FR2724586A1 - Procede et installation de traitement d'un materiau humide, notamment d'une boue d'epuration - Google Patents

Abstract

L'invention concerne le traitement d'un matériau humide, notamment d'une boue, en vue de sa valorisation. Le matériau humide est d'abord séché par l'action d'énergies essentiellement naturelles pour donner un matériau séché, celui-ci étant ensuite soumis à une opération de séparation sélective, par exemple au moyen d'une installation (20), sous l'action d'un courant gazeux, dans des conditions contrôlées pour donner des constituants légers entraînés par le courant gazeux et séparés ensuite dans un cyclone (37), ainsi que des constituants lourds évacués par une ouverture de sortie (41). Application au traitement de boues résiduaires, d'ordures ménagères, etc.

Description

Procédé et installation de traitement d'un matériau humide.

notamment d'une boue d'éDuration
L'invention concerne un procédé et une installation pour le traitement d'un matériau humide, notamment d'une boue d'épuration, en vue de sa valorisation.

Au sens où il est utilisé présentement, le terme "matériau humide entend désigner un matériau naturel, élaboré ou de rejet à teneur plus ou moins élevée en humidité, qui n'est généralement pas valorisé.

Comme matériaux humides susceptibles d'être traités conformément à l'invention, on peut citer ceux de la liste non limitative suivante - les boues à teneur élevée en humidité, comme les boues de stations d'épuration des eaux usées, les boues industrielles, les boues de lavage, les boues de pompage, etc.; - les matériaux de carrières ou de terrassement, les graves argileuses et autres matériaux minéraux dont il convient de séparer les fines; - les ordures ménagères, les balayures et les résidus de voirie; - les cendres et les mâchefers; - les déchets de l'agriculture ou de l'industrie agro-alimentaire, et notamment les produits de lavage des fumiers; - les lixiviats, produits de lixiviation et autres rejets aqueux similaires; - les déchets inertes; - les sous-produits de l'industrie; et - les matériaux de mines, notamment le charbon et l'or.

Ces matériaux humides posent un certain nombre de problèmes de traitement, qu'il s'agisse de matériaux à faible valorisation dont on souhaite simplement se débarrasser, que de matériaux à forte valorisation dont on souhaite séparer certains constituants intéressants.

Pour la séparation des constituants de ces matériaux humides, on a fait essentiellement appel jusqu'à présent à des traitements par voie humide, fondés sur des différences de dimensions ou de densité des constituants des matériaux à traiter, fondés sur des méthodes de lavage ou sur des méthodes chimiques ou physico-chimiques.

Ces procédés de traitement traditionnels ne sont pas satisfaisants du fait qu'ils nécessitent des quantités d'eau élevées et qu'ils donnent en outre naissance, en dehors des constituants recyclables, à des sous-produits non valorisables qui sont généralement envoyés à la décharge, et à de l'eau polluée, avec tous les risques de pollution de l'envi- ronnement qui en résultent.

Un autre problème important rencontré dans le traitement de ces matériaux humides est celui de leur séchage. Ceci est le cas notamment des boues comme celles qui proviennent des stations d'épuration.

Comme ces boues ont une teneur élevée en eau, il convient de séparer cette eau sous forme d'eau propre pour obtenir des produits secs ou à faible teneur en humidité.

Ces derniers produits comprennent généralement des déchets et/ou des fertilisants agricoles. Les déchets sont, soit envoyés à la décharge, soit incinérés.

De façon générale, le séchage des boues de stations d'épuration des eaux usées nécessite des installations complexes et/ou une main-d'oeuvre élevée.

Ainsi, certaines stations d'épuration font appel à des lits de séchage ou lits filtrants qui entraînent des problèmes d'odeurs et de colmatage et qui en outre requièrent une main-d'oeuvre importante pour le raclage.

D'autres stations font appel à des traitements par décantation puis épaississement et pressage dans des filtres.

De telles stations nécessitent des équipements importants et des coûts d'entretien élevés.

L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités.

C'est en particulier un but de l'invention de procurer un procédé et une installation de traitement permettant de valoriser une large gamme de matériaux humides, avec une dépense minimale en énergie et sans risques de pollution pour l'environnement.

C'est encore un but de l'invention de procurer un tel procédé et une telle installation qui permettent de réaliser le séchage d'un matériau humide dans des conditions optimales et sans risques de pollution à l'égard de l'environne- ment.

C'est également un but de l'invention de procurer un tel procédé et une telle installation qui sont particulièrement économiques à mettre en oeuvre.

L'invention propose à cet effet un procédé de traitement d'un matériau humide, notamment d'une boue, en vue de sa valorisation, qui comprend les opérations suivantes - séchage du matériau humide par l'action d'énergies essentiellement naturelles pour donner un matériau séché; - séparation sélective des constituants du matériau ainsi séché, par criblage et sous l'action d'un courant gazeux, dans des conditions opératoires contrôlées, pour donner des constituants légers entraînés par le courant gazeux et des constituants lourds non entraînés par le courant gazeux; et - répétition éventuelle de l'opération de séparation sélective sur les constituants lourds et/ou les constituants légers de l'opération précédente, mais dans des conditions opératoires différentes.

Le procédé de l'invention repose ainsi sur la combinaison d'une opération de séchage et d'au moins une opération de séparation sélective sous l'action d'un courant gazeux.

Le mélange de gaz et de matériaux subit alors des opérations de cyclonage et/ou de séparation (type séparateur de poussières) afin de récupérer les éléments voulus (en fonction de la granulométrie, de la densité, ou de propriétés électroniques ou magnétiques).

L'opération de séchage s'effectue sous l'action d'énergies essentiellement naturelles, c'est-à-dire principalement ou exclusivement du soleil et du vent, pour donner un matériau séché qui est prêt à être utilisé pour la ou les opérations ultérieures de séparation sélective.

De préférence, on effectue au moins deux opérations de séparation sélective en choisissant à chaque fois des conditions opératoires différentes pour obtenir des seuils de coupure différents entre les constituants lourds et les constituants légers. Le nombre d'opérations dépend du résultat recherché.

Ces seuils de coupure tiennent compte des différences de dimensions et/ou de densité des matériaux à séparer.

Les éléments lourds sont récupérés directement à l'issue de l'opération de séparation et sont soit utilisés tels quels pour une opération de séparation sélective ultérieure, soit récupérés en tant que déchets pour être envoyés à la décharge ou en tant que produits recyclables.

Les éléments légers sont, quant à eux, aspirés par le courant gazeux et sont ensuite séparés de celui-ci pour un traitement ultérieur éventuel.

L'opération préalable de séchage comprend avantageusement l'épandage du matériau de rejet pour son séchage sous l'action combinée du vent et du soleil.

Cet épandage peut se faire selon une voie traditionnelle en déposant une couche du matériau sur un lit d'épandage, l'opération d'épandage étant éventuellement précédée ou suivie d'une opération de broyage.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'épandage du matériau humide est effectué sur un terrain présentant une pente suivant au moins une direction, et de préférence suivant deux directions perpendiculaires.

Il en résulte que, en cas de pluie, l'eau ruisselle sur le matériau ainsi épandu, sans pénétrer dans celui-ci, ce qui facilite le séchage.

Avantageusement, l'épandage comprend le régalage d'une couche mince du matériau humide à sécher sur une couche sèche préexistante et le mélange de cette couche mince et de la couche préexistante.

Le mélange de ces deux couches donne un matériau cohérent dont la teneur en eau est inférieure à la limite de plasticité et dont la portance permet le passage d'engins, comme des camions, ce que ne permettent pas les lits d'épandage traditionnels.

Le matériau ainsi mélangé est avantageusement scarifié par des socs et/ou des disques en fonction du résultat recher ché, notamment de la finesse et de la teneur en eau du matériau et des conditions météorologiques.

Par ailleurs, l'épandage du matériau de rejet à sécher sur une couche sèche préexistante facilite et accélère le séchage.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on ajoute de la chaux vive à la couche mince épandue, préalablement au mélange avec la couche préexistante.

La chaux vive permet notamment d'accélérer le séchage, en particulier pendant la période hivernale, tout en stabilisant le mélange en détruisant les micro-organismes. En outre, la chaux vive a un pouvoir floculant.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on ajoute un additif à grande surface d'échange à la couche mince épandue, préalablement au mélange avec la couche préexistante.

L'utilisation d'un tel additif permet d'augmenter la surface d'échange et donc d'améliorer le séchage.

Un tel additif s'avère particulièrement intéressant dans le cas d'un matériau très humide, par exemple d'une boue très liquide, pour diminuer artificiellement la teneur en eau globale et en augmentant la surface d'échange.

On a avantage à utiliser, en tant qu'additif, un matériau recyclable susceptible d'être récupéré après séchage, par exemple des billes ou des granulats calibrés.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend au moins une opération de calibrage effectuée sur le matériau séché, préalablement à l'opération de séparation sélective, au moyen d'une grille de calibre donné pour fournir, d'une part des éléments ayant traversé la grille et propres à être soumis à l'opération de séparation sélective, et d'autre part des éléments retenus par la grille et propres à être triés ou broyés.

De préférence, on fait appel à plusieurs opérations de calibrage en commençant par une grille de gros calibre et en diminuant progressivement le calibre de la grille au fur et à mesure des opérations de calibrage.

Ces opérations de calibrage permettent ainsi de séparer des constituants de grande dimension qui peuvent être récupérés comme tels ou être éventuellement broyés, et cela en fonction de la nature du matériau de rejet.

A l'issue de la ou des opérations de calibrage, on dispose d'un matériau séché et calibré facilitant la mise en oeuvre de la ou des opérations de séparation sélective appliquées ultérieurement.

Le matériau ainsi calibré se comporte alors comme un mélange de constituants légers et de constituants lourds qui sont soumis à l'opération de séparation sélective.

Cette séparation s'effectue de façon sélective, les constituants lourds étant traités comme des granulats recueillis séparément des constituants légers qui sont mis en suspension dans le courant gazeux et entraînés avec lui.

L'action du courant gazeux permet d'exercer un "lavage" ou "élutriation" du matériau traité.

La sélection ainsi opérée dépend notamment de la nature du courant gazeux et des conditions opératoires, cest-à-dire essentiellement de la pression et de la température de ce courant gazeux.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, on utilise un courant d'air comprimé dans des conditions de pression et de température contrôlées.

Les constituants légers entraînés par le courant gazeux sont ensuite de préférence soumis à un cyclonage pour permettre leur séparation du courant gazeux lui-même.

Dans une forme de réalisation de l'invention, le procédé est appliqué au traitement d'ordures ménagères en tant que matériau de départ. Le matériau humide est avantageusement soumis à au moins une opération de calibrage avec tri préalable des constituants ferreux, puis à au moins trois opérations de séparation sélective afin de récupérer successivement les papiers et matières analogues, les matières plastiques, différents métaux, et enfin les constituants restants.

Sous un autre aspect, l'invention concerne une installation pour la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment, cette installation comprennent une enceinte munie d'une entrée d'alimentation pour le matériau séché à traiter, d'au moins une arrivée pour le courant gazeux, d'une première sortie pour le courant gazeux et les constituants légers entraînés avec lui, et d'une seconde sortie pour les constituants lourds non entraînés par le courant gazeux.

Une telle installation peut revêtir différentes formes.

Dans une forme de réalisation, l'enceinte est à disposition générale verticale avec un fond et un sommet. L'alimentation du matériau à traiter s'effectue à partir d'une région proche du sommet tandis que l'arrivée du courant gazeux s'effectue à partir du fond de l'enceinte. La première sortie est située au sommet de l'enceinte tandis que la seconde sortie est placée au fond de l'enceinte, en sorte que le courant gazeux circule de bas en haut.

Avantageusement, cette enceinte est munie de cloisons intérieures inclinées formant chicanes propres à permettre l'écoulement du matériau à traiter.

Dans une autre forme de réalisation, l'enceinte est réalisée sous la forme d'un cylindre d'axe horizontal ou légèrement incliné, monté à rotation autour de son axe, l'entrée d'alimentation du matériau de rejet à traiter et l'arrivée du courant gazeux étant placées à une première extrémité du cylindre, tandis que la première sortie et la seconde sortie sont placées à une seconde extrémité du cylindre.

Dans cette forme de réalisation, l'enceinte est avantageusement munie d'au moins une cloison interne en forme d'hélice propre à faire avancer le matériau depuis la première extrémité jusqu'à la seconde extrémité lorsque l'enceinte est entraînée en rotation autour de son axe.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'entrée d'alimentation pour le matériau à traiter et l'arrivée d'air sont formées toutes deux dans une trémie fixe reliée à la première extrémité du cylindre, l'entrée d'alimentation étant munie d'une grille de calibrage.

Avantageusement, l'installation comprend un réceptacle fixe raccordé à la seconde extrémité du cylindre et dans lequel sont formées la première sortie et la seconde sortie, la première sortie étant située sensiblement dans l'axe du cylindre et la seconde sortie étant orientée vers le bas.

Quelle que soit la forme de réalisation, la première sortie pour le courant gazeux et les constituants légers est raccordée avantageusement à un cyclone pourvu d'un évent pour le courant gazeux et d'une ouverture de sortie pour les constituants légers.

Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'une installation de traitement dans une forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une représentation schématique d'une installation de traitement dans une autre forme de réalisation; - la figure 3 est un détail de la figure 2; et - la figure 4 est un organigramme des différentes opérations de traitement d'un procédé selon l'invention appliqué au traitement des ordures ménagères.

On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente une installation 1 pour le traitement d'un matériau humide, préalablement séché, en vue de la séparation sélective de ses constituants.

L'installation 1 comprend une enceinte 2 de forme générale cylindrique d'axe vertical, posée sur le sol par l'intermé- diaire de pieds 3.

L'enceinte 2 comprend un fond tronconique 4 délimitant une ouverture centrale 5 et un sommet tronconique 6 muni en son centre d'une ouverture de sortie 7.

Dans une paroi latérale de l'enceinte 2 est prévue une entrée d'alimentation 8 située à proximité du sommet 6.

Par l'entrée 8 est introduite l'extrémité supérieure d'un tapis roulant incliné 9 pour l'alimentation du matériau à traiter, préalablement séché.

Sous le fond 4 de l'enceinte 2 est disposé un tapis roulant horizontal 10 pour l'évacuation de certains constituants du matériau, après séparation.

L'enceinte 2 est munie de cloisons intérieures inclinées formant chicanes et comprenant des cloisons 11 reliées à la paroi intérieure de l'enceinte et des cloisons 12 prévues dans la région centrale de l'enceinte et fixées à la paroi de cette dernière par l'intermédiaire de poutrelles horizontales 13 et de supports 14.

L'installation 1 comprend en outre un cyclone 15 raccordé à l'ouverture de sortie 7 par une canalisation et muni d'un évent 16 et d'une ouverture de sortie 17.

L'installation 1 comprend en outre un compresseur C propre à produire un courant gazeux comprimé, par exemple un courant d'air comprimé, et à l'introduire dans l'enceinte à partir de l'ouverture d'entrée 5.

En outre, l'enceinte est munie d'arrivées latérales d'air 18 et de sorties latérales d'aspiration 19.

L'installation de la figure 1 fonctionne de la façon suivante.

Le matériau humide de départ à traiter, qui a été préalablement séché sous l'action d'énergies essentiellement naturelles, est introduit dans l'enceinte par le tapis roulant 9 au travers de l'entrée 8.

A titre d'exemple, le matériau à traiter peut comporter des granulats et des fines.

Le matériau est déversé à l'intérieur de l'enceinte et il subit l'action, à contre-courant, du courant gazeux (flèche
A) qui se déplace de bas en haut et qui assure ainsi un "lavage" ou "élutriation" du matériau.

En fonction de la nature du matériau et des conditions opératoires, notamment de la nature du courant gazeux, de sa pression et de sa température, le matériau est séparé en constituants légers qui sont aspirés par le courant gazeux et envoyés dans le cyclone 15 où s'effectue la séparation entre le courant gazeux et les constituants légers. Le courant gazeux s'échappe par l'évent 16, tandis que les constituants légers (fines, poussières, etc.) sont évacués par l'ouverture de sortie 17.

Les constituants lourds (granulats G), qui ne sont pas entraînés par le courant gazeux, s'écoulent sur les parois intérieures 11, 12 du silo jusqu'à l'ouverture de sortie 5 où ils sont pris en charge par le tapis roulant. Ce dernier reçoit ainsi des constituants lourds et propres (dans l'exemple des granulats).

L'installation 1 peut être utilisée pour traiter différents types de matériaux départ.

On se réfère maintenant à la figure 2 qui montre une installation 20 comportant une enceinte 21 réalisée sous la forme d'un cylindre circulaire d'axe XX disposé horizontalement, le cylindre étant monté à rotation autour de son axe par des moyens (non représentés).

L'enceinte cylindrique 21 comporte une première extrémité 22, ou extrémité d'entrée, et une seconde extrémité 23 ou extrémité de sortie. L'enceinte 21 est guidée en rotation par une première série de galets 24 prévus proches de la première extrémité et une autre série de galets 24 prévus proches de la seconde extrémité 23.

Comme montré à la figure 3, un galet 24 est porté par un support 25 et monté à rotation autour d'un axe parallèle à l'axe XX.

Les galets 24 coopèrent avec l'extrémité 22 qui a une forme cylindrique resserrée.

L'enceinte 21 est munie d'une cloison interne 26 en forme d'hélice qui s'étend entre les deux extrémités 22 et 23.

L'installation 20 comprend en outre une trémie fixe 27 munie, à sa partie supérieure, d'une entrée d'alimentation 28 équipée d'une grille de calibrage GC possédant une ouverture de maille déterminée.

La trémie 27 comprend en outre un conduit qui aboutit à un embout 29 de forme générale cylindrique qui est introduit dans l'extrémité 22 de l'enceinte 21. L'embout 29 comprend en outre, à sa partie inférieure, une arrivée 30 pour un courant gazeux.

A l'intérieur de la trémie 27 est placée une cloison inclinée 31 qui s'étend à partir du conduit et jusqu'à l'entrée de l'enceinte cylindrique.

L'installation 20 comprend en outre un réceptacle fixe 32 raccordé à la seconde extrémité 23 de l'enceinte cylindrique 21.

Le réceptacle 32 comporte un embout d'entrée 33 d'axe XX dans lequel est introduite l'extrémité 23 de l'enceinte 21.

Le réceptacle 32 comporte une paroi tronconique 34 d'axe XX munie d'une sortie 35 située sensiblement dans l'axe XX et reliée, par l'intermédiaire d'un conduit 36, à un cyclone 37 semblable à celui représenté à la figure 1.

Le cyclone 37 est muni d'un évent 38 et d'une ouverture de sortie 39.

Le réceptacle 32 comporte en outre un fond tronconique 40 muni, à sa base, d'une ouverture de sortie 41.

Par ailleurs, une entrée 42 est formée dans la paroi tronconique pour permettre l'arrivée d'un courant gazeux, par exemple de l'air.

Le dispositif de la figure 2 fonctionne de la façon suivante. Le matériau humide à traiter, préalablement séché, est introduit par l'entrée d'alimentation 28 au travers de la grille de calibrage GC qui retient les constituants de taille supérieure au calibre de la grille.

Le matériau à traiter s'écoule dans la trémie 27 puis le long de la paroi inclinée 31 avant de pénétrer dans l'en- ceinte 21.

Le matériau à traiter est soumis à une double action. I1 est entraîné par la cloison 26 en forme d'hélice qui tend à amener le matériau vers l'autre extrémité 23. I1 est également soumis à l'action du courant gazeux introduit par l'arrivée 30.

Il en résulte que le matériau est séparé en des constituants légers qui sont entraînés par le courant gazeux et des constituants lourds qui sont entraînés par la cloison hélicoïdale 26. Le matériau ainsi séparé parvient à l'inté- rieur du réceptacle 32 où il subit à nouveau l'action d'un courant gazeux introduit par l'entrée 42. Ce courant gazeux est de préférence le même que celui introduit par l'entrée 30, par exemple de l'air comprimé.

Le courant gazeux et les constituants légers sont introduits dans le cyclone 37 où ils subissent une séparation analogue à celle décrite précédemment pour la figure 1.

Par ailleurs, les constituants lourds s'écoulent par l'ouverture de sortie 41 du réceptacle 32.

Les dimensions de l'enceinte 21 (diamètre et longueur) sont fonction du débit à traiter et de la nature des matériaux à traiter.

Par ailleurs, la coupure de séparation entre les constituants légers et les constituants lourds dépend du dosage des débits gazeux introduits par les entrées 30 et 42, le courant gazeux introduit par l'entrée 42 créant une aspiration tendant à amener le courant gazeux et les constituants légers vers le cyclone.

On se réfère maintenant à l'organigramme représenté à la figure 4.

Les ordures ménagères OM sont soumises à une première opération de calibrage C1 avec une grille de calibre 500 mm.

A l'entrée de la grille, un dispositif de tri magnétique permet de retenir les matériaux ferreux Fe qui sont évacués par une ligne 50.

Les constituants retenus par la grille sont évacués par une ligne 51 et soumis à une opération de tri manuel TM. Les constituants de très grandes dimensions (ligne 52) sont soumis à une opération L1 de lavage à l'eau en vue d'un recyclage R1, l'eau étant elle-même recyclée.

Les constituants de plus faibles dimensions provenant de l'opération de tri manuel TM sont envoyés par une ligne 53 vers une opération de broyage B1 et retournés ensuite à l'entrée de la grille pour l'opération C1.

Les constituants ayant traversé la grille de l'opération C1 sont envoyés, au travers d'une ligne 54, vers une seconde opération de calibrage C2 au moyen d'une grille d'un calibre de 250 mm. Avant l'entrée de la grille, les constituants sont soumis à une nouvelle opération de tri magnétique pour récupérer les matériaux ferreux au travers d'une ligne 55.

Les constituants non retenus par la grille de l'opération C2 sont envoyés par une ligne 56 pour une autre opération de tri manuel TM. Les constituants de grandes dimensions provenant d'une ligne 57 sont soumis à une opération de lavage à l'eau L2 en vue d'un recyclage R2.

Les constituants de plus petites dimensions sont envoyés au travers d'une ligne 58 à une opération de broyage B2 avant d'être introduits pour l'opération C2.

Les constituants non retenus par la grille à l'opération C2 sont envoyés par une ligne 59 et soumis à une nouvelle opération de calibrage C3 avec une grille de calibre 100 n.

Préalablement à cette troisième opération de calibrage, une opération de tri magnétique permet d'envoyer par une ligne 60 les matériaux ferreux Fe ainsi retenus.

Les constituants volumineux non retenus par la grille à l'opération C3 sont envoyés au travers d'une ligne 61 pour subir de nouvelles opérations de tri, broyage et lavage (non représentées pour simplifier le dessin).

Les constituants de plus faibles dimensions ayant traversé la grille sont envoyés, par une ligne 62, vers une presse P.

Avant entrée dans la presse, un autre dispositif de tri magnétique permet de séparer les autres matériaux ferreux qui sont évacués par une ligne 63.

A partir de la presse P, on obtient une eau E à recycler (ligne 64) et un matériau pressé qui, par une ligne 65, est soumis à une première opération de séchage S1 par des énergies naturelles.

Après séchage, le matériau subit une nouvelle opération de tri magnétique, les matériaux ferreux ainsi obtenus étant évacués par une ligne 66.

Les matériaux issus du premier séchage sont envoyés par une ligne 67 vers une opération de traitement sélectif par voie sèche TVS1 qui peut être effectuée, par exemple, au moyen d'un dispositif analogue à celui de la figure 1 ou de la figure 2.

L'opération de traitement sélectif TVS1 donne, d'une part des constituants légers (papiers, matières plastiques, etc.) évacués par une ligne 68, et d'autre part des constituants lourds évacués par une ligne 69.

Les constituants légers sont soumis à une opération de traitement par voie humide TVH, d'où il résulte des papiers et des lixiviats recueillis par une ligne 70 et des matières plastiques, du bois, etc., recueillis par une ligne 71. Ces derniers constituants sont soumis à une opération de lavage
L3 puis à une opération de séchage S4 (par source naturelle). Les matériaux ainsi séchés sont envoyés par une ligne 72 vers une opération de traitement par voie sèche finale TVS4.

Les constituants lourds de la ligne 69 sont soumis à une opération de tri magnétique, ce qui donne des matériaux ferreux évacués par une ligne 73.

Les constituants lourds sont soumis à une deuxième opération de séchage S2 puis envoyés à une deuxième opération de traitement par voie sèche TVS2, d'où il résulte des constituants légers (ligne 74) et des constituants lourds (ligne 75).

Les constituants légers sont envoyés vers un crible CR, d'où il résulte des éléments grossiers envoyés vers un incinérateur I par une ligne 76 et des éléments fins envoyés par une ligne 77 à la ligne 75. Les éléments fins provenant de la ligne 75 sont envoyés à une troisième opération de séchage S3 à l'aide de sources d'énergie naturelle puis, de là, soumis à une troisième opération de traitement par voie sèche TVS3.

De cette opération, il résulte des constituants légers (ligne 78) et des éléments lourds (ligne 79). Les constituants lourds sont soumis à l'opération TVS4 (finale), d'où il résulte, d'une part des déchets ultimes renvoyés à une décharge D par une ligne 80, et d'autre part des constituants envoyés vers un recyclage R par une ligne 81.

Dans l'organigramme de la figure 4, on peut utiliser pour chacune des opérations de traitement par voie sèche (TVS1, TVS2, TVS3 et TVS4) une installation du type représenté à la figure 1 ou à la figure 2.

Les opérations de séchage s'effectuent à chaque fois à l'aide de sources d'énergie essentiellement naturelle (vent et soleil) par épandage.

On décrira maintenant, à titre d'exemple, un mode de réalisation préférentiel d'un procédé de séchage selon l'invention.

Ce procédé de séchage fait appel à un terrain, encore appelé "plate-forme", qui présente une double pente, chaque pente ayant une valeur minimale de 5%.

Ce terrain en pente peut être un terrain naturel ou un terrain aménagé à cet effet par terrassement.

Le terrain est destiné à l'épandage de matériaux humides tels que définis précédemment, en particulier de boues.

Selon l'invention, le matériau humide est épandu en couche mince (généralement avec une épaisseur maximale de 10 cm) sur une couche sèche préexistante du même matériau.

L'épandage de cette couche mince fait appel à des engins de terrassement connus, éventuellement adaptés, par exemple à un bulldozer si le matériau humide est pâteux et à une citerne de vidange (par exemple du type tonne à lisier) lorsque le matériau est très liquide.

Après épandage, la couche mince humide est mélangée avec une ou plusieurs couches sèches préexistantes, ce qui permet de donner un matériau cohérent dont le degré d'humidité est intermédiaire de celui de la ou des couches préexistantes et de celui de la couche mince humide.

Ce matériau cohérent présente ainsi une surface d'échange beaucoup plus importante, ce qui permet d'accélérer le séchage.

En outre, du fait qu'il est mélangé avec une couche sèche, le degré d'humidité du mélange est abaissé, ce qui permet le trafic ou la circulation d'engins de terrassement.

Le mélange de la couche humide et de la ou des couches sèches préexistantes s'effectue, là encore, avec des engins de terrassement classiques, éventuellement adaptés.

Ce mélange s'effectue avantageusement par scarifications au moyen d'un bulldozer possédant des dents de scarification placées à l'arrière.

Dans le cas présent, la couche mince est un matériau dont la granulométrie maximale est généralement de l'ordre de 100 mm.

Après mélange on obtient un matériau cohérent à surface d'échange élevée, ce qui permet d'accélérer le séchage.

On comprendra que le séchage dépend, non seulement des caractéristiques propres du matériau, mais aussi des conditions météorologiques.

En cas de beau temps, ce séchage peut être obtenu normalement dans un délai d'un ou deux jours.

Dans certains cas, il peut être intéressant de compacter le mélange, par exemple en fin de journée ou en cas d'intempérie, pour donner un mélange tassé empêchant la pénétration des eaux de ruissellement.

Du fait du compactage, on peut stocker des quantités importantes du matériau sur le site de traitement.

C'est la raison pour laquelle, il est avantageux de prévoir une zone de stockage permettant de déposer une quantité importante du matériau préalablement séché.

Le matériau sec peut être ramassé par un bulldozer, ou encore de préférence par une machine aspiratrice qui vient aspirer directement le matériau séché pulvérulent.

Dans l'exemple préférentiel ci-dessus, le terrain doit être équipé d'un équipement pour récupérer et recycler les eaux de ruissellement s'écoulant sur le terrain en pente.

Dans la plupart des cas, il suffit de mélanger la nouvelle couche mince du matériau humide avec une ou plusieurs couches sèches préexistantes et de laisser agir le soleil et le vent pour réaliser le séchage.

I1 peut être avantageux dans certains cas, d'ajouter un ou plusieurs additifs au cours de l'opération de séchage.

Ainsi, on peut utiliser de la chaux vive pour accélérer le séchage, en particulier pendant la période hivernale.

Cette chaux vive est répandue sur la couche humide préalablement au mélange avec la ou les couches sèches préexistantes.

Cette chaux vive est ajoutée habituellement dans une proportion maximale de l'ordre de 1% en poids par rapport à la couche mince épandue. Outre sa fonction d'accélération de séchage, la chaux vive stabilise le mélange en détruisant les micro-organismes, et elle exerce en outre un pouvoir floculant.

Pour améliorer le séchage, on peut utiliser en outre un additif augmentant la surface d'échange. Ainsi, dans le cas d'un matériau très humide, comme une boue liquide, il est intéressant d'ajouter un tel additif pour diminuer artificiellement la teneur en eau globale et augmenter la surface d'échange.

Avantageusement, on utilise un matériau recyclable, qui peut être récupéré au séchage, par exemple des billes dures peu abrasives, des billes hydrophiles, ou bien des granulats calibrés.

On comprendra que la maîtrise du procédé de séchage passe par une véritable gestion des intempéries. En effet, par temps sec, le séchage peut s'effectuer rapidement, tandis que par temps de pluie, il faut compacter généralement le matériau, pour faciliter l'écoulement des eaux de ruissellement, puis mélanger à nouveau le matériau pour faciliter le séchage.

Cette maîtrise nécessite en outre de tenir compte des caractéristiques intrinsèques du matériau humide apporté, lesquelles ne sont pas nécessairement strictement identiques à celles du matériau ayant formé les couches précédentes.

Dans tous les cas, la maîtrise du procédé nécessite un suivi avec éventuellement prise d'échantillons.

Claims (17)

Revendications

1.- Procédé de traitement d'un matériau humide, notamment d'une boue, en vue de sa valorisation, caractérisé par les opérations suivantes - séchage du matériau humide par l'action d'énergies essentiellement naturelles pour donner un matériau séché; - séparation sélective des constituants du matériau ainsi séché, par criblage et sous l'action d'un courant gazeux, dans des conditions opératoires contrôlées, pour donner des constituants légers entraînés par le courant gazeux et des constituants lourds non entraînés par le courant gazeux; et - répétition éventuelle de l'opération de séparation sélective sur les constituants lourds et/ou les constituants légers de l'opération précédente, mais dans des conditions opératoires différentes.

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de séchage comprend l'épandage du matériau humide pour son séchage sous l'action combinée du vent et du soleil.

3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épandage du matériau humide est effectué sur un terrain présentant une pente suivant au moins une direction, et de préférence suivant deux directions perpendiculaires.

4.- Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'épandage comprend le régalage d'une couche mince du matériau humide à sécher sur une couche sèche préexistante et le mélange de cette couche mince et de cette couche préexistante.

5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on ajoute de la chaux vive à la couche mince épandue, préalablement au mélange avec la couche préexistante.

6.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on ajoute un additif à grande surface d'échange à la couche mince épandue, préalablement au mélange avec la couche préexistante.

7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une opération de calibrage effectuée sur le matériau humide ainsi séché, préalablement à l'opération de séparation sélective, sur une grille de calibre donné pour fournir, d'une part des éléments ayant traversé la grille et propres à être soumis à l'opération de séparation sélective, et d'autre part des éléments retenus par la grille et propres à être triés ou broyés.

8.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'opération de séparation sélective comprend l'action d'un courant d'air comprimé dans des conditions de pression et de température contrôlées.

9.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, appliqué au traitement d'ordures ménagères en tant que matériau humide, caractérisé en ce que le matériau humide, préalablement séché est soumis à au moins une opération de calibrage avec tri préalable des constituants ferreux, puis à au moins trois opérations de séparation sélective afin de récupérer successivement les papiers et matières plastiques, différents métaux et les autres constituants restants.

10.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte (2; 21) munie d'une entrée d'alimentation (8; 28) pour le matériau humide préalablement séché à traiter, d'au moins une arrivée (5; 30, 42) pour le courant gazeux, d'une première sortie (7; 35) pour le courant gazeux et les constituants légers entraînés par le courant gazeux, et d'une seconde sortie (5; 41) pour les constituants lourds non entraînés par le courant gazeux.

11.- Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'enceinte (2) est à disposition générale verticale avec un fond (4) et un sommet (6), en ce que l'entrée d'alimentation (8) du matériau de rejet à traiter est prévue dans une région proche du sommet, tandis que l'arrivée du courant gazeux s'effectue à partir du fond (4) de l'enceinte, et en ce que la première sortie (7) est située au sommet de l'enceinte, tandis que la seconde sortie (5) est placée au fond de l'enceinte, en sorte que le courant gazeux circule de bas en haut.

12.- Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que 1enceinte est munie de cloisons intérieures inclinées (11, 12) formant chicanes et propres à permettre l'écoulement du matériau à traiter.

13.- Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'enceinte (21) est réalisée sous la forme d'un cylindre d'axe horizontal ou légèrement incliné (XX) monté à rotation autour de son axe, en ce que l'alimentation du matériau à traiter et l'arrivée du courant gazeux sont situées à une première extrémité (22) de l'enceinte, tandis que la première sortie (36) et la seconde sortie (41) sont situées à une seconde extrémité (23) du cylindre.

14.- Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'enceinte (21) est munie d'au moins une cloison interne (26) en forme d'hélice propre à faire avancer le matériau depuis la première extrémité (22) jusqu'à la seconde extrémité (23) de l'enceinte (21), lorsque cette dernière est entraînée en rotation autour de son axe (XX).

15.- Installation selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisée en ce que l'alimentation (28) pour le matériau à traiter et l'arrivée du courant gazeux (30) sont formées toutes deux dans une trémie (27) reliée à la première extrémité (22) de l'enceinte (21), l'alimentation (28) étant munie d'une grille de calibrage (GC).

16.- Installation selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisée en ce qu'elle comprend un réceptacle fixe (32) raccordé à la seconde extrémité (23) de l'enceinte cylindrique (21) et dans lequel sont formées la première sortie (36) et la seconde sortie (41), la première sortie (36) s'effectuant dans l'axe du cylindre et la seconde sortie (41) vers le bas.

17.- Installation selon l'une des revendications 10 à 16, caractérisée en ce que la première sortie (7; 35) pour le courant gazeux et les constituants légers est raccordée à un cyclone (15; 37) pourvu d'un évent (16; 38) pour le courant gazeux et d'une ouverture de sortie (17; 39) pour les constituants légers.