FR2811232A1 - Industrial and domestic waste recycling system consists of shredding and predigesting by physical and chemical action before mixing with soil - Google Patents
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- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
Description
-1 - Le procédé s'applique au recyclage industriel des déchets dits-1 - The process applies to the industrial recycling of so-called waste
banals, c'est à dire peu ou pasbanal, that is to say little or not
toxiques, et peu ou pas inertes, qui représentent la plus grosse part des déchets contemporains. toxic, and little or not inert, which represent the largest share of contemporary waste.
Les déchets banals, industriels et ménagers, sont habituellement éliminés en les concentrant et en les confinant sous terre. Or, des excès de concentration et de confinement de déchets non traités peuvent créer des accumulations locales de pollution qui restent dangereusement évolutives à long terme, et que la nature a beaucoup de mal à résorber. Avec le procédé, il devient possible de recycler rapidement ces déchets, en les dépolluant, en les pré-digérant, puis en les dispersant dans le sol, au sein d'un mélange homogène ayant une composition voisine de la terre. Cela enrichit le sol récepteur tout en lui permettant de finir de transformer naturellement les déchets traités en éléments sains et utiles. Le but du procédé est de permettre aux agents naturels d'exercer leur action physico-chimique, mécanique, et biologique, de manière à pouvoir intégrer dans une terre cultivable une matière extérieure composée de déchets traités, sans contrarier le pouvoir assimilateur intrinsèque de la terre, caractérisée ici comme un mélange équilibré existant Ordinary, industrial and household waste is usually eliminated by concentrating and confining it underground. However, excessive concentration and confinement of untreated waste can create local pollution accumulations which remain dangerously progressive in the long term, and which nature has great difficulty in absorbing. With the process, it becomes possible to quickly recycle this waste, by decontaminating it, by pre-digesting it, then by dispersing it in the soil, within a homogeneous mixture having a composition close to that of the earth. This enriches the receiving soil while allowing it to finish naturally transforming the treated waste into healthy and useful elements. The aim of the process is to allow natural agents to exercise their physico-chemical, mechanical and biological action, so as to be able to integrate into a cultivable soil an external material composed of treated waste, without upsetting the intrinsic assimilative power of the soil. , characterized here as an existing balanced mixture
d'éléments minéraux et organiques, ce pouvoir assimilateur étant alors favorisé par la pré- of mineral and organic elements, this assimilating power then being favored by the pre-
digestion physico-chimique et par la dépollution préalable des déchets. physico-chemical digestion and by the preliminary decontamination of waste.
Dans le procédé, la pré-digestion ne résulte pas d'un compostage progressif par agents biologiques, mais d'un traitement physico-chimique rapide. Pour cela, la matière extérieure apportée est préparée pour lui enlever tout caractère polluant ou contrariant l'effet recherché, et pour faciliter l'action consécutive des agents naturels, dont les principaux sont: - variation d'humidité et de pH, notamment après percolation d'eau atmosphérique - action du rayonnement solaire (notamment ultraviolet et infrarouge) - variations locales de température, qui peuvent être de forte amplitude en cycles courts, In the process, the pre-digestion does not result from a progressive composting by biological agents, but from a fast physico-chemical treatment. For this, the external material provided is prepared to remove any polluting character or counteracting the desired effect, and to facilitate the consecutive action of natural agents, the main ones being: - variation in humidity and pH, especially after percolation atmospheric water - action of solar radiation (especially ultraviolet and infrared) - local variations in temperature, which can be large in short cycles,
- action des micro-organismes animaux et végétaux sur et dans la masse. - action of animal and plant microorganisms on and in the mass.
La préparation par le procédé a pour but de favoriser les réactions dans le mélange entre les eléments des déchets entre eux, d'une part, et entre les déchets et le milieu récepteur, d'autre part, le traitement appliqué aux déchets à cette fin utilisant des moyens coordonnés et complémentaires - moyen physique: augmentation de la surface de contact, et mélange homogène humidifié - moyen chimique: dépollution, et pré- digestion par hydrolyse et variations de pH Ainsi, les principales phases de traitement sont successivement: - une pré-humidification (H20 = jusqu'à 35% de la masse totale) - un broyage très fin, pour déstructurer physiquement la matière et augmenter la surface de contact des particules solides, de manière à intensifier les réactions et les échanges dans la masse traitée, - une imprégnation par un mélange réactif basique, provoquant une déstructuration chimique avec hydrolyse alcaline, sous humidité contrôlée (H20 = de 50% à 60% de la masse totale) - une agitation rapide, intense, pour obtenir un mélange homogène, en lit fluidisé, o se multiplient les contacts successifs entre toutes les surfaces interactives, The purpose of the preparation by the process is to promote reactions in the mixture between the elements of the waste between them, on the one hand, and between the waste and the receiving medium, on the other hand, the treatment applied to the waste for this purpose. using coordinated and complementary means - physical means: increase in the contact surface, and homogeneous humidified mixture - chemical means: depollution, and pre-digestion by hydrolysis and variations in pH Thus, the main treatment phases are successively: - a pre -humidification (H20 = up to 35% of the total mass) - very fine grinding, to physically destructure the material and increase the contact surface of the solid particles, so as to intensify the reactions and exchanges in the treated mass, - impregnation with a basic reactive mixture, causing chemical destructuring with alkaline hydrolysis, under controlled humidity (H20 = from 50% to 60% of the m complete enough) - rapid, intense stirring, to obtain a homogeneous mixture, in a fluidized bed, where the successive contacts between all the interactive surfaces are multiplied,
- un ajustement du pH au moyen d'acide propionique (ou de tout autre acide d'effet équivalent). - an adjustment of the pH using propionic acid (or any other acid with equivalent effect).
- 2- L'action de dépollution inclut une action d'assainissement biologique et une action de blocage des - 2- The depollution action includes a biological sanitation action and an action to block
éventuels métaux lourds traces, dans des structures chimiques insolubles. possible heavy trace metals, in insoluble chemical structures.
L'assainissement biologique est réalisé conjointement par l'hydrolyse, par l'action caustique des Biological sanitation is carried out jointly by hydrolysis, by the caustic action of
réactifs, et par la variation du pH sur une courte période. Dans ces phases du traitement, les micro- reagents, and by the variation of pH over a short period. In these phases of treatment, micro-
organismes de la matière apportée sont rapidement déstructurés, cette matière restant assimilable organisms of the material brought in are rapidly destructured, this material remaining assimilable
ensuite par les micro-organismes endémiques du sol récepteur, sans interactions contrariées. then by endemic micro-organisms of the receiving soil, without thwarted interactions.
Les réactifs alcalins mélangés (pH 12 à 13) sont choisis à la fois pour leur faible impact sur le milieu naturel, pour leur propriétés caustiques, pour leur potentiel d'amendement en cible sol, ainsi que pour leur capacité à insolubiliser les métaux lourds dans des complexes stables malgré une ré-acidification de la masse traitée (large choix d'hydroxydes, carbonates, silicates, aluminates de calcium, sodium, magnésium, etc). Le mélange, en choix des réactifs, et en proportions respectives des réactifs, est à adapter à chaque cas particulier en fonction, par exemple, des valeurs limites de demande chimique ou biologique en oxygène imposées par les nécessités techniques et/ou réglementaires. L'acide utilisé ensuite est choisi pour son potentiel combiné d'assainissement biologique et de contrôle des odeurs dans la partie fermentescible du mélange, en sus de sa capacité à rétablir le pH dans le mélange préalablement alcalinisé, avec un minimum d'interactions contrariantes au contact du mélange alcalin utilisé (acide recommandé: acide propionique). Le pH final du mélange traité est ajusté par ajout dosé de cet acide pour The mixed alkaline reagents (pH 12 to 13) are chosen both for their low impact on the natural environment, for their caustic properties, for their potential for soil target amendment, as well as for their capacity to insolubilize heavy metals in stable complexes despite re-acidification of the treated mass (wide choice of hydroxides, carbonates, silicates, calcium aluminates, sodium, magnesium, etc.). The mixture, as a choice of reagents, and in respective proportions of the reactants, is to be adapted to each particular case as a function, for example, of the limit values for chemical or biological oxygen demand imposed by technical and / or regulatory requirements. The acid then used is chosen for its combined potential for biological sanitation and odor control in the fermentable part of the mixture, in addition to its ability to restore the pH in the previously alkalized mixture, with a minimum of annoying interactions with the contact with the alkaline mixture used (recommended acid: propionic acid). The final pH of the treated mixture is adjusted by metered addition of this acid to
correspondre à celui du milieu récepteur (sol existant), soit une acidité moyenne de 5 à 7. correspond to that of the receiving environment (existing soil), i.e. an average acidity of 5 to 7.
La figure qui illustre un exemple d'application du procédé (fig.1) décrit une installation modulaire The figure which illustrates an example of application of the process (fig. 1) describes a modular installation
compacte, o plusieurs équipements sont assemblés dans un ensemble déplac, çable de cadres- compact, where several pieces of equipment are assembled in a movable set, cable of frames-
conteneurs juxtaposés et coordonnés. juxtaposed and coordinated containers.
Des déchets industriels banals sont déversés en vrac (entrée A) dans un premier broyeur (1), à rotation lente de préférence, qui réduit leur granulométrie moyenne entre 0 et 35 mm environ. Ils sont repris par un convoyeur élévateur à bande, pour être déversés dans un second broyeur affineur (3), à rotation rapide de préférence. Pendant leur transit sur bande, les déchets peuvent être débarrassés des éléments métalliques massifs qu'ils peuvent éventuellement contenir, par l'action d'un dispositif magnétique (2). On peut utiliser un ou plusieurs broyeurs affineurs successifs, en fonction des contraintes de débit et d'usure imposées par l'exploitation, de manière à obtenir une granulométrie moyenne finale d'environ 4 à 8 mm. Dans le dernier broyeur affineur, le broyat de déchets est aspergé d'eau en fines gouttelettes (9), de manière à lui donner une humidité moyenne de l'ordre de 35%, tout en contenant les poussières provoquées par le broyage rapide. Le broyat fin humide est repris et élevé par un convoyeur à vis sans fin, pour être déversé dans le premier bac d'une trémie mélangeuse double (4). Cette trémie est composée de deux bacs jumelés, dont chaque fond est muni d'un extracteur à vis sans fin, dont le régime de rotation permet de doser le débit respectif de matière, en direction d'un échappement commun o la Ordinary industrial waste is dumped in bulk (inlet A) in a first mill (1), preferably with slow rotation, which reduces their average particle size between 0 and 35 mm approximately. They are taken up by a lifting belt conveyor, to be discharged into a second refiner mill (3), preferably with rapid rotation. During their transit on tape, the waste can be freed from the massive metallic elements that it may possibly contain, by the action of a magnetic device (2). One or more successive refiner mills can be used, depending on the flow and wear constraints imposed by the operation, so as to obtain a final average particle size of approximately 4 to 8 mm. In the last refiner mill, the crushed waste is sprinkled with water in fine droplets (9), so as to give it an average humidity of the order of 35%, while containing the dust caused by rapid grinding. The fine wet ground material is taken up and raised by an endless screw conveyor, to be poured into the first tank of a double mixing hopper (4). This hopper is composed of two twin tanks, each bottom of which is fitted with a worm extractor, whose rotation regime allows the respective flow of material to be dosed, towards a common exhaust o the
matière de chaque bac se mélange à l'autre pendant son transit, dans des proportions contrôlées. material from each tank mixes with the other during its transit, in controlled proportions.
-3- Le second bac de la trémie mélangeuse reçoit l'apport d'un substrat meuble humide (entrée B) qui peut être de la terre de déblai de chantiers, ou de la boue de curage de voies d'eau ou de stations d'épuration d'eau. Les proportions respectives moyennes, en masse equivalente de matière sèche, sont d'environ une part de déchets broyés pour deux parts de boues ou de terres. On recherche I'équilibre entre les charges organiques et minérales selon les objectifs de qualité du mélange final -3- The second tank of the mixing hopper receives the contribution of a soft, moist substrate (entry B) which can be earth from construction site excavation, or mud for cleaning waterways or water treatment stations. water treatment. The respective average proportions, in equivalent dry matter mass, are approximately one part of crushed waste for two parts of sludge or soil. We seek the balance between organic and mineral loads according to the quality objectives of the final mixture
traité, notamment pour l'amendement du sol récepteur. treated, in particular for the amendment of the receiving soil.
Le mélange final boue/déchets est extrait de la trémie double par un échappement commun, et il se déverse dans un mélangeur (5), muni de pales et de socs produisant à la fois la translation et le brassage du mélange mis en rotation très rapide (lit fluidisé). Pendant le brassage, le mélange The final mud / waste mixture is extracted from the double hopper by a common exhaust, and it pours into a mixer (5), provided with blades and coulters producing both the translation and the mixing of the mixture set in very rapid rotation (fluidized bed). During brewing, the mixture
reçoit une charge dosée de produits réactifs, alcalins puis acides, sous humidité contrôlée. receives a metered load of reactive products, alkaline then acid, under controlled humidity.
L'humidité est ajustée de manière à porter l'ensemble du mélange à 60% d'H20 environ. On peut introduire un premier réactif alcalin préparateur (par exemple chaux magnésiée) dans le broyat fin humide sortant du dernier broyeur, pendant son déversement dans- la trémie double. Dans le mélangeur (5), le mélange devient physiquement homogène, et chimiquement modifié par l'action du mélange réactif alcalin injecté au point C, sous aspersion conjointe d'eau injectée au point E. Le mélange réactif alcalin produit une hydrolyse de la fraction organique fermentescible et une insolubilisation des métaux lourds éventuellement présents dans le mélange. La proportion usuelle de réactifs alcalins à pH 12-13 peut varier de 4% à 12%, en rapport de masse du mélange à traiter, notamment en fonction de sa part organique et de sa teneur en métaux lourds. La réaction alcaline est stoppée lorsque le mélange en translation atteint le point D, o il reçoit un apport de produit acide, qui rétablit rapidement le pH à un niveau déterminé. La proportion d'acide se détermine par essais, à l'occasion de chaque mélange particulier. Des sondes mesurent l'humidité et le pH en The humidity is adjusted so as to bring the whole mixture to approximately 60% of H 2 O. A first alkaline preparative reagent (for example magnesium lime) can be introduced into the fine wet ground material leaving the last mill, during its pouring into the double hopper. In the mixer (5), the mixture becomes physically homogeneous, and chemically modified by the action of the alkaline reactive mixture injected at point C, under joint spraying of water injected at point E. The alkaline reactive mixture produces a hydrolysis of the fraction organic fermentable and insolubilization of heavy metals possibly present in the mixture. The usual proportion of alkaline reagents at pH 12-13 can vary from 4% to 12%, in mass ratio of the mixture to be treated, in particular depending on its organic part and its heavy metal content. The alkaline reaction is stopped when the translational mixture reaches point D, where it receives a supply of acid product, which quickly restores the pH to a determined level. The proportion of acid is determined by tests, on the occasion of each particular mixture. Probes measure humidity and pH in
divers points du circuit de la matière. various points in the circuit of matter.
La matière traitée est finalement extraite du mélangeur (sortie AB) pour être mise en tas à l'air libre, d'o elle peut être reprise et conditionnée, le conditionnement pouvant consister à l'ensemencer avec des souches bactériennes (sous forme lyophilisée par exemple) complétant, en The treated material is finally extracted from the mixer (outlet AB) to be put in a heap in the open air, from where it can be taken up and conditioned, the conditioning being able to consist of inoculating it with bacterial strains (in lyophilized form by example) supplementing, by
tant que de besoin, I'action des souches endémiques du sol récepteur final. as necessary, the action of endemic strains of the final receptor soil.
D'autres configurations, utilisant des trémies non jumelées pour recevoir respectivement les boues/terres et les déchets broyés, traités dans un ou plusieurs mélangeurs, fonctionnant en Other configurations, using non-twin hoppers to receive respectively the sludge / earth and crushed waste, treated in one or more mixers, operating in
continu ou par lots, peuvent également appliquer le procédé dans des conditions satisfaisantes. continuous or in batches, can also apply the process under satisfactory conditions.
Le procédé peut être appliqué de manière industrielle dans des installations, temporaires ou permanentes, de traitement de déchets. Sa mise en oeuvre étant possible au moyen de dispositifs et d'équipements particulièrement simples et compacts, cela permet de constituer des unités de traitement déplaç,ables, voire mobiles, rapidement assemblées en cadres-conteneurs ou sur remorques routières inter-connectés, ce qui favorise dautant plus la logistique de l'application industrielle. -4- The process can be applied industrially in installations, temporary or permanent, for processing waste. Its implementation being possible by means of particularly simple and compact devices and equipment, this makes it possible to constitute displacement, able, even mobile processing units, quickly assembled in container frames or on interconnected road trailers, which further favors the logistics of industrial application. -4-
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Cited By (1)
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WO2013108041A3 (en) * | 2012-01-19 | 2013-10-03 | Biolite Technologies Limited | Process and method for the treatment of materials, materials thus obtained and uses of these materials |
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