WO2004080919A1 - Procede de valorisation des effluents de lavage de la laine et produit ainsi obtenu - Google Patents

Procede de valorisation des effluents de lavage de la laine et produit ainsi obtenu Download PDF

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    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Definitions

  • the invention relates to a process for recovering wool washing effluents.
  • Raw wool from rearing areas must be cleaned before it can be carded and combed to condition it for use by weavers or others.
  • this wool contains grease, grease, dust as well as vegetable matter.
  • This surfactant makes it possible to emulsify the fat deposited on the wool.
  • the washing water is partially discharged during the continuous treatment and, periodically, a complete emptying of the installations is carried out.
  • This washing water can only be discharged to nature as recycled if it is treated.
  • This washing water is led to decanters in order to recover the heavy sandy matter. After decantation, this washing water is mixed with the rinsing water before being, in part, evaporated in an evaporator.
  • This concentrate then still contains 40% water, 99000 mg / kg of fat and a non-negligible amount of carbonates and potassium (K2O).
  • this concentrate comes in the form of a greasy mud that hardens quickly.
  • this concentrate is used to supply fuel to a boiler but the investment is heavy because this concentrate contains sand which is an unfavorable factor for the proper functioning of the boiler because the silica in the presence of potash is transformed into glass.
  • the invention aims to enhance the washing effluents.
  • the subject of the invention is a process for recovering wool washing effluents comprising at least one evaporation step with a view to obtaining a concentrate whose dryness is between 35 and 50%, this process being characterized in that a quantity of quicklime of about 40 to 50% by weight of the concentrate is rapidly mixed with the concentrate having a temperature above 70 ° Celsius in order to carry out a rapid exothermic reaction and, after a short period of the order five minutes, the product resulting from the mixture is removed.
  • the invention also relates to the product obtained.
  • the volume of rinse water is twice that of the wash water.
  • the washing water 1 is led to a decanter 3 in order to remove the heavy particles then this washing water is mixed with the rinsing water 2. Due to the volumes of wool treated and the areas of provenances located, the dry matter content is relatively constant of the order of 3.5 to 4% by weight of the effluent.
  • the decanted washing water mixed with the rinsing water whose water content is of the order of 9 ⁇ % is then concentrated in an evaporator 10 by evaporation to obtain a concentrate whose water content is of the order of 40% ie between 35% and 50%.
  • the concentrate contains approximately the same amounts of components as the effluent.
  • the volatile compounds, ammonia type, dissolve in the evaporation distillate.
  • a quantity of quicklime 6 (CaO) of approximately 40 to 50% by weight of the concentrate is rapidly mixed with concentrate 5 having a temperature above 70 ° Celsius in order to carry out a rapid exothermic reaction and the product is removed. mixing after a short period of the order of five minutes.
  • the evacuated mixture constitutes the product obtained by the process.
  • the concentrate 5 is introduced at a temperature of 80 to 85 ° Celsius, - the quantity of quicklime 6 calculated from the weight of the concentrate is rapidly introduced,
  • This energy is produced by the exothermic reaction and it allows water already at a high temperature of the order of 80 ° to quickly pass into the vapor state.
  • This product 8 obtained constitutes an organic calcium potassium amendment which can be used on acidic soils, in particular, thanks to the addition of calcium.
  • composition of this product is obviously dependent on the original composition of the effluent but, as indicated above, this composition is relatively stable over time.
  • the average composition can be assessed as follows:
  • Another advantage consists in the fact that the content of hydrocarbon or other polluting materials which are generally found in large quantities in the concentrates coming from treatment plants is, in the present case, very low or even zero due to the origin even wool. Indeed, wool farms are located in almost non-industrialized areas where pollution by heavy metals is little present.
  • the material obtained is in a relatively dry granular form, the humidity rate being of the order of 10 to 15%.
  • the material used for mixing the concentrate is a concrete mixer type mixer, the concentrate coming from a storage tank being introduced in liquid form at 80/85 ° Celsius by means of a pump or by gravity if possible and lime live conveyed by means of a screw conveyor from a silo located near the mixer, the latter being mounted on a scale allowing control and metering of the quantities of materials introduced.

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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de valorisation des effluents de lavage de la laine comportant au moins une étape d'évaporation en vue d'obtenir un concentrat dont la siccité est comprise entre 35% et 50%. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on mélange rapidement au concentrat (5) ayant une température supérieure à 70° Celsius une quantité de chaux vive (6) (CaO) d'environ 40 à 50% en poids du concentrat afin de réaliser une réaction exothermique rapide et, après une courte période de l'ordre de cinq minutes, on évacue le produit résultant du mélange.

Description

PROCEDE D VALORISATION DES EFFLUENTS
PE LAVAGE PE LA LAINE ET PRODUIT AINSI OBTENU
L'invention se rapporte à un procédé de valorisation des effluents de lavage de la laine.
Elle se rapporte également au produit ainsi obtenu.
La laine brute provenant des zones d'élevage doit être nettoyée avant de pouvoir être cardée et peignée pour la conditionner en vue d'une utilisation par les tisseurs ou autres.
En effet, cette laine comporte du suint, de la graisse, des poussières ainsi que des matières végétales.
Pour laver cette laine, on utilise une eau adoucie dont le Ph est amené au voisinage de neuf afin de renforcer le pouvoir détergent de l'agent tensio-actif utilisé.
Cet agent tensio-actif permet de mettre en émulsion la graisse déposée sur la laine.
L'eau de lavage est évacuée partiellement pendant le traitement continu et, périodiquement, une vidange complète des installations est réalisée.
Cette eau de lavage ne peut être évacuée vers la nature en recyclée que si elle est traitée.
Cette eau de lavage est conduite vers des décanteurs afin de récupérer les matières sableuses lourdes. Après décantation, cette eau de lavage est mélangée avec l'eau de rinçage avant d'être, pour partie, évaporée dans un évaporateur.
Compte tenu des quantités traitées et de la provenance des laines issues de zones d'élevage bien déterminées, statistiquement la composition du concentrât après évaporation est stable. Dans certain cas, l'évaporation est limitée voire n'est pas une étape de traitement afin de pouvoir envoyer le concentrât vers des systèmes d'epandage par arrosage de champs. Cette formule a des limites en ce sens que l'acheminement des effluents par canalisation ne permet pas de couvrir une vaste étendue.
On préfère donc augmenter l'évaporation afin de minimiser les volumes.
Ce concentrât contient alors encore 40% d'eau, 99000mg/kg de matières grasses et une quantité non négligeable de carbonates et de potassium (K2O).
En raison de la graisse qu'il contient, ce concentrât se présente sous la forme d'une boue graisseuse qui se durcit rapidement.
Généralement, une partie de ce concentrât sert à alimenter en combustible une chaudière mais l'investissement est lourd car ce concentrât contient du sable qui est un facteur défavorable pour le bon fonctionnement de la chaudière car la silice en présence de potasse se transforme en verre.
Ce concentrât est également parfois utilisé par les agriculteurs pour amender leurs terres mais l'épandage est problématique en raison de son aspect figé.
Par ailleurs, l'apport nutritionnel pour les agriculteurs reste pauvre sous cette forme et, de ce fait, ce type de produit est généralement mis en décharge.
L'enlèvement de ce concentrât et son stockage en décharge présentent un coût devenu désormais non négligeable pour ces installations de lavage.
L'invention a pour objectif de valoriser les effluents de lavage.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de valorisation des effluents de lavage de laine comportant au moins une étape d'évaporation en vue d'obtenir un concentrât dont la siccité est comprise entre 35 et 50%, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on mélange rapidement au concentrât ayant une température supérieure à 70° Celsius une quantité de chaux vive d'environ 40 à 50% en poids du concentrât afin de réaliser une réaction exothermique rapide et, après une courte période de l'ordre de cinq minutes, on évacue le produit résultant du mélange.
L'invention a également pour objet le produit obtenu.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement une installation de valorisation d'effluents. En se reportant au dessin, on voit qu'une installation de lavage de laine produit régulièrement une eau 1 de lavage contenant notamment des matières minérales et des matières organiques dont notamment le suint qui est un mélange de sels de potasse et d'acides gras ainsi qu'une eau 2 de rinçage.
Les volumes de ces effluents dépendent de la quantité de laine traitée par jour. Ils sont importants et avoisinent les deux cent cinquante mètres cube d'eau par jour pour trente tonnes de laine lavée.
Approximativement, le volume d'eau de rinçage est deux fois celui de l'eau de lavage.
L'eau 1 de lavage est conduite vers un décanteur 3 afin d'éliminer les particules lourdes puis cette eau de lavage est mélangée à l'eau 2 de rinçage. Du fait des volumes de laines traitées et des zones de provenances localisées, la teneur en matière sèche est relativement constante de l'ordre de 3,5 à 4% en poids de l'effluent.
Elle est également relativement constante sur le plan de la composition.
L'eau de lavage décantée mélangée à l'eau de rinçage dont la teneur en eau est de l'ordre de 9β% est alors concentrée dans un evaporateur 10 par evaporation pour obtenir un concentrât dont la teneur en eau est de l'ordre de 40% c'est à dire compris entre 35% et 50%.
Le concentrât contient approximativement les mêmes quantités de composants que l'effluent. Les composés volatiles, type ammoniaque, se dissolvent dans le distillât d'évaporation.
Selon l'invention, on mélange rapidement au concentrât 5 ayant une température supérieure à 70° Celsius une quantité de chaux vive 6 (CaO) d'environ 40 à 50% en poids du concentrât afin de réaliser une réaction exothermique rapide et on évacue le mélange après une courte période de l'ordre de cinq minutes.
Il est à noter que le mélange évacué constitue le produit obtenu par le procédé.
Plus précisément, dans un malaxeur 7 :
- on introduit le concentrât 5 à une température de 80 à 85° Celsius, - on introduit rapidement la quantité de chaux vive 6 calculée à partir du poids du concentrât,
- on démarre le brassage du concentrât avec la chaux vive et - on poursuit ce brassage même pendant la période d'évacuation du mélange.
Il est avantageux d'introduire le concentrât peu de temps après sa sortie de l'évaporateur car il est encore chaud et il n'est pas nécessaire de le réchauffer.
Par ailleurs, plus le concentrât est chaud, moins il faut d'énergie pour vaporiser l'eau que contient le concentrât.
Cette énergie est produite par la réaction exothermique et elle permet à l'eau déjà à une température élevée de l'ordre de 80° de passer rapidement à l'état de vapeur.
En effet, la chaux vive va réagir avec l'eau en produisant des calories à raison de 15.500 calories par mole sachant qu'il faut 10.080 calories pour transformer de l'eau à 80° Celsius en de la vapeur d'eau.
Lors de la mise en contact de la chaux vive avec le concentrât, il se produit une phase d'initiation de la réaction exothermique qui dure pendant environ une minute. Pendant cette phase, le concentrât 5 subit une expansion.
Pendant la période suivante qui dure environ deux à trois minutes, il se produit une phase d'évaporation de l'eau avec combinaison chimique de l'eau avec la chaux vive en sorte d'obtenir une température de l'ordre de 110° à 115° Celsius et la transformation du concentrât en une poudre plus ou moins granuleuse. Ce produit 8 obtenu constitue alors un amendement organique calco- potassique qui pourra être utilisé sur des terrains acides, notamment, grâce à l'apport de calcium.
La composition de ce produit est bien évidemment tributaire de la composition d'origine de l'effluent mais comme il l'a été indiqué précédemment cette composition est relativement stable dans le temps.
La composition moyenne peut être évaluée comme suit :
H2O (%) 13
Ph 12.5
DCO (mgO2/kg) 61000
DBO (mgO2/Kg) 14600 Azote Kjedhal (mg/Kg) 7800
Azote ammoniacal (mg/Kg) 400
Chlorures (mg/Kg) 4800
Sulfates (mg/Kg) 20
Carbonates exprimés en 002 (mg/Kg) 50500
Phosphates (mg/Kg) 80
Na2O (mg/Kg) 50
MgO (mg/Kg) 34
CaO (mg/Kg) 281000
K2O (mg/Kg) 33000
K2O soluble (mg/Kg) 21900
Hydrocarbures totaux (mg/Kg) 145
Phénols (mg/Kg) 4.6
Matières grasses (mg/Kg) 82000
Cendres (%) 55
Chrome (mg/Kg) 15 Cuivre (mg/Kg) 9 Manganèse (mg/Kg) 3 Nickel (mg/Kg) 5 Plomb (mg/Kg) 25 Zinc (mg/Kg) 40
Un autre avantage consiste dans le fait que la teneur en hydrocarbure ou autres matériaux polluants que l'on trouve généralement en grandes quantités dans les concentrats issus des stations d'épuration est, dans le cas présent, très faible voire nulle en raison de la provenance même de la laine. En effet, les élevages de la laine sont localisés dans des zones quasi non industrialisées où la pollution par les métaux lourds est peu présente.
Un avantage de cette solution technique est que cette solution est très rapide, ne demande pas un investissement important en matériel et surtout permet d'obtenir un matériau valorisé à faible coût et facilement transportable.
En effet, le matériau obtenu se trouve sous une forme granuleuse relativement sèche, le taux d'humidité étant de l'ordre de 10 à 15%.
Le matériel utilisé pour le mélange du concentrât est un malaxeur type mélangeur à béton, le concentrât provenant d'une cuve de stockage étant introduit sous forme liquide à 80/85°Celsius au moyen d'une pompe ou par gravité si possible et la chaux vive acheminée au moyen d'un convoyeur à vis depuis un silo situé à proximité du malaxeur, ce dernier étant monté sur peson permettant de contrôler et doser les quantités de matières introduites.
Il peut être envisagé d'introduire juste après le concentrât 5% voire plus de poussières de laine provenant de la carderie et la préparation peignage avant d'additionner la chaux vive. Cela a l'avantage d'obtenir un produit final identique d'aspect et dont la teneur en azote est enrichie à hauteur de 0,15% par pourcentage de poussières additionnées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de valorisation des effluents de lavage de la laine comportant au moins une étape d'évaporation en vue d'obtenir un concentrât dont la teneur en eau est comprise entre 35% et 50%, ce procédé étant CARACTERISE en ce qu'on mélange rapidement au concentrât (5) ayant une température supérieure à 70° Celsius une quantité de chaux vive (6) (CaO) d'environ 40 à 50% en poids du concentrât afin de réaliser une réaction exothermique rapide et, après une courte période de l'ordre de cinq minutes, on évacue le produit résultant du mélange.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, dans un malaxeur (7) :
- on introduit le concentrât (5) à une température de 80 à 85° Celsius, - on introduit rapidement la quantité de chaux vive (6) calculée à partir du poids du concentrât,
- on démarre le brassage du concentrât avec la chaux vive et
- on poursuit ce brassage même pendant la période d'évacuation du mélange.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que on introduit le concentrât peu de temps après sa sortie de l'évaporateur.
4. Précédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on introduit juste après le concentrât 5% voire plus de poussières de laine avant d'additionner la chaux vive.
5. Produit obtenu à l'aide du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.
6. Produit selon la revendication 5 caractérisé en ce que la composition moyenne est évaluée comme suit :
H2O (%) 13
Ph 12.5 DCO (mgO2/kg) 61000
DBO (mgO2/Kg) 14600
Azote Kjedhal (mg/Kg) 7800 Azote ammoniacal (mg/Kg) 400
Chlorures (mg/Kg) 4800
Sulfates (mg/Kg) 20
Carbonates exprimés en CO2 (mg/Kg) 50500
Phosphates (mg/Kg) 80
Na2O (mg/Kg) 50
MgO (mg/Kg) 34
CaO (mg/Kg) 281000
K2O (mg/Kg) 33000
K2O soluble (mg/Kg) 21900
Hydrocarbures totaux (mg/Kg) 145
Phénols (mg/Kg) 4.6
Matières grasses (mg/Kg) 82000
Cendres (%) 55
Chrome (mg/Kg) 15
Cuivre (mg/Kg) 9
Manganèse (mg/Kg) 3
Nickel (mg/Kg) 5
Plomb (mg/Kg) 25
Zinc (mg/Kg) 40
7. Produit selon la revendication 5 ou la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comprend de la poussière de laine.
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