FR2811659A1 - PROCESS AND PLANT FOR THE TREATMENT OF INDUSTRIAL, AGRICULTURAL AND URBAN OR HOUSEHOLD LIQUID WASTE, ESPECIALLY PORK SLURRY - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé et installation de traitement de déchets liquides industriels,Process and installation for treating industrial liquid waste,
agricoles et urbains ouagricultural and urban or
ménagers, notamment du lisier de porc. household goods, in particular pig manure.
Secteur technique de l'invention: La présente invention concerne le secteur technique du traitement de déchets industriels liquides, notamment de l'industrie agroalimentaire, agricoles, Technical sector of the invention: The present invention relates to the technical sector of the treatment of liquid industrial waste, in particular of the food industry, agricultural,
urbains, ou ménagers, et notamment du lisier de porc. urban, or household, and in particular pig manure.
On sait que de tels déchets posent des problèmes insolubles en raison de leur caractère très polluant et/ou toxique, et de leur volume. Le lisier de porc est un exemple parfait de tels déchets extrêmement difficile à traiter, car il est à la fois très polluant (en matières chimiques et par son odeur particulièrement It is known that such waste poses insoluble problems because of their very polluting and / or toxic nature, and their volume. Pig manure is a perfect example of such waste, which is extremely difficult to treat, since it is both very polluting (in terms of chemicals and because of its odor particularly
fétide) et très encombrant.foul) and very bulky.
Art antérieur: 1 5 On connaît, pour des déchets comme le lisier de porc, une technique qui est PRIOR ART: 1 5 A technique is known for waste such as pig manure.
basée essentiellement sur l'épandage. based mainly on spreading.
On procède soit à l'épandage direct, qui n'appelle aucun commentaire particulier si ce n'est qu'il s'agit du mode de " traitement " le plus polluant, soit We proceed either to direct spreading, which does not call for any particular comment except that it is the most polluting "treatment" mode, or
à un épandage indirect.indirect spreading.
Dans le cas de l'épandage indirect, on peut séparer très grossièrement le lisier en une forme dite sèche (en fait, à humidité grossièrement réduite) qui part vers une zone d'épandage direct (on est donc ramené, pour cette part, au problème précédent), et une forme liquide qui part vers un traitement en lagune, o il est pratiquement impossible de réduire, sous des climats tempérés, le volume et la charge polluante à un niveau permettant leur destruction. In the case of indirect spreading, it is possible to very roughly separate the slurry into a so-called dry form (in fact, with roughly reduced humidity) which leaves towards a direct spreading area (we are therefore brought, for this part, to the previous problem), and a liquid form which goes to a lagoon treatment, where it is practically impossible to reduce, in temperate climates, the volume and the polluting load to a level allowing their destruction.
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De nombreuses exploitations utilisent des " plans d'épandage ", c'est-àdire des zones cultivées, notamment en mays, ou cultures de céréales, oléagineuses, légumineuses, o l'on épand le lisier. Le problème de ce type de " traitement " est que: - la pollution par l'odeur n'est évidemment pas supprimée - I'azote sous forme de nitrates est rapidement lessivable et progresse rapidement vers les eaux de surface et vers la nappe phréatique; - il a un coût notamment de transport, et représente une charge de travail, non négligeables - ce coût peut être aggravé par des pertes engendrées par la baisse Many farms use "spreading plans", that is to say cultivated areas, especially in mays, or cereal crops, oilseeds, legumes, where manure is spread. The problem with this type of "treatment" is that: - odor pollution is obviously not eliminated - nitrogen in the form of nitrates is quickly leachable and progresses rapidly towards surface water and towards the water table; - it has a cost, notably of transport, and represents a significant workload - this cost can be aggravated by losses caused by the fall
des cours mondiaux du mais.world corn prices.
Tous les modes antérieurs de " traitement " du lisier ont en commun les inconvénients graves ci-dessous: - les procédés d'évaporation ont un coût énergétique très important et ne donnent qu'un produit concentré contenant tous les polluants initiaux - certains procédés de séchage vers un lisier en " poudre " ont également un coût énergétique très important et ne résolvent pas le problème de l'utilisation finale - dans aucun des cas, le lisier n'est détruit; les procédés antérieurs se bornent à faciliter plus ou moins la manipulation du lisier, quelquefois éviter le transport de trop grandes quantités de liquides, etc..., mais ne visent jamais la destruction du lisier sous des formes non ou peu polluantes, et notamment jamais à faible coût - la forme de pollution par l'odeur n'est jamais éliminée ni même réduite, elle est au mieux quelquefois déplacée; de même pour les autres formes de pollution (nitrates notamment) All the previous modes of "treatment" of liquid manure have in common the serious disadvantages below: - the processes of evaporation have a very important energy cost and give only one concentrated product containing all the initial pollutants - certain drying processes towards a "powder" slurry also have a very high energy cost and does not solve the problem of end use - in none of the cases, the slurry is not destroyed; the previous processes are limited to more or less facilitating the handling of the liquid manure, sometimes avoiding the transport of too large quantities of liquids, etc., but never aim at the destruction of the liquid manure in non or little polluting forms, and in particular never low cost - the form of odor pollution is never eliminated or even reduced, it is sometimes inappropriate at best; the same for other forms of pollution (nitrates in particular)
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- on ne récupère aucun élément utile ou utilisable (sauf dans le cas de l'épandage sur culture de mais mais, on l'a vu, avec en fait des pertes financières notables: on ne peut donc pas évoquer d'élément " utile ". Au contraire, les exploitations souhaiteraient être débarassées de la contrainte énorme que représentent pour elles de tels " plans d'épandage " (centaines d'hectares immobilisés et générant une perte, servitudes de l'épandage, odeur, pollution des sols et des cours d'eau, des nappes phréatiques, etc....). On peut estimer que, en règle générale, un m3 de lisier coûte au moins 25 francs à l'exploitant, avec les inconvénients cidessus et sans aucun profit direct ou indirect, et sans possibilité d'étendre les élevages, qui sont - we do not recover any useful or usable element (except in the case of spreading on corn, but, as we have seen, with in fact significant financial losses: we cannot therefore evoke any "useful" element On the contrary, the farms would like to be freed from the enormous constraint that such "spreading plans" represent for them (hundreds of hectares immobilized and generating a loss, easements for spreading, odor, pollution of soil and yards water, groundwater, etc.). It can be estimated that, as a general rule, one m3 of slurry costs the operator at least 25 francs, with the above drawbacks and without any direct or indirect profit, and without the possibility of expanding the farms, which are
directement liés aux surfaces disponibles d'épandage. directly linked to the available spreading areas.
Il existe donc un besoin important et reconnu pour résoudre le problème du traitement du lisier de porc, ou d'autres déchets dont des exemples seront donnés ci-après et qui posent des problèmes (pollution, volume) comparables. Ce besoin a d'ailleurs été mis en lumière par une actualité de plus en plus fournie depuis environ au moins une décennie, comme par exemple pollution des eaux de surface et des nappes phréatiques, et There is therefore an important and recognized need to solve the problem of the treatment of pig manure, or other waste, examples of which will be given below and which pose comparable problems (pollution, volume). This need has, moreover, been brought to light by news which has been increasingly supplied for at least a decade, such as pollution of surface water and groundwater, and
pollutions analogues.similar pollution.
Malgré l'ampleur évidente du problème, aucune solution apte à résoudre ne serait-ce qu'une partie des inconvénients ci-dessus n'existe à ce jour, et a fortiori pas le problème d'un traitement définitif à un coût similaire ou inférieur à l'épandage, avec solution de la totalité des problèmes posés et même certains avantages comme la récupération d'éléments utiles; Résumé de l'invention: L'invention vise, non plus à déplacer le problème de la pollution par le lisier, ou à simplement réduire quelque peu les difficultés de manipulation par l'exploitant, mais à réellement traiter le lisier par un procédé: - peu coûteux, et très compétitif avec le coût d'un épandage, Despite the obvious magnitude of the problem, no solution capable of solving even a part of the above disadvantages exists to date, and a fortiori not the problem of a definitive treatment at a similar or lower cost. spreading, with solution of all the problems posed and even certain advantages such as the recovery of useful elements; Summary of the invention: The invention no longer aims to displace the problem of pollution by slurry, or to simply reduce somewhat the difficulties of handling by the operator, but to actually treat the slurry by a process: - inexpensive, and very competitive with the cost of spreading,
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- permettant d'augmenter la taille des élevages sans pollution supplémentaire (et même, en réduisant tout à fait la pollution) - qui détruise le lisier, et élimine son odeur, notamment son rejet d'ammoniac permettant de récupérer ses éléments utiles non polluants et en particulier les phosphates - qui ne produise que des agents soit utiles soit non polluants, comme l'eau ou l'azote (ou le C02 qui est évidemment moins polluant que les effets de l'épandage) - making it possible to increase the size of farms without additional pollution (and even, by completely reducing pollution) - which destroys the slurry, and eliminates its odor, in particular its release of ammonia making it possible to recover its useful non-polluting elements and in particular phosphates - which only produces useful or non-polluting agents, such as water or nitrogen (or C02 which is obviously less polluting than the effects of spreading)
- tout en détruisant les éléments polluants comme les nitrates. - while destroying polluting elements such as nitrates.
Selon l'invention, on procède essentiellement à une évaporation d'une partie substantielle de l'eau du lisier, combinée à une incinération du concentrat ainsi obtenu. Le procédé ou l'installation selon l'invention produit essentiellement: - de l'eau à moins de 50 en DCO (demande chimique en oxygène), pouvant être rejetée dans le milieu naturel ou réutilisée en irrigation ou lavage de la vapeur d'eau, de l'azote, du gaz carbonique, et des cendres essentiellement composées de phosphates ou composés phosphorés, le tout avec une très faible consommation d'énergie et un coût According to the invention, essentially a substantial part of the slurry water is evaporated, combined with an incineration of the concentrate thus obtained. The process or installation according to the invention essentially produces: water of less than 50 COD (chemical oxygen demand), which can be discharged into the natural environment or reused in irrigation or washing of steam , nitrogen, carbon dioxide, and ash mainly composed of phosphates or phosphorus compounds, all with very low energy consumption and cost
d'investissement et de traitement acceptables. investment and processing acceptable.
Il est doublement surprenant de constater qu'il est possible de résoudre tous les problèmes posés par le lisier, et de récupérer de plus des éléments It is doubly surprising to note that it is possible to solve all the problems posed by the slurry, and to recover more elements
utiles, au prix d'une consommation d'énergie très faible. useful, at the cost of very low energy consumption.
TQD 110700 5TQD 110700 5
Description détaillée de l'invention: Detailed description of the invention:
L'invention concerne donc un procédé ou une installation de traitement de déchets liquides contenant de l'eau et des substances polluantes et/ou toxiques, comme le lisier de porc, caractérisé en ce qu'il comporte au moins: e) une étape d'évaporation thermique 1 d'une proportion substantielle de ladite eau, et f) une étape d'incinération 2 du concentrat 9 obtenu dans l'étape e) précédente. Selon un mode de réalisation préféré, l'invention concerne un procédé de ce type, caractérisé en ce que il comprend de plus b) une étape préalable de séparation 3 du lisier 20 en une phase dite The invention therefore relates to a method or an installation for treating liquid waste containing water and polluting and / or toxic substances, such as pig manure, characterized in that it comprises at least: e) a step d thermal evaporation 1 of a substantial proportion of said water, and f) an incineration step 2 of the concentrate 9 obtained in step e) above. According to a preferred embodiment, the invention relates to a process of this type, characterized in that it further comprises b) a prior step of separation 3 of the slurry 20 in a so-called phase
liquide 30 et en une phase dite sèche 11. liquid 30 and in a so-called dry phase 11.
Selon un mode de réalisation préféré, l'invention concerne un procédé de ce type, caractérisé en ce que il comprend de plus - une ou plusieurs étapes de stockage a), c), des produits intermédiaires. Selon un mode de réalisation tout à fait préféré, le procédé ou installation selon l'invention utilise un évaporateur 1 du type à recompression mécanique According to a preferred embodiment, the invention relates to a process of this type, characterized in that it further comprises - one or more stages of storage a), c), intermediate products. According to an entirely preferred embodiment, the method or installation according to the invention uses an evaporator 1 of the mechanical recompression type
de vapeur, qui sera décrit ci-dessous. vapor, which will be described below.
L'évaporateur est de préférence à plusieurs étages. The evaporator is preferably multi-stage.
Selon encore un mode de réalisation, le procédé ou installation selon l'invention utilise un incinérateur 2 du type à recirculation (13) de matériau According to yet another embodiment, the method or installation according to the invention uses an incinerator 2 of the recirculation type (13) of material
calorporteur, qui sera décrit ci-dessous. cooler, which will be described below.
TQD 110700 6TQD 110700 6
Selon encore un mode de réalisation préféré, ledit incinérateur 2 est du type à lit fluidisé et recirculation (13) de matériau calorporteur et prémélange de ce matériau calorporteur (5) avec au moins une partie substantielle du concentrat (9) obtenu dans l'étape d'évaporation. De tels incinérateurs sont décrits par exemple dans le brevet PCT W O According to another preferred embodiment, said incinerator 2 is of the fluidized bed and recirculation type (13) of heat-carrying material and premix of this heat-carrying material (5) with at least a substantial part of the concentrate (9) obtained in step evaporation. Such incinerators are described for example in the patent PCT W O
/23317./ 23317.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on
lecture de la description qui va suivre, et en se référant au dessin annexé sur reading of the description which will follow, and with reference to the attached drawing on
lequel: - la figure 1 représente le schéma général fonctionnel d'un mode de which: FIG. 1 represents the general functional diagram of a mode of
réalisation non limitatif du procédé ou installation selon l'invention. non-limiting implementation of the process or installation according to the invention.
- la figure 2 représente un schéma plus détaillé de réalisation et de mise en oeuvre du procédé ou installation selon l'invention, dans sa forme - Figure 2 shows a more detailed diagram of implementation and implementation of the method or installation according to the invention, in its form
préférée, mais non limitative.preferred, but not limiting.
- la figure 3 représente un schéma détaillé de l'installation préférée selon l'invention. Sur les figures annexées, les mêmes références ont les mêmes - Figure 3 shows a detailed diagram of the preferred installation according to the invention. In the appended figures, the same references have the same
significations, qui sont les suivantes. meanings, which are as follows.
Note: dans toute la présente demande, par simplicité, et afin de ne pas multiplier les références lorsque cela n'est pas utile à la compréhension, on désignera par une référence X indifféremment, selon le contexte, soit un produit soit une zone ou dispositif. Par exemple, la référence 5 pourra désigner soit le sable en recirculation, soit la zone de prémélange de ce Note: throughout this application, for simplicity, and in order not to multiply the references when this is not useful for understanding, we will designate by a reference X either, depending on the context, either a product or a zone or device . For example, the reference 5 could designate either the recirculating sand, or the premix zone of this
sable avec le condensat 9.sand with condensate 9.
TQD 110700 7TQD 110700 7
1 évaporateur 2 incinérateur 3 étape de séparation phase " sèche " " phase liquide " TP transport pneumatique 4 filtre des fumées matériau caloporteur en cours de recirculation, lors de l'étape préférée de prémélange avec le concentrat 9 (désigne également le mélange sable recirculé + concentrat et la zone de réalisation de ce mélange) 6 cendres (notamment phosphates et produits non volatils) 1 o 7 cuve de stockage de la phase dite " sèche " 8 cuve de stockage de la phase dite " humide " ou " liquide " 9 concentrat de fond d'évaporateur eau distillée, de sortie haute de l'évaporateur 11 phase dite " sèche " 12 système de réglage du pH (par un acide) 13 recirculation d'au moins une fraction du matériau caloporteur de l'incinérateur (notamment, de sable) 14 recyclage éventuel de la phase sèche vers l'incinérateur conduit de recirculation du matériau caloporteur (notamment sable), mélangé avec du concentrat, vers l'incinérateur 1 evaporator 2 incinerator 3 separation stage "dry" phase "liquid phase" TP pneumatic transport 4 smoke filter heat transfer material during recirculation, during the preferred step of premixing with concentrate 9 (also designates the recirculated sand mixture + concentrate and the mixing area) 6 ash (especially phosphates and non-volatile products) 1 o 7 storage tank of the so-called "dry" phase 8 storage tank of the so-called "wet" or "liquid" phase 9 concentrate bottom of evaporator distilled water, high outlet of the evaporator 11 so-called "dry" phase 12 pH adjustment system (by an acid) 13 recirculation of at least a fraction of the heat transfer material from the incinerator (in particular, of sand) 14 possible recycling of the dry phase to the incinerator recirculation pipe of the heat transfer material (especially sand), mixed with concentrate, to the incinerator
TQD 110700 8TQD 110700 8
lisier en provenance des fosses de l'exploitation 21 cuve de stockage et d'homogénéisation de ce lisier rejet d'azote, vapeur d'eau, gaz carbonique 26 sortie haute de l'incinérateur, vers le filtre à fumées 27 air de combustion 28 pompe de circulation 29 conduite de la phase liquide 8 vers l'évaporateur conduite de la phase liquide vers la cuve de stockage 8 31 agitateur o 32 conduite d'alimentation du séparateur en lisier 33 pompe d'alimentation immergée 34 recirculation de l'eau récupérée au niveau de l'incinérateur (zone 5 de prémélange sable + concentrats)vers la cuve de stockage 8 partie supérieure de l'incinérateur 36 gaz de combustion, air, de préchauffe 37 vers épandage 38 introduction éventuelle de concentrats 9 avec l'eau 42 récupérée de la zone de prémélange 5 avec le milieu caloporteur, comme du sable, pour recyclage par la conduite 34 slurry from farm pits 21 storage and homogenization tank for this slurry nitrogen discharge, water vapor, carbon dioxide 26 high outlet from the incinerator, to the smoke filter 27 combustion air 28 circulation pump 29 pipe from the liquid phase 8 to the evaporator pipe from the liquid phase to the storage tank 8 31 agitator o 32 feed line for the slurry separator 33 submerged feed pump 34 recirculation of the recovered water at the incinerator (zone 5 of premix sand + concentrates) towards the storage tank 8 upper part of the incinerator 36 combustion gases, air, preheating 37 towards spreading 38 possible introduction of concentrates 9 with water 42 recovered from the premix zone 5 with the heat transfer medium, such as sand, for recycling via the pipe 34
TQD 110700 9TQD 110 700 9
39 compresseur d'air de combustion partie basse de l'incinérateur (créant le lit fluidisé) 41 vers incinération extérieure 42 système de lavage, par de la phase liquide 38, des gaz en provenance du sable recyclé et prémélangé (5) avec le concentrat (9) et de récupération de l'eau 43, 3 circuit d'introduction du concentrat 9 (éventuellement prémélangé avec le milieu caloporteur recirculé 5) 44 valorisation par compostage (46) ou encapsulage (47) O 45 recyclage des gaz lavés en provenance du sable recyclé et prémélangé (5) avec le concentrat point d'entrée de la phase liquide dans l'évaporateur 39 combustion air compressor lower part of the incinerator (creating the fluidized bed) 41 to external incineration 42 washing system, with liquid phase 38, gases from the recycled sand and premixed (5) with the concentrate (9) and water recovery 43, 3 circuit for introducing the concentrate 9 (possibly premixed with the recirculated heat transfer medium 5) 44 recovery by composting (46) or encapsulation (47) O 45 recycling of the gases washed from recycled and premixed sand (5) with the concentrate point of entry of the liquid phase into the evaporator
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, et The invention will be better understood on reading the description which follows, and
des exemples non limitatifs ci-dessous. non-limiting examples below.
Selon le mode général représenté sur la figure 1, le procédé ou installation de traitement selon l'invention est caractérisé en ce qu' il comporte un évaporateur 1 combiné avec un incinérateur 2 qui traite le concentrat 9 obtenu au fond de l'évaporateur, ledit incinérateur 2 possédant un moyen de chauffage quelconque (non représenté car connu de l'homme de métier, notamment par le brevet WO précité) et détruisant ledit concentrat 9 en According to the general mode represented in FIG. 1, the treatment method or installation according to the invention is characterized in that it comprises an evaporator 1 combined with an incinerator 2 which treats the concentrate 9 obtained at the bottom of the evaporator, said incinerator 2 having any heating means (not shown as known to those skilled in the art, in particular by the aforementioned WO patent) and destroying said concentrate 9 by
produisant (26) des gaz H20, C02, N2 et des cendres. producing (26) H20, C02, N2 gases and ash.
De manière préférée, comme représenté sur la figure 1, ledit incinérateur 1 contient une charge de matériau caloporteur inerte préchauffé au démarrage par le mélange 36 introduit de préférence en partie médiane ou haute 35 de Preferably, as shown in FIG. 1, said incinerator 1 contains a charge of inert heat transfer material preheated at start-up by the mixture 36 preferably introduced in the middle or upper part 35 of
TQD 110700 10TQD 110700 10
I'incinérateur, et animé de préférence d'un mouvement descendant sous l'action de l'arrivée de la charge de concentrat 9 (par exemple par un The incinerator, and preferably driven by a downward movement under the action of the arrival of the charge of concentrate 9 (for example by a
système de transport pneumatique TP ou analogue). pneumatic transport system TP or the like).
De manière tout à fait préférée, ledit incinérateur comporte un circuit de recirculation (13) dudit matériau caloporteur, au moins une fraction dudit matériau caloporteur étant prélevée dans une zone supérieure (35, 45) dudit In an entirely preferred manner, said incinerator comprises a recirculation circuit (13) of said heat transfer material, at least a fraction of said heat transfer material being taken from an upper zone (35, 45) of said
incinérateur et étant réintroduite à la base (40, ou 35) dudit incinérateur. incinerator and being reintroduced to the base (40, or 35) of said incinerator.
Selon une autre option, la charge est introduite à la partie inférieure de l'incinérateur, et subit avec le matériau caloporteur, notamment du sable, un mouvement ascendant; dans ce cas, le point de recirculation de matériau caloporteur 13 est situé dans la zone 35 et inversement le prémélange 5 est amené vers la partie basse de l'incinérateur, o se forme le lit fluidisé, par According to another option, the charge is introduced to the lower part of the incinerator, and undergoes with the heat transfer material, in particular sand, an upward movement; in this case, the recirculation point of the heat transfer material 13 is located in the zone 35 and conversely the premix 5 is brought to the lower part of the incinerator, where the fluidized bed is formed, by
exemple par une vis sans fin ou analogue. example by a worm or the like.
De préférence, ledit prémélange 5 est préchauffé par de I 'énergie thermique récupérée de l'incinérateur, soit au niveau du brûleur soit au niveau des Preferably, said premix 5 is preheated with thermal energy recovered from the incinerator, either at the burner or at the
parois, et tout système analogue à la portée de l'homme de métier. walls, and any similar system within the reach of the skilled person.
De manière tout à fait préférée, I'incinérateur fonctionne en lit fluidisé par insufflation de gaz ou d'air en zone 40, les gaz pouvant être des gaz de Most preferably, the incinerator operates in a fluidized bed by blowing gas or air into zone 40, the gases possibly being
combustion servant à au moins amorcer le chauffage de la charge. combustion used to at least initiate heating of the load.
De manière encore préférée, au moins une fraction dudit matériau caloporteur recirculé (13) est prémélangée, avant sa réintroduction dans ledit incinérateur 2, avec au moins une fraction du concentrat 9 provenant de l'étape d'évaporation 1, dans une zone 5, et l'ensemble est réintroduit dans ledit More preferably, at least a fraction of said recirculated heat transfer material (13) is premixed, before its reintroduction into said incinerator 2, with at least a fraction of the concentrate 9 coming from the evaporation step 1, in a zone 5, and the assembly is reintroduced into said
incinérateur 2.incinerator 2.
De préférence, la totalité ou la quasi totalité dudit matériau caloporteur (13) est Preferably, all or almost all of said heat transfer material (13) is
prémélangée avec la totalité ou la quasi totalité dudit concentrat 9. premixed with all or almost all of said concentrate 9.
TQD 110700 1 1TQD 110700 1 1
Selon un mode de réalisation préféré, ledit prémélange 5 (et/ou ledit matériau caloporteur recirculé 13 et/ou ledit concentrat 9) est ou sont préchauffé(s) par un moyen de chauffage annexe ou par l'énergie générée According to a preferred embodiment, said premix 5 (and / or said recirculated heat transfer material 13 and / or said concentrate 9) is or are preheated by an auxiliary heating means or by the energy generated
par I'incinérateur.by the incinerator.
On utilisera, pour chauffer l'incinérateur ou participer au chauffage, et récupérer un maximum d'énergie, un compresseur 29 alimenté en air 27 et en gaz de We will use, to heat the incinerator or participate in the heating, and recover a maximum of energy, a compressor 29 supplied with air 27 and
recirculation 45 provenant du moyen de lavage 42. recirculation 45 coming from the washing means 42.
De préférence, on récupère l'eau en provenance du prémélange 5, dans la cuve 42, et on peut la mélanger avec de la phase liquide 30, 8 amenée par 1 o la conduite 38, et on recircule ce mélange par le conduit 34 vers la cuve de Preferably, the water from the premix 5 is recovered in the tank 42, and it can be mixed with the liquid phase 30, 8 supplied by 1 o line 38, and this mixture is recirculated through line 34 to the tank
stockage 8 de la phase liquide.storage 8 of the liquid phase.
L'homme de métier saura optimiser, de cette manière et de manière analogue, les étapes du procédé, et notamment récupérer un maximum A person skilled in the art will be able to optimize the steps of the process in this way and in a similar manner, and in particular to recover a maximum
d'énergie thermique.of thermal energy.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit évaporateur 1 est un évaporateur dit " à recompression mécanique de vapeur ", c'est-à-dire dans lequel on effectue au démarrage de l'installation une chauffe jusqu'à la " première buée " (c'est-à-dire la première émission de vapeur) , après quoi on prélève au moins une partie de la vapeur émise, on la comprime dans un compresseur, et on la renvoie vers la base de l'évaporateur, cette vapeur assurant ensuite la chauffe de la charge, ici la charge de phase liquide (30, 8, According to a preferred embodiment, said evaporator 1 is an evaporator known as "with mechanical vapor recompression", that is to say in which, at the start of the installation, heating is carried out until the "first mist" ( that is to say the first emission of steam), after which at least part of the emitted steam is taken, it is compressed in a compressor, and it is returned to the base of the evaporator, this steam then providing the heating of the charge, here the charge of liquid phase (30, 8,
29) du lisier 20 ou autre déchet liquide. 29) slurry 20 or other liquid waste.
L'évaporateur produit, ce qui est un des atouts cruciaux de la présente The evaporator produced, which is one of the crucial advantages of this
invention, une eau distillée (10) de DCO < 50, c'est-à-dire non polluante. invention, distilled water (10) COD <50, that is to say non-polluting.
L'évaporateur produit environ 1 / 10 du volume entrant de concentrat 9, et The evaporator produces approximately 1/10 of the incoming volume of concentrate 9, and
environ 9/ 10 d'eau.about 9/10 of water.
Selon encore un mode de réalisation préféré, on récupère au moins une partie de l'énergie thermique générée par l'incinérateur pour chauffer According to yet another preferred embodiment, at least part of the thermal energy generated by the incinerator is recovered to heat
TQD 110700 12TQD 110700 12
l'évaporateur et/ ou préchauffer (à environ 50 - 70 C) la phase liquide de the evaporator and / or preheat (to around 50 - 70 C) the liquid phase of
lisier (8, 29) entrant en (50) dans l'évaporateur. slurry (8, 29) entering (50) in the evaporator.
Selon une réalisation tout à fait préférée, le procédé ou installation selon l'invention comporte de plus une première étape de séparation (3) du lisier entrant 20 (en provenance des pré-fosses) en, d'une part une phase dite According to an entirely preferred embodiment, the method or installation according to the invention further comprises a first step of separation (3) of the incoming slurry 20 (from the pre-pits) into, on the one hand a so-called phase
" sèche " (11) et, d'autre part, une phase dite " liquide " (30, 8, 29). "dry" (11) and, on the other hand, a phase called "liquid" (30, 8, 29).
On utilise de préférence un séparateur de type " FAN TM connu de l'homme de métier, alimenté via une cuve de stockage 21 comportant une pompe Preferably, a "FAN TM" type separator known to those skilled in the art is used, supplied via a storage tank 21 comprising a pump.
immergée 33 d'alimentation.submerged feed 33.
O La phase sèche 11 est reçue dans une cuve de stockage 7 et est ensuite, soit valorisée (44) par compostage (46) ou encapsulage (47) (notamment par un polymère superabsorbant), soit dirigée (14) vers l'incinérateur 1, de préférence au niveau de la zone de prémélange 5 avec le matériau caloporteur. La phase liquide (30) est dirigée vers l'évaporateur 1, via éventuellement O The dry phase 11 is received in a storage tank 7 and is then either recovered (44) by composting (46) or encapsulation (47) (in particular by a superabsorbent polymer), or directed (14) to the incinerator 1 , preferably at the premix zone 5 with the heat transfer material. The liquid phase (30) is directed to the evaporator 1, via possibly
une cuve de stockage 8 comportant un système de réglage du pH 12. a storage tank 8 comprising a pH adjustment system 12.
Une partie de cette phase liquide peut être dirigée en 38 vers une cuve 42 de récupération de l'humidité ou eau contenue dans le concentrat 9 dans la zone 5 (une évaporation de l'eau se produit, notamment si la zone 5 est préchauffée par un gaz de combustion, ou bien, même sans préchauffage, Part of this liquid phase can be directed at 38 to a tank 42 for recovering the moisture or water contained in the concentrate 9 in zone 5 (evaporation of the water occurs, especially if zone 5 is preheated by a combustion gas, or even without preheating,
du simple fait de la chaleur du matériau caloporteur chaud recyclé en 13). simply because of the heat of the hot heat transfer material recycled in 13).
Le concentrat produit en fond d'évaporateur est reçu de préférence dans une cuve de stockage 9 et peut être, soit de préférence dirigé par une conduite et pompe 28 vers l'incinérateur (ou de préférence vers la zone de prémélange 5), soit dirigé vers un épandage (37) (selon les besoins de l'exploitation, notamment si celle-ci doit utiliser un plan d'épandage de mais ou autre culture), soit vers un incinérateur de type 1 mais délocalisé 41 (si l'exploitation The concentrate produced at the bottom of the evaporator is preferably received in a storage tank 9 and can either be preferably directed by a line and pump 28 to the incinerator (or preferably to the premix zone 5), or be directed towards spreading (37) (depending on the needs of the farm, in particular if the farm must use a corn or other crop spreading plan), or towards a type 1 but delocalized incinerator 41 (if the farm
est de petite taille par exemple).is small for example).
TQD 110700 13TQD 110700 13
De manière tout à fait préférée, le matériau caloporteur est un sable, sable de Most preferably, the heat transfer material is sand,
fonderie au analogue.analog foundry.
Selon un mode de réalisation préféré,, la phase gazeuse 26 sortant en tête de l'incinérateur 1 passe dans un filtre à fumées 4 qui sépare les gaz H20, N2 et C02 des cendres 6 (notamment nitrates, phosphates) qui sont récupérées. According to a preferred embodiment, the gas phase 26 exiting at the head of the incinerator 1 passes through a smoke filter 4 which separates the gases H20, N2 and C02 from the ashes 6 (in particular nitrates, phosphates) which are recovered.
EXEMPLES:EXAMPLES:
On parvient avec le procédé et l'installation selon l'invention à traiter environ We arrive with the method and the installation according to the invention to be treated approximately.
600 kg / h de boues concentrées de lisier de porc (concentrat 9). 600 kg / h of concentrated slurry of pig manure (concentrate 9).
L'eau 10 produite revient à 10 F le m3 pour un évaporateur capable de traiter environ 5 t / h de phase liquide 29, et son coût peut être abaissé à The water 10 produced returns to 10 F per m3 for an evaporator capable of treating approximately 5 t / h of liquid phase 29, and its cost can be lowered to
seulement 3 F le m3 si la capacité de l'évaporateur est portée à 150 t/h. only 3 F per m3 if the evaporator capacity is increased to 150 t / h.
On comparera utilement ces valeurs au fait qu'un m3 de lisier coûte actuellement à l'exploitant environ 25 F par m3, avec les inconvénients These values will usefully be compared to the fact that one m3 of slurry currently costs the operator about 25 F per m3, with the disadvantages
actuels énoncés plus haut.current stated above.
Par ailleurs, I'emprise au sol d'une installation selon l'invention est environ 10 Furthermore, the footprint of an installation according to the invention is approximately 10
fois moindre qu'une station d'épuration par exemple. times less than a treatment plant for example.
Sur la figure 2 annexée, les paramètres de fonctionnement sont, à titre In the appended FIG. 2, the operating parameters are, by way of
d'exemple non limitatif, les suivants. non-limiting example, the following.
Cuve 21 1000 m3 Cuve 7 20 m3 Cuve 8 100 m3 Séparateur de type FANTM 10 à 20 m3 / h Matières 11 30 % MS (matières sèches) Tank 21 1000 m3 Tank 7 20 m3 Tank 8 100 m3 FANTM type separator 10 to 20 m3 / h Material 11 30% DM (dry matter)
TQD 110700 14TQD 110700 14
Phase liquide 30 maxi 3% MS Concentrats 9 40 % MS On voit donc que le procédé et l'installation selon l'invention apportent de manière surprenante une solution à tous les problèmes du lisier, en le détruisant totalement, en éliminant toute pollution, et en produisant au contraire Liquid phase 30 max 3% DM Concentrates 9 40% DM We can therefore see that the process and installation according to the invention surprisingly provide a solution to all the problems of liquid manure, by completely destroying it, eliminating all pollution, and by producing on the contrary
une eau propre à faible coût.clean water at low cost.
L'utilisation de ce procédé qui élimine la nuisance du lisier de porc permet une approche différente de ce type d'élevage. En particulier, la taille des o élevages pourra être nettement augmentée étant donné que les problèmes de plan d'épandage n'entreront plus en ligne de compte. D'autre part, la dégradation de la qualité de l'eau des nappes phréatiques sera supprimée The use of this process which eliminates the nuisance of pig manure allows a different approach to this type of farming. In particular, the size of o farms can be significantly increased since the problems of spreading plan will no longer be taken into account. On the other hand, the degradation of the quality of groundwater will be eliminated
et même, dans les prochaines années, leur qualité sera améliorée. and even, in the coming years, their quality will be improved.
L'invention revêt donc une importance économique considérable. The invention is therefore of considerable economic importance.
Les applications de l'invention concernent en tout premier lieu la destruction du lisier de porc, notamment dans les exploitations d'élevage intensif de grande capacité, mais aussi, avec éventuellement quelques adaptations évidentes: le traitement des eaux résiduaires notamment urbaines - le traitement de déchets liquides agroalimentaires comme les déchets de laiteries, les déchets tels que les boues d' épluchures de pomme de terre, ou de sucreries - certaines boues de papeteries, The applications of the invention relate first of all to the destruction of pig manure, in particular in large-scale intensive livestock operations, but also, with possibly some obvious adaptations: the treatment of waste water, especially urban waste water - the treatment of liquid food waste such as dairy waste, waste such as potato peel sludge, or sweets - some stationery sludge,
- certaines boues de l'industrie chimique. - certain sludges from the chemical industry.
TQD 110700 15TQD 110700 15
L'invention couvre encore les produits industriels valorisés par le procédé ou The invention also covers industrial products recovered by the process or
installation selon l'invention.installation according to the invention.
L'invention couvre également tous les modes de réalisation et toutes les applications qui seront directement accessibles à l'homme de métier à la lecture de la présente demande, de ses connaissances propres et The invention also covers all the embodiments and all the applications which will be directly accessible to those skilled in the art on reading the present application, their own knowledge and
éventuellement de quelques essais de routine. possibly some routine tests.
Claims (24)
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
FR0009278A FR2811659B1 (en) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | PROCESS AND PLANT FOR THE TREATMENT OF INDUSTRIAL, AGRICULTURAL AND URBAN OR HOUSEHOLD LIQUID WASTE, IN PARTICULAR PIG MANURE |
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AU2001272617A AU2001272617A1 (en) | 2000-07-11 | 2001-07-03 | Method and installation for treating industrial, agricultural and urban or agricultural waste, in particular pig slurry |
Applications Claiming Priority (1)
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