FR2782937A1 - Procede de traitement de dechets par ajout d'une quantite d'au moins un reactif alcalin et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement de déchets (D) par ajout d'une quantité d'au moins un réactif alcalin (R) comprenant les étapes consistant à fournir en continu le déchet à traiter dans un mélangeur (1), ajouter en continu au déchet à traiter une quantité dosée d'au moins un réactif alcalin, mélanger intimement et en continu pendant un temps donné le déchet et ledit au moins un réactif alcalin et, dans le même temps, transporter le mélange ainsi obtenu à travers le mélangeur, puis extraire en continu ce mélange hors du mélangeur, caractérisé en ce que durant l'étape de mélange, le déchet et le réactif alcalin sont mélangés successivement à une première vitesse (V1), pendant un premier temps de séjour (t1), et à une seconde vitesse (V2) qui est inférieure ou égale à la première vitesse (V1), pendant un second temps de séjour (t2) qui est supérieur au temps (t1).

Description

L'invention concerne un procédé de traitement de déchets comprenant les

étapes consistant à fournir en continu le déchet à traiter dans un mélangeur, ajouter en continu au déchet à traiter une quantité dosée d'au moins un réactif alcalin, mélanger intimement et en continu le déchet et ledit au moins un réactif alcalin pendant un temps de séjour donné et, dans le même temps, transporter le mélange ainsi obtenu à to travers le mélangeur, puis extraire en continu le mélange déchet-réactif

alcalin hors du mélangeur.

L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprenant un mélangeur comportant un corps percé d'une première ouverture pour l'introduction du déchet à traiter, d'une seconde ouverture pour l'introduction d'au moins un réactif alcalin et d'une troisième ouverture pour l'extraction du mélange déchet- réactif alcalin, un moyen de mélange intime du déchet et dudit au moins un réactif alcalin qui est disposé à l'intérieur du mélangeur et qui sert de moyen de convoyage du mélange déchet-réactif alcalin en direction de l'ouverture d'extraction du

mélangeur.

A l'heure actuelle, ce procédé est particulièrement utilisé pour le traitement des déchets du type boues résiduaires. Celles-ci proviennent en général de stations d'épuration traitant des eaux usées urbaines ou industrielles, de fosses septiques et d'autres installations similaires pour le traitement des eaux usées. Ce procédé, que l'on appelle couramment chaulage, présente l'avantage d'être économique et de répondre aux exigences liées à la protection de l'environnement en permettant d'obtenir en fonction des objectifs fixés ( c'est à dire recyclage à caractère industriel ou agricole ou bien mise en décharge pour les déchets ultimes): la stabilisation biologique de la boue par blocage de sa fermentation, sa stabilisation chimique (inertage) par précipitation de la plupart des éléments-traces métalliques, sa stabilisation physique (structuration) par

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assèchement, sa valorisation (par exemple en épandage agricole) par enrichissement en calcium et magnésium et son hygiénisation par destruction des micro-organismes pathogènes (DEWANDRE et al. Le

chaulage des boues. L'eau, I'industrie, les nuisances, 1994, 174, 46-48).

Le document WO 96/09991 décrit un tel procédé ainsi qu'un appareil pour sa mise en oeuvre. Le procédé comprend les étapes consistant à fournir de la boue en continu, mélanger la boue avec au moins un additif alcalin (tel que par exemple de la chaux hydratée, de la chaux vive, de la chaux dolomitique ou analogue) proportionnellement à la boue, de telle sorte que la réaction ainsi provoquée entraîne l'augmentation de la température du mélange jusqu'à un niveau minimal désiré et l'augmentation du pH du mélange jusqu'à un niveau minimal désiré, prévoir une chambre de pasteurisation ayant au moins une ouverture d'entrée et au moins une ouverture de déchargement, amener en continu le mélange boue-additif 1 5 alcalin vers l'ouverture d'entrée de la chambre de pasteurisation, transporter le mélange en continu à travers la chambre de pasteurisation sans agitation importante du mélange de telle sorte qu'il ne devienne pas plus aqueux, le mélange étant enfermé dans la chambre de pasteurisation pendant un temps de séjour désiré et les germes pathogènes nocifs de la boue étant sensiblement détruits, et décharger le mélange par l'ouverture

de déchargement de la chambre de pasteurisation.

L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend principalement un mélangeur 40, dans lequel sont mélangés la boue et l'additif alcalin et dans lequel est transporté le mélange obtenu, et une chambre de pasteurisation 50 dans laquelle le mélange est maintenu à une température déterminée pendant une durée déterminée. Plus précisément, le mélangeur 40 est constitué par une enceinte de forme allongée, disposée paralélement au sol, qui est munie de deux ouvertures 41 et 46 pour l'introduction respective de la boue et de l'additif alcalin et d'une 3( ouverture 43 de sortie du mélange boue-additif alcalin. Le mélange de la boue et de l'additif alcalin est assuré par deux vis de mélange 42, 44 qui permettent en même temps d'amener le mélange obtenu vers l'ouverture de

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sortie 43 du mélangeur 40. Après avoir traversé cette ouverture, le mélange boue-additif alcalin pénétre dans la chambre de pasteurisation 50 par une ouverture 52 pratiquée dans celle-ci. La chambre de pasteurisation 50 est constituée d'une enceinte fermée 51 de forme allongée, de préférence calorifugée, munie d'un fond mobile 53 qui est actionné par un moteur 62 et sur lequel est transporté le mélange boue-additif alcalin en direction d'une

ouverture 54 de déchargement du mélange pratiquée dans l'enceinte 51.

Des éléments de chauffage 66 sont agencés dans la chambre 50 pour permettre au mélange boue-chaux d'atteindre la température prévue o0 lorsque la chaleur dégagée par la réaction produite dans le mélangeur

n'est pas suffisante.

L'inconvénient majeur de ce procédé réside dans les pertes thermiques importantes engendrées à partir du moment o le mélange de la boue et de l'additif alcalin cesse, c'est à dire lors du passage du mélange boue-additif alcalin entre le mélangeur 40 et la chambre de pasteurisation et lors de son déplacement dans la chambre 50. De plus, la présence des éléments de chauffage 66 dans la chambre 50 rend le procédé coûteux

en énergie.

Un autre inconvénient de ce procédé, et des autres procédés de traitement de boues en général, est qu'il nécessite un dispositif spécialement conçu pour sa mise en oeuvre, qui ne convient pas pour traiter d'autres déchets. En particulier, ce type de dispositif ne convient pas pour traiter: - les boues de curage et de dragage de réseaux, canaux,

ports, littoral, etc...

- les boues issues de chantiers (forage, tunnel, injection de sols, etc.. .); - les boues issues de procédés industriels (carrières, acieries, hydrocarbures, etc...) et agricoles (fientes, lisiers, etc...); - les terres polluées (friches industrielles, points noirs, etc...); - les déblais terreux, tels que par exemple les déblais de tranchée.

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De tels déchets sont, certes, traités respectivement en utilisant un procédé de chaulage, mais les étapes de ce procédé, ainsi que les dispositifs de mise en oeuvre de ce procédé, sont variables d'un type de

déchets à l'autre et d'un résultat voulu de traitement à l'autre.

La présente invention a donc essentiellement pour but de fournir un procédé et un dispositif de traitement de déchets, du type définis respectivement dans le préambule de la revendication 1 et de la revendication 9, qui soient capables de traiter de manière efficace, simple et économique, aussi bien les boues, les terres ou les déblais tels que 1o mentionnés ci-dessus, ceci afin d'obtenir un résultat fixé au début du traitement, tel que l'obtention d'une stabilisation biologique, stabilisation

chimique, stabilisation physique ou hygiénisation du déchet.

A cet effet, le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce qu'à l'étape c), le mélange s'effectue successivement à une première vitesse, pendant un premier temps de séjour, et à une seconde vitesse qui est inférieure ou égale à la première vitesse, pendant un second temps de

séjour qui est supérieur au premier temps de séjour.

A cet effet, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que le corps du mélangeur comporte un premier et un deuxième compartiment communicant entre eux par une ouverture réglable, à travers lesquels s'étend le moyen de mélange et dans lesquels le moyen de mélange fonctionne respectivement à une première vitesse, pendant un premier temps de séjour, et à une seconde vitesse, qui est inférieure ou égale à la première vitesse, pendant un second temps de séjour qui est

supérieur au premier temps de séjour.

De manière avantageuse, les déchets traités par le procédé selon l'invention sont choisis parmi le groupe comprenant les boues issues de traitement d'eau, les boues de curage et de dragage, les boues issues de chantiers, les boues issues de procédés industriels et agricoles, les terres

polluées et les déblais terreux.

Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le procédé comprend: r 2782937 - avant le traitement, un étalonnage du déchet à traiter comportant une détermination d'au moins une fonction spécifique pour ce déchet, choisie parmi les fonctions spécifiques reliant les valeurs de cohésion, teneur en matière sèche et taux de réactif alcalin propres à celui-ci, les valeurs de pH et taux de réactif alcalin propres à celui-ci, les valeurs de température, teneur en matière sèche et taux de réactif alcalin propres à celui-ci, les valeurs d'indice portant immédiat, teneur en matière sèche et taux de réactif alcalin propres à celui-ci, ainsi que la fonction spécifique reliant les valeurs de temps de séjour et de vitesse propres au mélange de ce déchet avec la quantité dudit au moins un réactif alcalin, ainsi qu'une sélection d'au moins une valeur prédéterminée choisie parmi les valeurs de cohésion, d'indice portant immédiat, de pH, de température du mélange et de temps de séjour dans le mélangeur; - avant ou pendant l'étape a), une mesure d'au moins une valeur choisie parmi les valeurs de cohésion, d'indice portant immédiat, de pH et de température du déchet; - pendant l'étape b), un dosage de la quantité dudit au moins un réactif alcalin, à l'aide de ladite au moins une fonction spécifique, pour obtenir une desdites valeurs prédéterminées pour le mélange; - pendant l'étape c), un réglage desdites vitesses, sur la base d'au moins une valeur choisie parmi la valeur de cohésion mesurée, d'indice portant immédiat mesurée et de température prédéterminée, pour respecter

la valeur de temps de séjour prédéterminée du mélange.

Ce procédé permet de traiter des déchets dont les propriétés ne sont pas connues au début du traitement. Par un étalonnage préalable facile à exécuter, on peut par mesures successives établir une ou plusieurs des cinq courbes étalons du déchet qui illustrent respectivement sa propre fonction cohésion - matière sèche, indice portant immédiat - matière sèche - taux de réactif alcalin, pH - taux de réactif alcalin, température -matière sèche - taux de réactif alcalin, et la fonction temps de séjour vitesse propre au mélange déchet I réactif alcalin. En fonction du résultat de

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traitement que s'est fixé l'utilisateur, I'une ou plusieurs de ces fonctions seront alors utilisées, ce qui permettra de tenir compte de manière simple des variations de cohésion et/ou indice portant immédiat et/ou de pH et/ou de température et/ou de temps de séjour correspondant au mélange déchet / réactif alcalin. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention

ressortiront au cours de la description qui va suivre d'une forme d'exécution

donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente d'une manière schématique un mode de réalisation du procédé selon l'invention; - la figure 2 est une vue de côté du dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention; - la figure 3 est une vue de dessus du dispositif représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue en perspective agrandie de deux pales agencées successivement sur l'un des arbres disposés dans le mélangeur du dispositif représenté sur la figure 2; - la figure 5 est une vue en coupe, selon la ligne V-V, du mélangeur du dispositif de la figure 2, avec un arrachement montrant l'ouverture permettant de faire communiquer les compartiments du mélangeur; - la figure 6 illustre la fonction pH - taux de réactif alcalin établie pour plusieurs types de boues donnés; - la figure 7 illustre la fonction cohésion - matière sèche pour un type de boue donné; - la figure 8 illustre la fonction indice portant immédiat eau naturelle - taux de réactif alcalin pour un limon plastique traité avec de la chaux vive; En référence aux figures 1 à 3, un déchet à traiter D, tel que par exemple une boue résiduaire, provenant par exemple d'une trémie (non représentée), est introduit en continu dans le corps longitudinal la, de préférence calorifugé, d'un mélangeur 1, au moyen d'une conduite 2 disposée en tête de celui-ci. Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, le

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mélangeur 1 est disposé parallèlement au sol au moyen d'un socle 3. Au moins un réactif alcalin R, provenant par exemple d'un silo 4, de préférence de la chaux vive de granulométrie avantageusement inférieure à 5 mm (en particulier de 0,05 mm à 3 mm), est ajouté en continu au déchet D dans le corps 1 a du mélangeur 1 par une conduite 5 qui est agencée, de préférence, à proximité de la conduite 2 pour que le mélange déchet / réactif alcalin se fasse dès le début du traitement. En sortie du silo 4, la quantité ajoutée de réactif alcalin est dosée au moyen d'un doseur 6 (par exemple un système comprenant une vis sans fin entraînée par un moteur 6A). Pendant un premier temps de séjour tl qui est fonction de la nature physico-chimique du déchet à traiter (cohésion ou indice portant immédiat, pH, etc...), le réactif alcalin et le déchet sont mélangés dans un premier compartiment A du mélangeur 1, lequel a par exemple une longueur de 0,9 m. Ce mélange est effectué au moyen d'un arbre 7 qui est disposé dans I'axe longitudinal central X du corps la du mélangeur 1, à l'intérieur du compartiment A, et qui est entraîné en rotation par un moteur M1 ayant une vitesse variable Vl comprise, de préférence, entre 12,8 et 77T/mn. L'arbre 7 comprend plusieurs pales 7a, par exemple au nombre de cinq (figure 2), qui sont reliées à celui-ci respectivement par des bras 8 fixés, par exemple

boulonnés, sur l'arbre 7, perpendiculairement à celui-ci.

Comme on peut mieux le voir sur la figure 4, les pales 7a ont une forme et une position particulièrement adaptées pour favoriser la séparation du déchet en fines particules, dans le but de faciliter le contact intime avec les grains de réactif alcalin simultanément dispersés. A cet effet, chaque pale 7a comporte deux pans P et P' de forme sensiblement triangulaire, qui sont disposés de part et d'autre d'une ligne L de direction perpendiculaire au bras 8. Les pans P et P' sont, en outre, symétriques par rapport à un plan contenant la ligne L et il est fait en sorte que chaque pale 7a ait sa concavité tournée vers l'extérieur du corps la du mélangeur 1. En 3( référence à la figure 2, les pales 7a se succèdent sur l'arbre 7 avec un décalage angulaire de 90 . Comme on peut mieux le voir sur la figure 4, une pale 7a sur deux est équipée d'un élément de véhiculement P" de

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forme sensiblement rectangulaire. Cet élément, qui n'est pas obligatoire, peut être fixé également sur toutes les pales, sur une pale sur trois, etc...et avoir des dimensions différentes. Tout dépend en fait de la nature du déchet à traiter. L'élément P" est fixé, par exemple boulonné, sur un des pans d'une pale 7a sur deux, en étant légèrement incliné par rapport à ce dernier. Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 4 o le déchet à traiter a une consistance pâteuse, l'élément P" est fixé sur le pan P' de la pale 7a qui est, par rapport au pan P, le pan le plus proche de la queue du mélangeur 1. Ainsi disposés, chaque élément P" permet d'augmenter la poussée du mélange vers la queue du mélangeur 1. Dans le cas o le mélange aurait une consistance fluide, les éléments P" seront bien entendu fixés sur les pans disposés le plus près de la tête du mélangeur 1, c'est à dire, ici, les pans P associés à une pale 7a sur deux. De par leur forme et leur disposition sur l'arbre 7, les pales 7a présentent l'avantage de convenir au mélange, avec au moins un réactif alcalin, de tous les types de déchets qui ont été mentionnés plus haut, sans craindre d'être endommagées, par exemple par un gros caillou qui pourrait être contenu dans un déblai de chantier. Une fois le temps tl écoulé, le mélange déchet I réactif alcalin est transporté en continu, sous l'effet de la rotation de l'arbre 7, dans un second compartiment B du corps la du mélangeur 1, qui est adjacent au compartiment A, par une ouverture 9 telle que représentée en détail sur la figure 5. Grâce à cette ouverture, aucune perte thermique ne peut être engendrée au moment du passage du mélange entre les compartiments A et B. Comme on peut le voir sur la figure 5, I'ouverture 9 est pratiquée au niveau de la partie inférieure du corps la du mélangeur 1, dans une paroi qui sépare le compartiment A du compartiment B. L'ouverture 9 a une forme de tronçon de couronne qui longe environ les trois-quarts de la (30 périphérie inférieure du corps la du mélangeur 1. Dans le but de réguler le débit du mélange déchet / réactif alcalin à l'intérieur du mélangeur 1, l'ouverture 9 présente l'avantage de pouvoir être obturée partiellement au

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moyen d'une plaque 11 de forme complémentaire à celle de ladite ouverture. Un rail de guidage (non représenté), formé sur plus de la moitié de la périphérie du corps la du mélangeur 1, permet de faire coulisser la plaque 11 le long de l'ouverture 9. Cette opération est effectuée manuellement par l'utilisateur par des moyens appropriés, préalablement

au traitement du déchet et/ou au cours du traitement de celui-ci.

En référence à nouveau aux figures 1 à 3, on note que le compartiment B a une longueur plus importante que celle du compartiment A, par exemple égale à 3,30m. Pendant un second temps de séjour t2 o0 supérieur au temps de séjour tl, le déchet et le réactif alcalin continuent avantageusement d'être mélangés dans le compartiment B, au moyen d'un arbre 12 muni de pales 12a, par exemple au nombre de treize, dont la forme et la disposition sont, dans la forme d'exécution représentée ici, identiques à celles des pales 7a. L'arbre 12, de section inférieure à celle de I'arbre 7, traverse les deux compartiments A et B. Il comporte un tronçon 12b, dépourvu de pales, qui est relié coaxialement à l'arbre 7 par des moyens d'accouplement appropriés, connus de l'homme du métier. L'arbre 12 est entraîné en rotation indépendamment de l'arbre 7, par un moteur M2

ayant une vitesse variable V2 comprise, par exemple, entre 18 et 84 T/mn.

Le fait de poursuivre le mélange du déchet / réactif alcalin dans le compartiment B présente un intérêt dans le cadre notamment de l'obtention d'une hygiénisation dudit mélange, o la température, le pH et le temps de séjour du mélange doivent atteindre respectivement des niveaux prédéterminés. Ainsi, il est possible de conserver un bon échange

thermique entre le déchet et le réactif alcalin, sans destructurer le mélange.

La température du mélange est maintenue sous l'effet de l'agitation produite par la rotation de l'arbre 12, l'utilisateur faisant varier la vitesse V2 de cet arbre dans des proportions faibles pour, non seulement respecter le temps de séjour prédéterminé t2 pour l'hygiénisation, mais également pour >0 éviter de destructurer le mélange. Un tel traitement du déchet s'avère donc particulièrement économique puisque la présence d'éléments chauffants à l'intérieur du corps la du mélangeur 1 ne se justifie plus. L'économie est o 2782937

également notable du point de vue de la consommation de réactif alcalin.

En effet, I'utilisateur optera plus facilement pour un temps de séjour t2 plus

long en faveur d'une quantité de réactif alcalin moins importante.

La poursuite du mélange déchet / réactif alcalin dans le compartiment B s'avère également intéressante lorsque le résultat souhaité du traitement est une stabilisation physique, par exemple la stabilisation physique par ajout de chaux d'une boue provenant d'un chantier, o le mélange doit atteindre une cohésion prédéterminée, ceci afin de pouvoir faire tenir cette boue en tas. Grâce principalement à la forme et à la o disposition des pales 12a et à la possibilité de faire varier la vitesse V2 dans des proportions faibles, il est possible d'homogénéiser davantage le mélange boue/chaux dans le compartiment B sans pour cela le déstructurer. En tout état de cause, quel que soit le résultat final du traitement souhaité par l'utilisateur (stabilisation biologique, physique, chimique ou encore hygiénisation), la vitesse V2 sera toujours réglée de manière à être inférieure ou égale à la vitesse Vl dans le but majeur d'éviter la

déstructuration du déchet.

Lorsque le mélange a atteint l'un ou plusieurs des paramètres choisis parmi le pH, la température, la cohésion ou indice portant immédiat et le temps de séjour qui sont fixés par l'utilisateur en fonction du résultat final de traitement qu'il souhaite obtenir, le mélange déchet / réactif alcalin est extrait par une goulotte d'évacuation 13 disposée en queue du mélangeur 1. Cette goulotte 13 présente l'avantage d'avoir une section de passage réglable, afin de pouvoir diminuer ou augmenter selon le cas, le

temps de séjour t2 du mélange.

Afin que l'utilisateur puisse accéder facilement à l'intérieur du corps la du mélangeur 1, dans le cas notamment de l'entretien ou de la maintenance de ce dernier, il est prévu, comme cela est représenté sur la 3e) figure 2, plusieurs portes de visite, par exemple quatre portes 14, 15, 16 et 17. Les portes 14 et 16, fixées sur le corps la du mélangeur 1 par exemple par des boulons, permettent respectivement l'accès par le dessous des il compartiments A et B. Les portes 15 et 17, quant à elles, de préférence articulées par rapport au corps la du mélangeur 1, permettent l'accès par côté des compartiments A et B, respectivement au niveau de l'emplacement

de l'ouverture 9 et de la queue du corps la du mélangeur 1.

En référence aux figures 1 à 3, une conduite supplémentaire 5' est agencée au voisinage de la conduite 5, dans le cas o le traitement du déchet nécessite un additif supplémentaire en complément du réactif alcalin, cet additif pouvant être par exemple un additif inerte. Plusieurs conduits 18 sont agencés sur le dessus du corps la du mélangeur 1 de manière à extraire les buées qui sont susceptibles de se dégager lors du mélange dans le compartiment A et/ou dans le compartiment B. Cela permet d'éviter la création d'une atmosphère confinée à l'intérieur du corps la du mélangeur 1, laquelle pourrait avoir une influence défavorable sur le résultat du traitement en provoquant des écarts importants entre les valeurs mesurées des paramètres- cohésion ou indice portant immédiat et/ou pH et/ou température et/ou temps de séjour- du mélange et les valeurs prédéterminées de ces paramètres. Afin de pouvoir mesurer les paramètres (cohésion ou indice portant immédiat, pH, etc...) du mélange déchet / réactif alcalin en cours de traitement, plusieurs piquages 18' sont agencés sur le corps la du mélangeur 1, dans la partie inférieure de celui-ci, et sont adaptés pour être reliés respectivement à des capteurs de mesure (non représentés). Comme on peut le voir sur la figure 1, on peut prévoir un circuit de circulation des buées. Ce dernier est constitué d'une pompe 19 destinée à extraire les buées, dont l'entrée est reliée au conduit d'évacuation 18 le plus proche de la goulotte d'évacuation 13 du mélange déchet / réactif alcalin. La sortie de la pompe 19 est reliée à l'entrée d'un dispositif de traitement de buées 20. Celui-ci comporte une première sortie a, au niveau de laquelle sont recueillis les condensats. Celui-ci comporte également une deuxième sortie 20b qui est reliée au conduit 18 agencé en 3o tête du compartiment B. Ainsi, I'air résultant du traitement de la buée peut être remis en circulation dans le compartiment B. Bien évidemment et si

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cela s'avère nécessaire, I'air peut aussi être remis en circulation dans le

compartiment A, comme celà est représenté en pointillé sur la figure 1.

Une forme d'exécution particulièrement avantageuse du procédé selon l'invention consiste à contrôler de manière très stricte les paramètres du mélange déchet / réactif alcalin, même si les propriétés de celui-ci ont tendance à varier, en vue de doser correctement le réactif alcalin à ajouter

et cela même depuis le début du traitement.

Un contrôle du paramètre "< cohésion " d'une boue de station d'épuration, dans le cadre de l'obtention de sa stabilisation physique, a été to décrit dans le document BE-A-09800524. Le procédé selon l'invention, qui a pour résultat d'obtenir une stabilisation physique et/ou une stabilisation chimique et/ou une stabilisation biologique et/ou une hygiénisation, en fonction du type de déchets à traiter, doit permettre de contrôler, en plus du paramètre " cohésion " que l'on désignera par la suite par C, d'autres t5 paramètres tels que les paramètres " indice portant immédiat ", " pH ", " température " et " temps de séjour " que l'on désignera respectivement par la suite par IPI, pH, e et tl et/ou t2. Le paramètre IPI recouvre sensiblement la même notion que le paramètre C. En fonction du type de déchets et de l'objectif final (recyclage ou mise en décharge) désiré par I'utilisateur, ce dernier optera pour le contrôle de l'un ou l'autre de ces deux paramètres. Le tableau suivant permet de faire le lien entre le résultat que l'utilisateur cherche à obtenir par le procédé selon l'invention et le nombre

et le type de paramètres prédéterminés.

RÉSULTAT OBTENU PAR LE PROCÉDÉ PARAMÈTRES

PRÉDÉTERMINÉS

Stabilisation biologique pH Stabilisation physique C ou IPI Stabilisation chimique pH Hygiénisation e, tl, t2

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Dans ce procédé, soit les propriétés du déchet sont connues, soit,

par des tests préalables en laboratoire, on caractérise le déchet à traiter.

Dans ce dernier cas, en fonction du résultat souhaité du procédé,

l'utilisateur va déterminer une ou plusieurs fonctions spécifiques au déchet.

Dans le cas de l'obtention d'une stabilisation biologique, I'utilisateur détermine la fonction directe qui existe entre le pH du déchet et le taux de réactif alcalin. La figure 6 donne un exemple d'une fonction pH- taux de réactif alcalin établie pour plusieurs types de boues de station d'épuration

traitées avec de la chaux.

io Dans le cas de l'obtention d'une stabilisation physique, I'utilisateur détermine, selon la nature du déchet à traiter et l'objectif final du traitement, soit la fonction directe qui existe entre la cohésion et la matière sèche du déchet à traiter, soit la fonction directe qui existe entre l'indice portant

immédiat, la matière sèche du déchet à traiter et le taux de réactif alcalin.

1 La figure 7 donne un exemple d'une fonction cohésion-matière sèche établie pour une boue déshydratée venant d'une station d'épuration d'eau urbaine. La figure 8 donne un exemple d'une fonction indice portant immédiat-teneur en eau naturelle (qui est le complémentaire à 100%, de la matière sèche)-taux de réactif alcalin pour un limon plastique traité par de

la chaux vive.

Dans le cas d'une stabilisation chimique, I'utilisateur détermine la

fonction représentée sur la figure 6.

Dans le cas d'une hygiénisation, L'utilisateur détermine la fonction directe qui existe entre la température et le taux de réactif alcalin àl'aide de l'équation I suivante: AO = 1151 Pt MS', 4.184(1 - MS,) 4 ( M,,s S, ± 0,89 t: MS, o AO est exprimée en C, to est le taux de réactif alcalin exprimé en % massique par rapport à la go matière sèche du déchet,

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MS, est la teneur en matière sèche du déchet avant traitement exprimée en % massique et déterminée par la fonction représentée soit sur la figure 7, soit sur la figure 8, soit par mesure directe, Cms est la chaleur massique du déchet exprimée en KJ/kgMS, P est la proportion (exprimée en %) de réactif alcalin susceptible de se

transformer au cours du mélange avec le déchet.

En plus de cette fonction, l'utilisateur détermine la relation directe qui existe entre les temps de séjour tl et t2 et respectivement les vitesses de rotation Vl et V2 des arbres 7 et 12. Cette relation est obtenue par l'équation Il suivante:

/,J *60

t=k* r60 (Il) 0,075 * VI o,, 2 o t est le temps de séjour en minutes, k est le coefficient spécifique en fonction de la cohésion ou indice portant immédiat du déchet à traiter, obtenu par étalonnage, Vrm est le volume de remplissage moyen du mélangeur exprimé en m V o 2 est la vitesse de rotation des arbres 7 ou 10 du

mélangeur 1 exprimée en T/mn.

Des appareils de mesure 21, 22, 23, 24 et 25 sont destinés à déterminer respectivement avant le traitement du déchet, la cohésion initiale Ci, I'indice portant immédiat initial IPIj, le pH initial pHi, la température initiale Oi du déchet à traiter et le temps de séjour initial t1l et/ou t2i. La détermination de la cohésion peut être faite à l'aide d'un texturomètre, un scissomètre, un pénétromètre ou analogue. La détermination de l'indice portant immédiat est faite par un appareil répondant à la norme NFR 94078. La détermination du pH et de la température est effectuée par des appareils tout à fait classiques, tels que respectivement un pHmètre et un thermomètre. Enfin, la mesure des temps de séjour ti et t2 est effectuée à l'aide d'un traceur (par exemple de la

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limaille de fer) que l'on fait passer à travers le corps la du mélangeur 1 et dont on mesure la durée de passage dans les compartiments A et B.

Un débitmètre 26, tel que mentionné dans le document BE-A-

09800524, mesure en continu le débit de déchet à traiter.

Un appareil de contrôle 27 également mentionné dans ce document, tel que par exemple un ordinateur, reçoit les informations des appareils 21 à 25. Cet appareil dispose d'une mémoire, d'une définition ou analogue pour représenter les fonctions illustrées sur les figures 6 à 8 et pour stocker les équations I et Il. Cette mémoire stocke également une troisième équation III qui permet d'obtenir la teneur en matière sèche à partir de la fonction cohésion - matière sèche de la figure 7. L'équation 111 est la suivante: 100((MS' hJ / M3', ) 1) (I) or tc = (111) 1 +(0,32.(P / 100)) - MS'obj /I 100 o to est le taux de réactif alcalin exprimé en % massique par rapport à la matière sèche, P est la proportion (exprimée en %) de réactif alcalin susceptible de se transformer au cours du mélange avec le déchet, MSi est la teneur en matière sèche du déchet avant traitement exprimée en % massique et déterminée par la fonction cohésion - matière sèche de la figure 7, Msobj est la teneur en matière sèche prédéterminée du mélange déchet /

réactif alcalin après traitement, exprimée en %/ massique.

En fonction de la matière sèche souhaitée MSobj et en fonction de la teneur en matière sèche initiale MSi obtenue par la fonction C=f(MS) (voir figure 7) après mesure de Ci, I'appareil de contrôle 27 calcule à l'aide de l'équation

II1 le taux de réactif alcalin nécessaire pour obtenir la valeur MSobj.

Dans le cas de la stabilisation biologique, I'utilisateur fixe une valeur 3( prédéterminée pHobj et à partir de la fonction représentée sur la figure 6,

l'appareil 27 en déduit un taux de réactif alcalin t oobj = f(pHi, pHobj).

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Dans le cas de la stabilisation physique, l'utilisateur fixe une valeur prédéterminée Cobj ou IPlobj, et à partir des fonctions représentées sur les figures 7 ou 8 et de l'équation III, I'appareil 27 en déduit une valeur de taux

de réactif alcalin t'oobj=f(Cobj ou IPlobj, Ci ou IPlI).

Dans le cas de la stabilisation chimique, I'utilisateur fixe une valeur prédéterminée pHobj, et à partir de la fonction représentée sur la figures 6, I'appareil 27 en déduit une valeur de taux de réactif alcalin

toobj=f(pHi, pHobj).

Dans le cas de l'hygiénisation, I'utilisateur fixe au plus trois valeurs prédéterminées Oobj, tlobj et/ou t2obj, et à partir des équations I et 11, I'appareil 27 en déduit une valeur prédéterminée de taux de réactif alcalin t"çobj, ainsi qu' une et/ou deux valeurs prédéterminées de vitesse de rotation Vlobj

-=f(tl0bj) de l'arbre 7 et/ou V2obj =f(t2obj) de l'arbre 12.

Notons que dans le cas o plusieurs résultats sont souhaités par lI'utilisateur, par exemple la stabilisation physique et l'hygiénisation, il est fait en sorte que l'appareil 27 détermine la valeur maximale parmi les valeurs prédéterminées de taux de réactif alcalin, obtenues pour la stabilisation physique, et les valeurs prédéterminées de taux de réactif

alcalin obtenues pour l'hygiénisation.

L'appareil 27 commande le moteur 6a qui entraîne en rotation la vis doseuse 6, en fonction de la dose de réactif alcalin nécessaire par kg de matière sèche de déchet à traiter et en fonction du débit de matière sèche de déchet à traiter. L'appareil 27 commande également les moteurs M1 et

M2 en fonction des valeurs Vlobj et V20bj obtenues par l'équation Il.

Comme cela est représenté sur la figure 1, des appareils de mesure 28, 29, 30, 31 et 32, qui peuvent être respectivement du même type que les appareils 21, 22, 23, 24 et 25, sont destinés à déterminer, à la sortie du mélangeur 1, une valeur Cm de cohésion, une valeur IPlm d'indice portant immédiat, une valeur pHm de pH, une valeur 0m de température, une valeur tlm et/ou t2m de temps de séjour du mélange déchet I réactif alcalin. Ces appareils peuvent, bien évidemment, être également adaptés pour effectuer des mesures en cours de traitement du mélange déchet I réactif alcalin. Les

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appareils 28 à 32 ne sont pas absolument nécessaires mais permettent toutefois d'obtenir un contrôle plus fin des paramètres C ou IPI, pH, 0 et tl et/ou t2 pour parvenir avec plus d'efficacité et de certitude aux valeurs prédéterminées Cobj ou IPlIob, pHobj, Oobj et tlobj et/ou t2obj. Le tableau suivant permet de faire le lien entre le résultat que l'utilisateur cherche à obtenir par le procédé selon l'invention et le nombre minimum, ainsi que le type, de

paramètres à contrôler.

RÉSULTAT OBTENU PAR LE PROCÉDÉ PARAMÈTRES MINIMUM À

CONTRÈLER

Stabilisation biologique PHm Stabilisation physique Cm ou IPlm Stabilisation chimique PHm Hygiénisation em, tlm, t2m Des signaux sont envoyés respectivement par ces appareils de mesure vers l'appareil de contrôle 27 qui commande le débit de réactif alcalin

ajouté dans le mélangeur 1 et les vitesses V1 et V2 des moteurs M1 et M2.

Si lesdites valeurs mesurées respectivement par les appareils 28 à 32 dévient des valeurs prédéterminées de plus ou moins une valeur de seuil préétablie, l'appareil 27 détermine, de la même manière que précédemment, des valeurs de taux de réactif alcalin en fonction des valeurs mesurées Cm ou IPlm, pHm, Om. En fonction de ces nouvelles valeurs de taux, la dose de réactif alcalin par kg de matière sèche de déchet à traiter est alors modifiée automatiquement d'un facteur approprié,

de même que les vitesses Vl et/ou V2.

Il peut arriver que l'utilisateur décide de contrôler, en plus des paramètres minimum, des paramètres supplémentaires. Par exemple, dans le cas de la stabilisation physique, I'utilisateur peut vouloir contrôler en plus du paramètre C ou IPI, le paramètre pH. Dans un premier temps, I'appareil 27 détermine alors une première valeur de taux de réactif alcalin qui est

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fonction de Ci ou IPI, et de Cm ou IPlm, ainsi qu'une deuxième valeur de taux de réactif alcalin qui est fonction de pH, et de pHm. Puis, dans un deuxième temps, I'appareil 27 détermine la moyenne de ces deux valeurs pour

obtenir un seul taux de réactif alcalin.

Selon une variante du procédé selon l'invention, lorsque les valeurs mesurées Or, et Cm ou IPlm dévient respectivement des valeurs prédéterminées 0obj et Cobj ou IPlobj de plus ou moins une valeur de seuil préétablie, I'appareil 27 commande la pompe 19 et les moteurs M1 et M2,

de manière à réguler le débit d'extraction des buées.

Selon une autre variante du procédé selon l'invention, un additif inerte, tel que du carbonate de calcium, peut être ajouté au déchet à traiter dans le mélangeur 1, en plus du réactif alcalin. Cet additif inerte peut être ajouté dans le compartiment A par la conduite 5' représentée sur les figures

i à 3 ou dans le compartiment B par une autre conduite (non représentée).

De la même manière que le réactif alcalin, l'additif inerte, en provenance par exemple d'une trémie 33, pourra être introduit par un doseur 34 entraîné par un moteur 34a dont la vitesse de rotation est contrôlée par un appareil de contrôle 35 recevant des signaux d'appareils de mesure, du même type que les appareils 21 à 25, et du debitmètre 26 et/ou d'un débitmètre secondaire. Comme décrit ci- dessus, les valeurs mesurées C'm ou IPl'm, O'm, pH'm, tl'm et/ou t2'm, relatives au mélange déchet / réactif alcalin / additif inerte, sont déterminées respectivement par les appareils 28 à 32. Des signaux sont envoyés respectivement par ces appareils de mesure vers l'appareil de contrôle 35 de débit d'additif inerte. Si les valeurs mesurées respectivement par les appareils 28 à 32 dévient respectivement des valeurs prédéterminées C'obj ou IPl'obj, 0'obj, pH'obj, tl'obj et/ou t2'obj de plus ou moins une valeur seuil préétablie, I'appareil de contrôle de débit d'additif inerte modifie automatiquement la dose d'additif inerte par kg de matière sèche de déchet à traiter d'un facteur approprié, ainsi que la

vitesse V2 du moteur M2.

En tant que réactif alcalin, on peut utiliser de la chaux, de la dolomie cuite, du ciment, des cendres volantes, des liants hydrauliques, des laitiers

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et des mélanges de ceux-ci. En tant qu'additif inerte à utiliser éventuellement de manière simultanée avec le réactif ou après utilisation du réactif, on peut citer des carbonates de calcium, de magnésium, de potassium, lesdits carbonates étant sous forme de roches broyées, de grains ou de poudre, du sable, des fibres cellulosiques, des fibres de papier, des roches minérales broyées, des silicates, des aluminosilicates, des phosphates broyés ou en grains, des nitrates broyés ou en poudre ou en grains, de la limaille de fer, de la sciure de bois, etc. et des mélanges de ceux-ci. La quantité d'additif utilisé correspond avantageusement à moins

de 25% en poids de la quantité de réactif utilisé.

Il va de soi que la forme d'exécution du procédé selon l'invention et du dispositif pour sa mise en oeuvre qui ont été décrits ci-dessus ont été donnés à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que le procédé et le dispositif, au lieu d'être adaptés uniquement au mélange de déchets, pourraient aussi bien convenir au mélange de produits tels que

des matériaux, des produits naturels ou manufacturés.

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Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement de déchets (D) comprenant les étapes consistant à: a) fournir en continu un déchet (D) à traiter dans un mélangeur (1); b) ajouter en continu au déchet à traiter une quantité dosée d'au moins un réactif alcalin (R); c) mélanger intimement et en continu pendant un temps donné le déchet (D) et ledit au moins un réactif alcalin (R) et, dans le même temps, transporter le mélange ainsi obtenu à travers le mélangeur (1); d) extraire en continu du mélange déchet I réactif alcalin hors du mélangeur (1), caractérisé en ce qu'à l'étape c), le mélange déchet / réactif alcalin s'effectue successivement à une première vitesse (V1), pendant un premier temps de séjour (tl), et à une seconde vitesse (V2) qui est inférieure ou I, égale à la première vitesse (Vl), pendant un second temps de séjour (t2)

qui est supérieur au temps de séjour (t).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déchet (D) est choisi parmi le groupe comprenant les boues issues de traitement d'eau, les boues de curage et de dragage, les boues issues de chantiers, les boues issues de procédés industriels et agricoles, les terres polluées et les

déblais terreux.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend: -avant le traitement, un étalonnage du déchet (D) à traiter comportant une détermination d'au moins une fonction spécifique pour ce déchet, choisie parmi les fonctions spécifiques reliant les valeurs de cohésion (C), teneur en matière sèche (MS) et taux de réactif alcalin (tc) propres à celui-ci, les valeurs de pH (pH) et taux de réactif alcalin (tJ) propres à celui-ci, les valeurs de température (8), teneur en matière sèche (MS) et taux de réactif alcalin (tc) propres à celui-ci, les valeurs d'indice

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portant immédiat (IPI), teneur en matière sèche (MS) et taux de réactif alcalin (to) propres à celui-ci, ainsi que la fonction spécifique reliant les valeurs de temps de séjour (tl; t2) et vitesse (V1; V2) propres au mélange de ce déchet avec la quantité dudit au moins un réactif alcalin, ainsi qu'une sélection d'au moins une valeur prédéterminée (Cobj; IPlobj; pHobj; obj; tlobj; t2obj) choisie respectivement parmi les valeurs de cohésion (C), d'indice portant immédiat (IPI), de pH (pH), de température (e) du mélange et de temps de séjour (tl; t2) dans le mélangeur (1); avant ou pendant l'étape a), une mesure d'au moins une valeur (Ci; IPI,; pHi; ei) choisie parmi les valeurs de cohésion (C), d'indice portant immédiat (IPI), de pH (pH) et de température ( ) du déchet; - pendant l'étape b), un dosage de la quantité dudit au moins un réactif alcalin, à l'aide de ladite au moins une fonction spécifique, pour obtenir au moins une desdites valeurs prédéterminées (Cobj, IPIobj; pHobj, obj) pour le mélange; - pendant l'étape c), un réglage desdites vitesses (V1) et (V2), sur la base d'au moins une valeur choisie parmi la valeur de cohésion mesurée (Ci), d'indice portant immédiat mesurée (IPI,) et la valeur de température prédéterminée (,obj), pour respecter la valeur de temps de séjour

prédéterminée (tlobj; t20bj) du mélange.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé

en ce qu'il comprend: - pendant ou après le traitement, une mesure d'au moins une valeur (Cm; IPIm; pHm; rm; tlm; t2m) choisie parmi les valeurs de cohésion (C), d'indice portant immédiat (IPI), de pH (pH), de température (e), de temps de séjour (tl; t2) du mélange; - une comparaison entre ladite au moins une valeur mesurée (Cm; IPlm; pHm; m; tlm; t2m) du mélange pendant ou après traitement et ) respectivement ladite au moins une valeur prédéterminée (Cobj; IPlIobj; pHobj; obj; tlobj; t2obi) de ce mélange;

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- en fonction de cette comparaison, un éventuel ajustement du dosage de la quantité ajoutée dudit au moins un réactif alcalin pour obtenir au moins une desdites valeurs prédéterminées (Cobj; IPlIobj; pHobij; obj) du mélange, ainsi qu'un éventuel ajustement des vitesses (Vl; V2) pour obtenir respectivement la valeur de temps de séjour prédéterminée (tlobj;

t2obj) du mélange.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé

en ce qu'il comprend pendant l'étape c): - une extraction des buées susceptibles de se dégager; o - une régulation du débit d'extraction des buées suite à la comparaison entre la valeur mesurée de température ( m) du mélange pendant ou après le traitement et la valeur prédéterminée de température ( obj) de ce mélange après traitement et/ou suite à la comparaison entre la valeur de teneur en matière sèche (MSm) de ce mélange pendant ou après le traitement, déterminée en fonction de la valeur de cohésion mesurée (Cm) ou (IPlm) de celui-ci, et la valeur prédéterminée de teneur en matière sèche (MSobj) de ce mélange après traiternent, déterminée en fonction de la

valeur de cohésion prédéterminée (Cobi) ou (IPlobi).

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en

ce qu'il comprend en outre: - à l'étape b), l'ajout en continu au déchet à traiter d'une quantité dosée d'au moins un additif inerte; - avant le traitement, un étalonnage du déchet à traiter comportant une détermination d'une fonction spécifique entre les valeurs de cohésion (C) ou indice de portance instantanée (IPI) de ce déchet et les valeurs de taux d'additif inerte; - pendant ou après le traitement, une mesure d'au moins une valeur (C'm, IPI'm; pH'm; 'm; t'lm; t'2m) choisie parmi les valeurs de cohésion (C), d'indice portant immédiat (IPI), de pH (pH), de température ( ), de temps 3( de séjour (tl; t2) du mélange déchet / réactif alcalin I additif inerte; - une comparaison entre ladite au moins une valeur mesurée (C'm; IPI'm; pH'm; e'm; t'lm; t'2m) de ce mélange pendant ou après traitement et

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respectivement ladite au moins une valeur prédéterminée (C'obj; IPl'obj; pH'ob; e('obj; tl'obij; t2'obj) de ce mélange après traitement; - en fonction de cette comparaison, un éventuel ajustement du dosage de la quantité ajoutée dudit au moins un réactif alcalin et/ou dudit au moins un additif inerte pour obtenir au moins une desdites valeurs prédéterminées (C'obi; IPI'obj; pH'obi; O'obj) de ce mélange après traitement, ainsi qu'un éventuel ajustement de la vitesse (V2);

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en

ce que le réactif alcalin est choisi parmi le groupe comprenant de la chaux, de la dolomie cuite, du ciment, des liants hydrauliques, des laitiers, des

cendres volantes et des mélanges de ceux-ci.

8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'additif inerte est choisi parmi le groupe comprenant du carbonate de calcium, du carbonate de magnésium, du carbonate de potassium, du sable, des fibres cellulosiques, des fibres de papier, de la roche broyée, des silicates, des phosphates, des nitrates, de la limaille de fer, de la sciure de bois, des zéolites, de la silice, de l'alumine, de la sépiolite, des aluminosilicates et leurs dérivés, du charbon actif, du noir de carbone, de l'argile, des

poussières d'électrofiltre et des mélanges de ceux-ci.

9. Dispositif de traitement de déchets (D) comprenant un mélangeur (1) comportant un corps (la) percé d'une première ouverture (2) pour l'introduction du déchet (D) à traiter, d'une seconde ouverture (5) pour l'introduction d'au moins un réactif alcalin (R) et d'une troisième ouverture réglable (13) pour l'extraction du mélange déchet / réactif alcalin, un moyen de mélange intime du déchet et dudit au moins un réactif alcalin qui est disposé à l'intérieur du corps (1 a) du mélangeur (1) et qui sert de moyen de convoyage du mélange déchet / réactif alcalin en direction de l'ouverture d'extraction (13) du mélangeur (1), caractérisé en ce que le corps (la) du mélangeur (1) comporte au moins un premier et un deuxième compartiments (A, B) communicant entre eux par une ouverture réglable (9), à travers lesquels s'étend le moyen de mélange et dans

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lesquels le moyen de mélange fonctionne respectivement à une première vitesse (V1), pendant un premier temps de séjour (tl), et à une seconde vitesse (V2), qui est inférieure ou égale à la première vitesse (V1), pendant un second temps de séjour (t2) qui est supérieur au premier temps de séjour (tl).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de mélange est constitué d'un premier arbre rotatif (7) muni de pales(7a), qui est disposé dans l'axe longitudinal central (X) du corps (la) du mélangeur (1) et qui traverse le premier compartiment (A), ainsi que io d'un second arbre rotatif (12) muni, sur une partie de celui-ci, de pales (12a) similaires à celles du premier arbre (7), qui traverse les premier et deuxième compartiments (A, B) et qui est couplé coaxialement audit

premier arbre (7).

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les pales (7a; 12a) des arbres (7;12) comportent chacune deux pans (P, P') de

part et d'autre d'une ligne (L) perpendiculaire à l'axe des arbres (7; 12).

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11,

caractérisé en ce que le corps (la) du mélangeur (1) est muni d'un ou plusieurs conduits (18) d'évacuation des buées susceptibles de se

dégager au cours du mélange déchet / réactif alcalin.

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12,

caractérisé en ce que le corps (la) du mélangeur (1) est muni d'un ou plusieurs piquages (18') destinés à être reliés respectivement à un ou

plusieurs capteur(s) de mesure.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 13,

caractérisé en ce que le corps (la) du mélangeur (1) comporte une

ouverture (5') pour l'introduction d'un additif inerte.