de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement 30 et en regard des dessins annexés sur lesquels :
- Figure 1 est une vue en perspective schématique d'une installation de traitement de déjections humaines mettant en oeuvre le procédé de l'invention ;
- Figure 2 est une vue en coupe verticale partielle
Egalemen~, avantageusement on recueille lesdites matières dessiquées et on Les conditionne en vue de leur élimination ou d'un traitement ultérieur.
Dans le cas où seules les parties solides sont traitées 5 aux micro-ondes, les parties liquides sont séparées avant le traitement et soumise à évaporation pour recueillir l'eau en vue de son éventuel recyclage ou récupération.
L'invention a également pour objet des dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus.
Un tel procédé est remarquablement efficace et permet de transformer, selon un processus en circuit fermé et donc autonome, des pro~uits polluants et générateurs de nuisances diverses en résidus secs, stériles, de volume réduit et facilement manipulables pour leur évacuation.
En outre, le procédé permet la récupération des eaux contenues dans les déjections et en particulier leur recyclage dans le système de collecte des déjections, contribuant ainsi à
assurer une autonomie pouvant être totale à l'installation de traitement des déjections, cet avantage substantiel du procédé
20 de l'invention étant particulièrement intéressant dans son application au traitement des déjections dans des sites à forte fréquentation temporaire qui ne sont pas généralement équipés notamment des facilités en eau requises, ou dans des sites comportant d'importants volumes à traiter et stériliser, tels 2S que des élevages d'animaux, ou encore à bord de véhicules aériens, terrestres ou maritimes.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de modes de mise en oeuvre du procédé
de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement 30 et en regard des dessins annexés sur lesquels :
- Figure 1 est une vue en perspective schématique d'une installation de traitement de déjections humaines mettant en oeuvre le procédé de l'invention ;
- Figure 2 est une vue en coupe verticale partielle
3~ d'un autre mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention :
- Figure 3 est une vue en coupe verticale axiale schématique du module de l'installation de la figure 1 où s'opère la séparation solides/liquides préala-2 ~ 2 ~
ble~ent au traitement aux micro-ondes des matières solides et - Figure 4 illustre schématiquement une installation conforme à l'invention destinée au traitement ~e ~uantités importantes de déjections.
sur la figure 1 on a représenté schématiquement un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention appliqué au traitement de déjections humaines collectées à partir d'un cuvette de WC 1.
La cuvette 1 est reliée par une canalisation 2 en légère pente descendante à une cuve 3 de séparation solides/liquides.
La cuve 3 est reliée par une canalisation 4 à la partie inférieure d'un module 5 d'acheminement des matières solides provenant de la cuve 3 vers le haut en direction d'une unité 6 15 d'irradiation par micro-ondes. Au-dessus de l'unité 6 d'irradiation est disposé un extracteur 7 des gaz générés lors du t~altement aux micro-ondes.
Plus précisément, les matières solides en provenance de l'unité de traitement 6 sont acheminées au travers de 20 l'extracteur 7 par un conduit 8 qui aboutit à une cuve 9 de récupération des matières traitées dessiquées.
L'extracteur 7 est constitué d'une enceinte entourant le conduit 8 et destinée à récupérer les vapeurs véhiculées dans le conduit 8 et qui s'en échappent à hauteur de l'extracteur 7 25 par des passages ménagés à cet effet dans la paroi dudit conduit 8. Les vapeurs recueillies sont acheminées par une canaliisation calorifugée 10 dans une cuve 11 de condensation des vapeurs e~ eau. La condensation s'effectue à la pression atmosphérique, la cuve 11 étant mise ~ l'atmosphère par une 30 chemihée 12 comportant un filtre (non représenté), un extrateur-ventilateur 13 et un chapeau de ventilation 14.
La cuve 9 est une enceinte dans laquelle débouche le conduit 8 après traversée de l'extracteur 7. La cuve 9 est munie d'une trappe d'accès 15 permettant l'insertion dans la 35 cuve d'un sac de recueil des matières dessiquées acheminées par ledit conduit 8.
L'enceinte de la cuve 9 est reliée par une canalisation calorifugée 16 à la cheminée 12.
~2~9 , La canalisatlon recueille les vapeurs résiduelles à
l'intérieur de la cuve 9 et les évacue avec retour de l'eau de condensation vers la cuve 11.
La cuve 11 est par ailleurs reliée par une canalisation 5 17, munie éventuellement d'un filtre 18 et d'un surpresseur 19, à la cuvette 1 afin de réutiliser l'eau condensée pour le vidage et le nettoyage de la cuvette.
La cuve 3 est par ailleurs munie d'évents 20, d'un conduit 21 d'évacuation de ga~, d'une trappe d'accès 22 et d'un conduit 10 23 équipé d'un manchon de filtrage 24 chargé d'acheminer les parties liquides en provenance de la cuve 3 vers une cuve d'évaporation 25. Cette cuve, de conception classique, est équipée de résistances chauffantes électriques plongeantes chargées d'évaporer l'eau contenue dans le mélange eaux-urines 15 provenant de la cuve de séparation 3.
La cuve 25 est munie d'évents 26, d'un condult d'évacuation des gaz 27 et d'une canalisation 28 d'amenée des vapeurs dans la cuve de condensation 11. Une dérivation 29 munie d'une vanne 30 de régulation de vapeur relie la 20 canalisation 28 à la cheminée 12, en amont du filtre.
L'ensemble 5-6 de la figure 1 est par exemple conforme au dispositif représenté schématiquement sur la figure 2.
Sur cette figure 2 on a représenté en 31 un conduit vertical cylindrique dans lequel est disposée une vis 25 d'Archimède 32 mue par un ensemble moto-réducteur symbolisé en 33.
Le conduit 31 traverse une enceinte annulaire 34 formant guide ou applicateur d'ondes et concentrant les micro-ondes émises par un générateur 35 sur la matière transitant à
30 l'intérieur dudit conduit 31 dont la paroi est en un matériau approprié, par exemple du "Téflon", transparent vis à vis des mlcro-ondes.
La vis d'Archimède 32 ne s'étend pas ,usqu'à l'applicateur de micro-ondes 34.
L'installation de la figure 1 peut comporter une unité de traitement 6 constituée d'un applicateur 34 et d'un générateur 35 tels que représentés sur la figure 2 et un module 5 d'acheminement dans un conduit 31 des matières à traiter comprenant une vis d'Archimède 32 verticale actionnée par 2 ~ 2 ~
exemple par un moteur électrique 36 par l'intermédiaire d'une transmission appropriée 37.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le conduit 31, après traversée de l'applicateur 34, débouche dans un réservoir 5 etanche 38 mis à l'atmosphère par un conduit 39 muni d'un filtre 40.
Toujours dans le mode de réalisation de la figure 2 et contrairement au mode de réalisation de la figure 1, la totalité des parties solides et liquides des déjections amenées 10 par gravité par la canalisation 2 en provenance de la cuvette 1, est admise dans le module 31-32 d'acheminement des matières vers la zone de traitement aux micro-ondes. Toutefois, seules les matières solides sont prises en charge par la vis 32, la partie liquide étant évacuée à la partie inférieure du conduit 15 31 par une canalisation 41 en direction d'une cuve d'évaporation 42 analogue à la cuve 25 de la figure 1 et munie d'un conduit 43 d'évacuation des vapeurs avec filtre 44.
Le fonctionnement des moyens d'acheminement (5,31,32) des figures 1 et 2 des matières solldes en direction de l'espace, 20 délimité a l'intérieur du conduit 31, à hauteur de l'applicateur micro-ondes 34, d'irradiation desdites matières par des micro~ondes appropriées est le suivant.
La vis 32 pousse de manière continue les matières solides dans le conduit 31 en direction de l'applicateur à micro-ondes 25 34. Au cours de la traversée de la zone du conduit 31 entourée par l'applicateur 34, les matières subissent une ir~adiation aux micro-ondes telles qu'à la sortie de la zone irradiée les matières soient dans l'état de dessication désiré. Dans la présente application, il est souhaitable d'avoir des matières 30 aussi sèches que possible afin de réduire le volume des déchets solides, et de faci.liter leur manipulation ou conditionnement ultérieur.
Le générateur à micro-ondes 35 et son applicateur 34 sont des dispositifs connus. On peut utiliser par exemple comme 35 applicateur ceux décrits dans EP-0.252.542 ou tout autre syst~me ~ section rectangulaire ou carrée formant cavité de traitement, conforme aux normes en vigueur, en particulier concernant les fuites micro-ondes. A ce propos, des capteurs de fuites micro-ondes sont prévus, d'une part, à proximité du 2~2,3~9~
générateur 35 et, d'autre part, dans l'habitacle où est installée la cuvette 1.
La fréquence du générateur micro-ondes est par exemple de 2450 MHz, ou une autre des fréquences autorisées pour 5 l'appllcation industrielle, scientifique ou médicale. Un ou plusieurs générateurs à puissance restituée de 800 W, 1200 W ou plusieur KW sont utilisés. De même, il peut être prévu plusieurs applicateurs 34. Un même applicateur peut être relié
à plusieurs générateurs, de même que plusieurs ensembles 10 générateur-applicateur peuvent être places en parallèle et côte à côte autour du conduit 31.
La puissance de l'unité de génération de micro-ondes est calculée de telle sorte qu'elle permette le degré de dessication désiré des matières traitées, le débit de ces 15 dernières dans la zone du conduit 31 traversant le ou les applicateurs 34, déterminé et réglé par la vitesse de rotation de la vis 32, étant également un paramètre essentiel du traitement micro-ondes.
Ces divers paramètres dépendent bien entendu du volume de 20 déjections à traiter.
Dans l'installation de la figure 1, les matières dessiquées sont acheminées par le conduit 8 par la poussée exercée par les matières sous-jacentes elles-mêmes poussées par la vis 32, en direction de l'extracteur 7 chargé de collecteur 25 la vapeur d'eau engendrée au cours du traitement des matières.
Ensuite, les matières dessiquées sont poussées dans la cuve 9 où elles sont ensachées à la manière des poussières dans un sac d'aspirateur. Ainsi, les matières dessiquées sont enfermées dans un sac étanche facile à manipuler en vue de son 30 évacuation ou d'un éventuel traitement de récupération ultérieure.
~ans le mode de réalisation simplifié de la figure 2, les matieres dessiquées sont stockées dans le réservoir 38 et récupérées par l'intermédiaire d'une trappe de visite 45.
Dans l'installation de la figure 1 l'unité 5 ne reçoit que les matières solides en provenance de la cuve 3. sur la ~igure 3 on a représenté schématiquement un mode de réalisation d'une telle cuve.
Celle-ci est constituée d'une enceinte cylindrique 46 40 d'axe vertical, munie en son centre d'une trappe d'accès 47 2~8~
permettant notamment la mise en place d'un filtre cylindrique central 48. L'espace annulaire interne de l'enceinte ~6 est divisé en deux parties par une grille 49 de forme tronconique délimitant un espace inférieur 50 de collecte de la partie 5 liquide 51 (urine et eau) des déjections et un espace supérleur 52 de collecte des pa~ties solides.
Les déjections (mélange solides/liquides) sont introduites dans l'enceinte ~6 par un conduit (2 dans le mode de réalisation de la figure 1) ou par plusieurs si la même 10 installation traite les déjections de plusieurs cuvettes xeliées à la même cuve 3.
La partie liquide 51 est évacuée par le conduit 23 relié à
ladite cuve d'évaporation 25.
La partie solide 53 est dirigée par le conduit 4 à l'unité
15 de traitement (5,6). Il est à noter que l'inclinaison de la grille 49 a tendance à pousser par un effet de coin les matières solides 53 vers l'extérieur, en direction de l'orifice du conduit 4.
La cuve d'évaporation 25, dont la structure et le 20 fonctionnement sont bien connus, permet de récupérer l'eau par condensation de la vapeur amenée par la canalisation 28 dans la cuve de condensation 11.
L'eau ainsi récupérée est avantageusement recyclée vers la cuvette 1 par exemple, ce qui permet de faire fonctionner 25 l'installation de manière autonome sans nécessité de la relier à un réseau extérieur de fourniture d'eau.
Eventuellement, un simple réservoir d'eau d'appoint (non rep~ésenté) peut être prévu dans l'installation.
Alors que dans le mode de réalisation de la ~igure 1, 30 seules les matières solides sont envoyées vers la vis d'~cheminement 32, dans le mode de réalisation de la figure 2, c'est l'ensemble solides/liquides qui est admis directement, par la canalisation 2, dans le logement de la vis 32.
L'évacuation de la partie liquide se fait par gravité à
35 l'extrémité inférieure du conduit 31, par la canalisation 41.
Dlune manière générale, la vis 32 est mise en service automatiquement grâce à un capteur de présence de matière disposé à proximité du débouché du conduit (4, figure 1 ; 2, figure 2) d'introducti.on des matières à traiter dans le 40 logement de la vis 32, un tel capteur étant symbolisé en 54 sur 2~2~99 la figure 2 et relié (55~ a l'ensemble moto-réducteur 33 (36,37) de commande de la vis. Un tel capteur 54 peut être placé dans la cuve 3 (figure 3) en un endroit approprié.
Si seules les matières solides sont à envoyer ~ans le 5 module d'acheminement 5, ]es matières liquides peuvent être séparées avant introduction dans le module 5 par tous moyens appropriés, avec récupération et recyclage de l'eau ou simple élimination.
Il est à noter qu'une telle séparation n'est pas 10 indispensable, le mélange solides/liquides pouvant être traité
sans séparation dans l'unité 6, le ou les générateurs de micro-ondes étant réglés en conséquence, les vapeurs d'eau recueillies par l'extracteur 7 et complémentairement par l'enceinte 9 étant simplement plus importantes en quantité.
15 L'eau de condensation est soit récupérée et recyclée, soit éliminée par tous moyens appropriés.
Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, la vis 32 est dlsposée à la verticale mais elle pourrait être agencée différemment et être, par exemple, inclinée ou à l'horizontale.
La figure 4 illustre une variante d'application du procédé
de l'invention au traitement de grandes quantités de déjections et tout particulièrement de déjections animales.
La figure 4 représente schématiquement une installation de traitement en cascade comprenant une trémie 56 de récept~on des 25 matieres (solides et liquides mélangés) à traiter, une trémie 57 de ~éception des matières dessiquées après traitements aux micro-ondes operés dans une pluralité d'unités en série 58a, 58b, etc... en nombre variable.
Chaque unité 58a, 58b, etc..., comprend au moins un 30 conduit d'acheminement horizontal 59 muni par exemple d'une vis d'Archimède analogue à celle du dispositif de la figure 2, entraînée par un moto-reducteur 60. Chaque conduit 59 relie une trémie amont à une trémie aval. Sur la figure 4 sont ~ep~esentées, outre les deux trémies d'extrémité 56,57, deux 35 trémies intermédiaires 61 et 62 respectivement.
Chaque conduit 59 est équipé d'au moins un ensemble générateur-applicateur de micro-ondes 6i et d'au moins un extracteur de vapeurs 64 entourant le conduit 59 qui est, à ce niveau, muni de perforations ou analogues dans sa paroi pour 40 l'extraction des vapeurs.
202~D~9 Les extracteurs 64 sont reliés par des conduits 65 à une unité Inon représentée) de condensation pour la récupé~ation et l'éventuel recyclage de l'eau extraite des matières traitées.
Dans le schéma de la figure 4, chaque unité 58a,58~,etc...
5 comporte un seul conduit 59, un seul ensemble générateur-applicateur 63 et un seul extracteur 64, mais on peut prévoir un seul conduit 59 et plusieurs dispositi~s 63 et 6~ côte à
côte, ou bien plusieurs conduits 59 en parallèle avec chacun un ou plusieurs dispositifs 63 et un ou plusieurs dispositifs 64.
Le dispositif extracteur 64 peut être constitué par exemple par une chambre d'application de micro-ondes du type équlpant le dispositif 63 et dont l'entrée, au lieu d'être raccordée à un générateur micro-ondes serait reliée au conduit d'extraction 65, le conduit 59 étant bien entendu muni de 15 perforations ou passages dans sa paroi à hauteur de cette chambre d'application.
Chaque trémie intermédiaire 61,62 comporte, en partie haute, un orifice de déversement du conduit 59 de l'unité de traitement amont et, en partie basse, la vis d'acheminement de 20 l'unité de traitement aval.
De plus, chaque trémie intermédiaire 61,62 est coiffée dluh collecteur 66 d'extraction des vapeurs également relié à
ladite unité de condensation.
Les parametres des unités de traitement 58a,58b,etc..., à
25 savoi~ fréquence des micro-ondes, débit des matieres dans le ou les conduits 59, sont réglés de façon que la matière déversée dans la trémie finale 57 ait le degré de dessication désiré, les degrés de dessication des matières dans les trémies intermédiaires 61,62 étant intermédiaires entre celles des 30 états respectivement initiaux et finaux des matières traitées.
Une telle installation permet le traitement de quantités importantes de déjections notamment d'origine animale.
Les matières dessiquées se trouvent en vrac dans la ou les trémies 57 et sont évacuées par tous moyens appropriés à des 35 fins d'élimination, retraitement ou recyclage.
Par ailleurs, sans sortir du cadre de l'invention, on peut imaginer tout autre moyen qu'une vis d'Archimède pour acheminer dans les conditions requises de débit contrôlé les matières à
traiter dans ]'espace d'application des micro-ondes, lequel 40 espace peut avoir une configuration géométrique différente 2~2~
1.0 selon la nature du moyen d'acheminement et la morphologie du conduit d'ache~.inement des matières.
Enfin, la séparation solides/gaz en aval du traitement aux micro-ondes peut s'opérer d'une autre manière que par 5 extraction de vapeur et condensation de l'eau à la pression atmosphérique, à la manière connue, comme c'est le cas dans l'installation de la figure 1.
.
- Figure 3 est une vue en coupe verticale axiale schématique du module de l'installation de la figure 1 où s'opère la séparation solides/liquides préala-2 ~ 2 ~
ble~ent au traitement aux micro-ondes des matières solides et - Figure 4 illustre schématiquement une installation conforme à l'invention destinée au traitement ~e ~uantités importantes de déjections.
sur la figure 1 on a représenté schématiquement un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention appliqué au traitement de déjections humaines collectées à partir d'un cuvette de WC 1.
La cuvette 1 est reliée par une canalisation 2 en légère pente descendante à une cuve 3 de séparation solides/liquides.
La cuve 3 est reliée par une canalisation 4 à la partie inférieure d'un module 5 d'acheminement des matières solides provenant de la cuve 3 vers le haut en direction d'une unité 6 15 d'irradiation par micro-ondes. Au-dessus de l'unité 6 d'irradiation est disposé un extracteur 7 des gaz générés lors du t~altement aux micro-ondes.
Plus précisément, les matières solides en provenance de l'unité de traitement 6 sont acheminées au travers de 20 l'extracteur 7 par un conduit 8 qui aboutit à une cuve 9 de récupération des matières traitées dessiquées.
L'extracteur 7 est constitué d'une enceinte entourant le conduit 8 et destinée à récupérer les vapeurs véhiculées dans le conduit 8 et qui s'en échappent à hauteur de l'extracteur 7 25 par des passages ménagés à cet effet dans la paroi dudit conduit 8. Les vapeurs recueillies sont acheminées par une canaliisation calorifugée 10 dans une cuve 11 de condensation des vapeurs e~ eau. La condensation s'effectue à la pression atmosphérique, la cuve 11 étant mise ~ l'atmosphère par une 30 chemihée 12 comportant un filtre (non représenté), un extrateur-ventilateur 13 et un chapeau de ventilation 14.
La cuve 9 est une enceinte dans laquelle débouche le conduit 8 après traversée de l'extracteur 7. La cuve 9 est munie d'une trappe d'accès 15 permettant l'insertion dans la 35 cuve d'un sac de recueil des matières dessiquées acheminées par ledit conduit 8.
L'enceinte de la cuve 9 est reliée par une canalisation calorifugée 16 à la cheminée 12.
~2~9 , La canalisatlon recueille les vapeurs résiduelles à
l'intérieur de la cuve 9 et les évacue avec retour de l'eau de condensation vers la cuve 11.
La cuve 11 est par ailleurs reliée par une canalisation 5 17, munie éventuellement d'un filtre 18 et d'un surpresseur 19, à la cuvette 1 afin de réutiliser l'eau condensée pour le vidage et le nettoyage de la cuvette.
La cuve 3 est par ailleurs munie d'évents 20, d'un conduit 21 d'évacuation de ga~, d'une trappe d'accès 22 et d'un conduit 10 23 équipé d'un manchon de filtrage 24 chargé d'acheminer les parties liquides en provenance de la cuve 3 vers une cuve d'évaporation 25. Cette cuve, de conception classique, est équipée de résistances chauffantes électriques plongeantes chargées d'évaporer l'eau contenue dans le mélange eaux-urines 15 provenant de la cuve de séparation 3.
La cuve 25 est munie d'évents 26, d'un condult d'évacuation des gaz 27 et d'une canalisation 28 d'amenée des vapeurs dans la cuve de condensation 11. Une dérivation 29 munie d'une vanne 30 de régulation de vapeur relie la 20 canalisation 28 à la cheminée 12, en amont du filtre.
L'ensemble 5-6 de la figure 1 est par exemple conforme au dispositif représenté schématiquement sur la figure 2.
Sur cette figure 2 on a représenté en 31 un conduit vertical cylindrique dans lequel est disposée une vis 25 d'Archimède 32 mue par un ensemble moto-réducteur symbolisé en 33.
Le conduit 31 traverse une enceinte annulaire 34 formant guide ou applicateur d'ondes et concentrant les micro-ondes émises par un générateur 35 sur la matière transitant à
30 l'intérieur dudit conduit 31 dont la paroi est en un matériau approprié, par exemple du "Téflon", transparent vis à vis des mlcro-ondes.
La vis d'Archimède 32 ne s'étend pas ,usqu'à l'applicateur de micro-ondes 34.
L'installation de la figure 1 peut comporter une unité de traitement 6 constituée d'un applicateur 34 et d'un générateur 35 tels que représentés sur la figure 2 et un module 5 d'acheminement dans un conduit 31 des matières à traiter comprenant une vis d'Archimède 32 verticale actionnée par 2 ~ 2 ~
exemple par un moteur électrique 36 par l'intermédiaire d'une transmission appropriée 37.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le conduit 31, après traversée de l'applicateur 34, débouche dans un réservoir 5 etanche 38 mis à l'atmosphère par un conduit 39 muni d'un filtre 40.
Toujours dans le mode de réalisation de la figure 2 et contrairement au mode de réalisation de la figure 1, la totalité des parties solides et liquides des déjections amenées 10 par gravité par la canalisation 2 en provenance de la cuvette 1, est admise dans le module 31-32 d'acheminement des matières vers la zone de traitement aux micro-ondes. Toutefois, seules les matières solides sont prises en charge par la vis 32, la partie liquide étant évacuée à la partie inférieure du conduit 15 31 par une canalisation 41 en direction d'une cuve d'évaporation 42 analogue à la cuve 25 de la figure 1 et munie d'un conduit 43 d'évacuation des vapeurs avec filtre 44.
Le fonctionnement des moyens d'acheminement (5,31,32) des figures 1 et 2 des matières solldes en direction de l'espace, 20 délimité a l'intérieur du conduit 31, à hauteur de l'applicateur micro-ondes 34, d'irradiation desdites matières par des micro~ondes appropriées est le suivant.
La vis 32 pousse de manière continue les matières solides dans le conduit 31 en direction de l'applicateur à micro-ondes 25 34. Au cours de la traversée de la zone du conduit 31 entourée par l'applicateur 34, les matières subissent une ir~adiation aux micro-ondes telles qu'à la sortie de la zone irradiée les matières soient dans l'état de dessication désiré. Dans la présente application, il est souhaitable d'avoir des matières 30 aussi sèches que possible afin de réduire le volume des déchets solides, et de faci.liter leur manipulation ou conditionnement ultérieur.
Le générateur à micro-ondes 35 et son applicateur 34 sont des dispositifs connus. On peut utiliser par exemple comme 35 applicateur ceux décrits dans EP-0.252.542 ou tout autre syst~me ~ section rectangulaire ou carrée formant cavité de traitement, conforme aux normes en vigueur, en particulier concernant les fuites micro-ondes. A ce propos, des capteurs de fuites micro-ondes sont prévus, d'une part, à proximité du 2~2,3~9~
générateur 35 et, d'autre part, dans l'habitacle où est installée la cuvette 1.
La fréquence du générateur micro-ondes est par exemple de 2450 MHz, ou une autre des fréquences autorisées pour 5 l'appllcation industrielle, scientifique ou médicale. Un ou plusieurs générateurs à puissance restituée de 800 W, 1200 W ou plusieur KW sont utilisés. De même, il peut être prévu plusieurs applicateurs 34. Un même applicateur peut être relié
à plusieurs générateurs, de même que plusieurs ensembles 10 générateur-applicateur peuvent être places en parallèle et côte à côte autour du conduit 31.
La puissance de l'unité de génération de micro-ondes est calculée de telle sorte qu'elle permette le degré de dessication désiré des matières traitées, le débit de ces 15 dernières dans la zone du conduit 31 traversant le ou les applicateurs 34, déterminé et réglé par la vitesse de rotation de la vis 32, étant également un paramètre essentiel du traitement micro-ondes.
Ces divers paramètres dépendent bien entendu du volume de 20 déjections à traiter.
Dans l'installation de la figure 1, les matières dessiquées sont acheminées par le conduit 8 par la poussée exercée par les matières sous-jacentes elles-mêmes poussées par la vis 32, en direction de l'extracteur 7 chargé de collecteur 25 la vapeur d'eau engendrée au cours du traitement des matières.
Ensuite, les matières dessiquées sont poussées dans la cuve 9 où elles sont ensachées à la manière des poussières dans un sac d'aspirateur. Ainsi, les matières dessiquées sont enfermées dans un sac étanche facile à manipuler en vue de son 30 évacuation ou d'un éventuel traitement de récupération ultérieure.
~ans le mode de réalisation simplifié de la figure 2, les matieres dessiquées sont stockées dans le réservoir 38 et récupérées par l'intermédiaire d'une trappe de visite 45.
Dans l'installation de la figure 1 l'unité 5 ne reçoit que les matières solides en provenance de la cuve 3. sur la ~igure 3 on a représenté schématiquement un mode de réalisation d'une telle cuve.
Celle-ci est constituée d'une enceinte cylindrique 46 40 d'axe vertical, munie en son centre d'une trappe d'accès 47 2~8~
permettant notamment la mise en place d'un filtre cylindrique central 48. L'espace annulaire interne de l'enceinte ~6 est divisé en deux parties par une grille 49 de forme tronconique délimitant un espace inférieur 50 de collecte de la partie 5 liquide 51 (urine et eau) des déjections et un espace supérleur 52 de collecte des pa~ties solides.
Les déjections (mélange solides/liquides) sont introduites dans l'enceinte ~6 par un conduit (2 dans le mode de réalisation de la figure 1) ou par plusieurs si la même 10 installation traite les déjections de plusieurs cuvettes xeliées à la même cuve 3.
La partie liquide 51 est évacuée par le conduit 23 relié à
ladite cuve d'évaporation 25.
La partie solide 53 est dirigée par le conduit 4 à l'unité
15 de traitement (5,6). Il est à noter que l'inclinaison de la grille 49 a tendance à pousser par un effet de coin les matières solides 53 vers l'extérieur, en direction de l'orifice du conduit 4.
La cuve d'évaporation 25, dont la structure et le 20 fonctionnement sont bien connus, permet de récupérer l'eau par condensation de la vapeur amenée par la canalisation 28 dans la cuve de condensation 11.
L'eau ainsi récupérée est avantageusement recyclée vers la cuvette 1 par exemple, ce qui permet de faire fonctionner 25 l'installation de manière autonome sans nécessité de la relier à un réseau extérieur de fourniture d'eau.
Eventuellement, un simple réservoir d'eau d'appoint (non rep~ésenté) peut être prévu dans l'installation.
Alors que dans le mode de réalisation de la ~igure 1, 30 seules les matières solides sont envoyées vers la vis d'~cheminement 32, dans le mode de réalisation de la figure 2, c'est l'ensemble solides/liquides qui est admis directement, par la canalisation 2, dans le logement de la vis 32.
L'évacuation de la partie liquide se fait par gravité à
35 l'extrémité inférieure du conduit 31, par la canalisation 41.
Dlune manière générale, la vis 32 est mise en service automatiquement grâce à un capteur de présence de matière disposé à proximité du débouché du conduit (4, figure 1 ; 2, figure 2) d'introducti.on des matières à traiter dans le 40 logement de la vis 32, un tel capteur étant symbolisé en 54 sur 2~2~99 la figure 2 et relié (55~ a l'ensemble moto-réducteur 33 (36,37) de commande de la vis. Un tel capteur 54 peut être placé dans la cuve 3 (figure 3) en un endroit approprié.
Si seules les matières solides sont à envoyer ~ans le 5 module d'acheminement 5, ]es matières liquides peuvent être séparées avant introduction dans le module 5 par tous moyens appropriés, avec récupération et recyclage de l'eau ou simple élimination.
Il est à noter qu'une telle séparation n'est pas 10 indispensable, le mélange solides/liquides pouvant être traité
sans séparation dans l'unité 6, le ou les générateurs de micro-ondes étant réglés en conséquence, les vapeurs d'eau recueillies par l'extracteur 7 et complémentairement par l'enceinte 9 étant simplement plus importantes en quantité.
15 L'eau de condensation est soit récupérée et recyclée, soit éliminée par tous moyens appropriés.
Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, la vis 32 est dlsposée à la verticale mais elle pourrait être agencée différemment et être, par exemple, inclinée ou à l'horizontale.
La figure 4 illustre une variante d'application du procédé
de l'invention au traitement de grandes quantités de déjections et tout particulièrement de déjections animales.
La figure 4 représente schématiquement une installation de traitement en cascade comprenant une trémie 56 de récept~on des 25 matieres (solides et liquides mélangés) à traiter, une trémie 57 de ~éception des matières dessiquées après traitements aux micro-ondes operés dans une pluralité d'unités en série 58a, 58b, etc... en nombre variable.
Chaque unité 58a, 58b, etc..., comprend au moins un 30 conduit d'acheminement horizontal 59 muni par exemple d'une vis d'Archimède analogue à celle du dispositif de la figure 2, entraînée par un moto-reducteur 60. Chaque conduit 59 relie une trémie amont à une trémie aval. Sur la figure 4 sont ~ep~esentées, outre les deux trémies d'extrémité 56,57, deux 35 trémies intermédiaires 61 et 62 respectivement.
Chaque conduit 59 est équipé d'au moins un ensemble générateur-applicateur de micro-ondes 6i et d'au moins un extracteur de vapeurs 64 entourant le conduit 59 qui est, à ce niveau, muni de perforations ou analogues dans sa paroi pour 40 l'extraction des vapeurs.
202~D~9 Les extracteurs 64 sont reliés par des conduits 65 à une unité Inon représentée) de condensation pour la récupé~ation et l'éventuel recyclage de l'eau extraite des matières traitées.
Dans le schéma de la figure 4, chaque unité 58a,58~,etc...
5 comporte un seul conduit 59, un seul ensemble générateur-applicateur 63 et un seul extracteur 64, mais on peut prévoir un seul conduit 59 et plusieurs dispositi~s 63 et 6~ côte à
côte, ou bien plusieurs conduits 59 en parallèle avec chacun un ou plusieurs dispositifs 63 et un ou plusieurs dispositifs 64.
Le dispositif extracteur 64 peut être constitué par exemple par une chambre d'application de micro-ondes du type équlpant le dispositif 63 et dont l'entrée, au lieu d'être raccordée à un générateur micro-ondes serait reliée au conduit d'extraction 65, le conduit 59 étant bien entendu muni de 15 perforations ou passages dans sa paroi à hauteur de cette chambre d'application.
Chaque trémie intermédiaire 61,62 comporte, en partie haute, un orifice de déversement du conduit 59 de l'unité de traitement amont et, en partie basse, la vis d'acheminement de 20 l'unité de traitement aval.
De plus, chaque trémie intermédiaire 61,62 est coiffée dluh collecteur 66 d'extraction des vapeurs également relié à
ladite unité de condensation.
Les parametres des unités de traitement 58a,58b,etc..., à
25 savoi~ fréquence des micro-ondes, débit des matieres dans le ou les conduits 59, sont réglés de façon que la matière déversée dans la trémie finale 57 ait le degré de dessication désiré, les degrés de dessication des matières dans les trémies intermédiaires 61,62 étant intermédiaires entre celles des 30 états respectivement initiaux et finaux des matières traitées.
Une telle installation permet le traitement de quantités importantes de déjections notamment d'origine animale.
Les matières dessiquées se trouvent en vrac dans la ou les trémies 57 et sont évacuées par tous moyens appropriés à des 35 fins d'élimination, retraitement ou recyclage.
Par ailleurs, sans sortir du cadre de l'invention, on peut imaginer tout autre moyen qu'une vis d'Archimède pour acheminer dans les conditions requises de débit contrôlé les matières à
traiter dans ]'espace d'application des micro-ondes, lequel 40 espace peut avoir une configuration géométrique différente 2~2~
1.0 selon la nature du moyen d'acheminement et la morphologie du conduit d'ache~.inement des matières.
Enfin, la séparation solides/gaz en aval du traitement aux micro-ondes peut s'opérer d'une autre manière que par 5 extraction de vapeur et condensation de l'eau à la pression atmosphérique, à la manière connue, comme c'est le cas dans l'installation de la figure 1.
.
Claims (15)
1. Procédé de traitement des déjections humaines ou animales par micro-ondes, caractérisé en ce qu'il consiste à
soumettre au moins les parties solides des déjections à traiter à une irradiation par micro-ondes dans des conditions contrôlées en sorte qu'en fin de traitement desdites parties celles-ci aient atteint un degré de dessication prédéterminé.
soumettre au moins les parties solides des déjections à traiter à une irradiation par micro-ondes dans des conditions contrôlées en sorte qu'en fin de traitement desdites parties celles-ci aient atteint un degré de dessication prédéterminé.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les déjections à traiter, à savoir les parties solides seules ou en mélange avec les parties liquides, sont contraintes de défiler dans un espace déterminé soumis aux irradiations micro-ondes, dans des conditions de débit déterminées de façon à obtenir le degré désiré de dessication des matières traitées à la sortie de la zone d'irradiation.
3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on recueille la vapeur d'eau dégagée au cours du traitement aux micro-ondes en vue d'un éventuel recyclage ou récupération de l'eau de condensation.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on recueille lesdites matières dessiquées et on les conditionne en vue de leur élimination ou d'un traitement ultérieur.
5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que seules les parties solides sont traitées aux micro-ondes, les parties liquides étant séparées avant le traitement et soumises à évaporation pour recueillir l'eau en vue de son éventuel recyclage ou récupération.
6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (34,35) pour engendrer et appliquer des micro-ondes dans un espace confiné déterminé, disposé sur la trajectoire de déplacement des matières à traiter et des moyens (31,32) pour déplacer lesdites matières suivant ladite trajectoire à un débit contrôlé réglable et de façon à irradier la totalité des matières.
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens pour engendrer et appliquer les micro-ondes sont constitués par au moins un générateur de micro-ondes (35) associé à au moins un applicateur de micro-ondes (34) entourant un conduit (31) dans lequel circule les matières à
traiter, ledit conduit étant, au moins au niveau dudit applicateur, transparent vis à vis des micro-ondes.
traiter, ledit conduit étant, au moins au niveau dudit applicateur, transparent vis à vis des micro-ondes.
8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ledit conduit (31), en amont dudit applicateur de micro-ondes (34), est muni d'une vis transporteuse (32) mue par des moyens moteurs appropriés (33 ; 36,37), les matières à traiter étant acheminer dans le logement (31) de la vis (32), dans la zone amont de celle-ci, par au moins une canalisation (2;4).
9. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les matières, immédiatement en sortie de l'espace d'irradiation, passent dans un extracteur de vapeurs (7) relié à une cuve de condensation (11) mise à l'atmosphère par une cheminée (12) munie d'un filtre.
10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'à la sortie dudit extracteur de vapeurs (7), les matières dessiquées sont recueillies et ensachées dans une enceinte fermée (9) munie d'une trappe d'accès (15) et d'une canalisation (16) de récupération des gaz reliée à ladite cuve de condensation (11).
11. Dispositif suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la cuve de condensation (11) est munie d'un circuit (17 à 19) de récupération et recyclage de l'eau de condensation.
12. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve (3) de séparation solides/liquides reliée, d'une part, à une ou plusieurs sources (1) de déjections à traiter, d'autre part, auxdits moyens (5,6; 31 à 35) d'acheminement et traitement aux micro-ondes des matières solides et, enfin, à un circuit d'évacuation ou traitement des matières liquides (23-25).
13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que ladite cuve (3) de séparation solides/liquides est constituée d'une enceinte cylindrique d'axe vertical (46) munie d'un filtre central (48), d'une grille (49) de séparation solides/liquides de forme tronconique, coaxiale à ladite enceinte (46), d'au moins un orifice d'évacuation (23) des liquides, disposé en dessus de ladite grille, d'au moins un orifice d'évacuation (4) des solides, disposé au dessus de ladite grille et d'au moins un orifice d'introduction (2) des matières solides et liquides à traiter, disposé également au dessus de ladite grille.
14. Dispositif suivant la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le circuit d'évacuation des liquides comporte une cuve d'évaporation (25) munie d'un circuit (28) de récupération de vapeur d'eau relié à ladite cuve de condensation (11).
15. Dispositif suivant la revendication 6, plus particu-lièrement destiné au traitement de grandes quantités de déjections, caractérisé en ce qu'il comporte une trémie (56) d'introduction des matières à traiter, une trémie (57) de réception de matières dessiquées, une pluralité de trémies intermédiaires (61,62) et une pluralité d'unités de traitement micro-ondes en série (58a,58b), chaque unité comprenant au moins un conduit d'acheminement (59) avec ses moyens d'acheminement (60), au moins un ensemble générateur-applicateur de micro-ondes (63) et au moins un extracteur de vapeurs (64) et chaque trémie intermédiaire (61,62) étant munie d'un collecteur de vapeurs (66).
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