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EP2331270A1 - Procédé de traitement de déchets comprenant des matières organiques et des matières inorganiques - Google Patents

Procédé de traitement de déchets comprenant des matières organiques et des matières inorganiques

Info

Publication number
EP2331270A1
EP2331270A1 EP09784253A EP09784253A EP2331270A1 EP 2331270 A1 EP2331270 A1 EP 2331270A1 EP 09784253 A EP09784253 A EP 09784253A EP 09784253 A EP09784253 A EP 09784253A EP 2331270 A1 EP2331270 A1 EP 2331270A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
waste
fraction
treatment
predominantly
biological treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09784253A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Mostafa Benmoussa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orga Waste Valor SA
Original Assignee
Orga Waste Valor SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Orga Waste Valor SA filed Critical Orga Waste Valor SA
Publication of EP2331270A1 publication Critical patent/EP2331270A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/10—Addition or removal of substances other than water or air to or from the material during the treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/50—Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F5/00—Fertilisers from distillery wastes, molasses, vinasses, sugar plant or similar wastes or residues, e.g. from waste originating from industrial processing of raw material of agricultural origin or derived products thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F9/00—Fertilisers from household or town refuse
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • Waste treatment method comprising organic matter and inorganic material
  • the present invention relates to a waste treatment process comprising organic materials and inorganic materials.
  • biological treatment we mean a treatment involving microorganisms (bacteria, fungi, yeasts 7) whose different populations gradually allow to decompose, that is to say to reduce in elements more and more simple cells and molecules that make up these organic materials.
  • microorganisms bacteria, fungi, yeasts
  • One type of biological treatment frequently used is composting, consisting of decomposing organic matter by aerobic bacteria. The product resulting from this type of treatment is governed in particular by the NFU 44051 standard.
  • Another type of biological treatment used is anaerobic digestion, consisting of a decomposition of organic matter carried out by anaerobic bacteria.
  • these biological treatments cause the emission of foul-smelling gases, and / or contributing to global warming (greenhouse effect) and / or likely to cause acid rain and contribute to the eutrophication of water.
  • VOCs volatile organic compounds
  • VFAs volatile fatty acids
  • H 2 S hydrogen sulfide molecules
  • NH 3 ammonia molecules
  • the present invention is thus particularly intended to reduce or eliminate these gaseous emissions occurring during these biological processes.
  • the present invention also aims to make the action of bacteria more effective, so as to improve the composting and methanization processes.
  • This object of the invention is achieved with a waste treatment process comprising organic materials and inorganic materials, in which said waste is separated into a fraction predominantly organic and in a predominantly inorganic fraction, then said biologically predominant fraction is subjected to a biological treatment, this process being remarkable in that said predominantly inorganic fraction is subjected to an alkaline physicochemical treatment, so as to obtain a stabilized mixture comprising an organo-basic fraction, and in that this organo-basic fraction is mixed with said predominantly organic fraction upstream of said biological treatment.
  • this organo-basic fraction makes it possible to raise the pH of the mixture, that is to say to reduce its acidity, which on the one hand creates favorable conditions for the development of the various populations of bacteria, and on the other hand limits the emissions of certain gases such as volatile fatty acids.
  • This organo-basic fraction furthermore converts various molecules responsible for undesirable gaseous emissions into molecules which can be trapped or directed to suitable treatment devices, as will be described later.
  • said biological treatment is essentially anaerobic: it is in this case an anaerobic digestion, as recalled in the preamble of the present description;
  • said biological treatment is essentially aerobic: it is in this case a composting treatment, as recalled in the preamble of the present description;
  • said biological treatment comprises (in the order or in the disorder) stages of ripening, fermentation, maturation and screening: these various steps allow an optimal action of the bacteria, as well as obtaining the desired particle size;
  • said mixture is made just before said refining step: this makes it possible to improve the dryness of the predominantly organic fraction, and thus to facilitate its refining (that is to say the removal of residues inorganic such as pieces of glass) by conventional means such as densimetric sorting and screening on canvas;
  • the said fermentation is carried out in a forced aeration tunnel: such a tunnel makes it possible, in the case of aerobic decomposition, to ensure optimum oxygenation of the mixture, and thus optimal bacterial activity;
  • a co-structuring compound based on green waste is added to said mixture: such a compound makes it possible to balance the carbon / nitrogen weight ratio of this mixture, which must be typically between 20 and 30 in order to obtain optimum activity of the bacteria ;
  • said separation is carried out by screening
  • said stabilized mixture is screened and the rejection is sent for recovery (material or energetic) or discharged: this screening, which makes it possible to extract the inerts, that is to say the inorganic residues of the stabilized mixture, is facilitated by that it is operated after the reaction of the alkaline product with the predominantly inorganic waste fraction, as taught in the patent application FR2869312 in the name of VALOROM;
  • this preliminary trituration facilitates the subsequent stages of decomposition by the bacteria
  • this pre-fermentation weakens the organic fraction of the waste, and thus prepares the ground for the subsequent step of mechanical separation;
  • FIG. 1 schematically represents the various steps of the method according to the invention and,
  • FIG. 2 schematically shows a fermentation tunnel with a type of aeration that can be used in this process.
  • the first step 1 of the method according to the invention consists in receiving waste to be treated, this reception being possible for example in a pit or in a hopper.
  • the waste to be treated which may include, for example, household waste, food waste, livestock effluents, sludge and grease from wastewater treatment plants or green waste, include organic materials as well as inorganic materials.
  • This waste can arrive in the pit or in the hopper inside bags.
  • a second preparation step 2 the waste thus received is subjected to mechanical trituration, optionally supplemented with a pre-fermentation step.
  • the waste is moistened by the addition of water or liquid waste (sludge, liquid manure), depending on the dryness of the waste, and then the waste is directed towards areas of pre-fermentation. .
  • Such zones may include fermentation tunnels as shown in Figure 2 attached.
  • a tunnel may typically comprise an air-permeable moving floor M (formed for example by an assembly of perforated steel bars, arranged transversely to the advancing direction of the moving floor) moving in a direction D, and a system dual-flow air injection system, comprising air injection nozzles V in the vertical direction, and air injection nozzles H in the horizontal direction.
  • Such a system allows the crossing of these flows and thus ensures a homogeneous distribution of the air within the mass of waste to be treated.
  • step 3 mechanical separation of the predominantly organic and inorganic fractions of the waste is carried out.
  • conventional screening means such as a rotary trommel with a mesh of 15 mm are used.
  • the pass of this screen that is to say the fraction of particle size less than 15 mm, consists of the predominantly organic fraction of the waste.
  • the refusal of this screening that is to say the particle size fraction greater than 15 mm, consists of the predominantly inorganic fraction of the waste.
  • This predominantly inorganic fraction is subjected to an alkaline physico-chemical treatment in step 4.
  • This physicochemical alkaline treatment may consist in mixing quicklime (CaO) with the waste, as is taught for example by the patent application FR2869312 in the name of VALOROM.
  • Another possible solution is to mix potash (KOH) with the waste.
  • reaction catalysts may be provided to add, to these alkali hydroxides, reaction catalysts known to those skilled in the art.
  • the chemical reaction of quicklime on the predominantly inorganic fraction of waste takes place inside stabilization tunnels, constituted by concrete corridors equipped with moving floors and equipped with means for confining the heat released by the exothermic reaction, as well as the different gases emitted during this reaction. These gases are then directed to an air washer and then to a biofilter air treatment system.
  • the stabilization tunnels can be sized to allow the alkaline treatment of one day of inorganic fraction of the waste.
  • step 5 this stabilized mixture is screened, such screening being possible by means of a rotating trommel equipped with a mesh of 15 mm.
  • the refusal of this screening that is to say the particle size fraction greater than 15 mm, is composed of the inerts of the aforementioned mixture.
  • inerts are subjected to manual or automatic sorting by machines that exist in the trade (air separator, overband, eddy current, optical separator ). This sorting makes it possible to separate the recoverable elements (step 6: metals, bottles, films and plastic bags, etc.) from non-recoverable elements.
  • Hygienic inert substances that are not recoverable in the material sectors that are dehydrated and stabilized, are oriented, according to their characteristics, to landfill sites or energy recovery units (step 7).
  • the pass of the screening of step 5 that is to say the fraction of particle size less than 15 mm, is composed of the organo-basic fraction of the aforementioned mixture.
  • This loop is mixed in step 8 with the predominantly organic fraction of waste constituting the passer of the screening of step 3.
  • the mixture made in step 8 relates to the loops of steps 3 and 5, that is to say on materials having the same particle size.
  • This particle size identity facilitates the intimacy of mixing between the predominantly organic fraction of waste and from step 3, and the organo-basic fraction from step 5.
  • This mixing can be carried out by any conventional means such as worm or mixing drum systems.
  • This mixture of the predominantly organic waste fraction with a dehydrated organo-basic product makes it possible to increase the dryness of the mixture.
  • This dehydration of the predominantly organic fraction of the waste facilitates the refining step 9, consisting essentially of a densimetric sorting to recover pieces of inorganic material such as glass, supplemented by a cyclone, to recover including lightweight plastics.
  • step 10 The mixture thus obtained is then directed to fermentation tunnels in step 10, these tunnels being similar to those mentioned for step 2 (see FIG. 2).
  • These tunnels are equipped with gas extraction system emanating from fermentation.
  • mesophilic bacteria break down simple compounds (sugars, proteins, hemicellulose, ...) in mineral products (CO 2, H 2 O, NO 3, ). During the activity of these mesophilic bacteria, the pH of the mixture tends to decrease, due to the release by bacteria of CO 2 and volatile fatty acids.
  • the organo-basic fraction can also react with the ammonium salts to form ammonia, which is extracted by the suction system coupled to the aeration tunnels and connected to air treatment plants.
  • alkaline oxide for example quicklime
  • alkaline hydroxide for example slaked lime
  • H 2 S hydrogen sulphide
  • CaS calcium salts
  • the ripening phase 11 consists in distributing the compost resulting from step 10 in windrows, outside: this last phase of maturation makes it possible to finalize the various fermentation reactions.
  • the only organic compounds that remain at the end of this stage are those that are difficult to decompose, such as cellulose molecules.
  • the pulverulent products thus obtained are then refined in step 12, so as to obtain the desired particle size: in this way a stabilized compost is obtained in accordance with the NFU 44 051 standard.
  • the fermentation step can be reduced from four weeks to two weeks, which makes it possible to increase the efficiency of the waste treatment installations.
  • step 12 if the compound resulting from the refining of step 12 is allowed to dry for a sufficient length of time, a biomass fuel product can be obtained, intended for energy recovery purposes (heat production, for example).
  • the mixture of the organo-basic fraction (generally organo-calcium) with the predominantly organic fraction of the waste makes it possible on the one hand to promote the activity of the bacteria that intervene. in the decomposition of organic matter, and on the other hand to limit gas emissions nauseating and / or contributing to the greenhouse effect and / or likely to cause acid rain.
  • organo-basic fraction generally organo-calcium
  • the neutralization of the acidity provided by the organo-basic fraction makes it possible to reduce the corrosion of the metal parts in contact with the mixture and thus to increase the service life of the waste treatment installations.
  • the addition of the organo-basic fraction makes it possible to raise the pH to values that are conducive to the development of anaerobic bacteria: this makes it possible to dispense with the addition of sodium hydroxide or sodium bicarbonate, conventionally carried out for this purpose.
  • the organo-basic fraction allows, by its strong basicity, to neutralize the volatile fatty acids.
  • the alkaline hydroxide (quicklime) reacts with hydrogen sulphide and neutralizes it, which makes it possible to avoid the enormous corrosion problems conventionally caused by this gas on the steel of anaerobic digestion plants.
  • the rise in temperature caused by the hydration of the alkaline oxide helps to promote the development of mesophilic anaerobic bacteria.
  • the present invention is not limited to the embodiment described and shown, provided as a simple example.

Landscapes

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Abstract

Dans ce procédé de traitement de déchets comprenant des matières organiques et des matières inorganiques, on sépare (3) lesdits déchets en une fraction majoritairement organique et en une fraction majoritairement inorganique, puis on soumet ladite fraction majoritairement organique à un traitement biologique (10, 11; 13). Ce procédé est remarquable en ce qu'on soumet ladite fraction majoritairement inorganique à un traitement physico-chimique alcalin (4), de manière à obtenir un mélange stabilisé comprenant une fraction organo- basique, et en ce qu'on mélange (8) cette fraction organo-basique à ladite fraction majoritairement organique en amont dudit traitement biologique.

Description

Procédé de traitement de déchets comprenant des matières organiques et des matières inorganiques
La présente invention se rapporte à un procédé de traitement de déchets comprenant des matières organiques et des matières inorganiques.
On trouve de nombreux procédés de ce type dans l'état de la technique, et parmi eux des procédés dans lesquels, après avoir séparé les matières organiques des matières inorganiques, on fait subir un traitement biologique à ces matières organiques. Par traitement biologique, on entend un traitement faisant intervenir des micro-organismes (bactéries, champignons, levures...) dont les différentes populations permettent peu à peu de décomposer, c'est-à-dire de réduire en éléments de plus en plus simples, les cellules et les molécules constitutives de ces matières organiques. Un type de traitement biologique fréquemment mis en œuvre est le compostage, consistant en une décomposition des matières organiques opérée par des bactéries aérobies. Le produit issu de ce type de traitement est régi notamment par la norme NFU 44051.
Un autre type de traitement biologique mis en œuvre est la méthanisation, consistant en une décomposition des matières organiques opérée par des bactéries anaérobies.
Dans un cas comme dans l'autre, ces traitements biologiques provoquent l'émission de gaz nauséabonds, et/ou contribuant au réchauffement climatique (effet de serre) et/ou susceptibles de provoquer des pluies acides et de contribuer à l'eutrophisation des eaux, tels que les composés organiques volatiles (COV), les acides gras volatiles (AGV), les molécules d'hydrogène sulfuré (H2S), et les molécules d'ammoniac (NH3).
La présente invention a ainsi notamment pour but de réduire, voire de supprimer ces émissions gazeuses apparaissant lors de ces processus biologiques.
La présente invention a également pour but de rendre l'action des bactéries plus efficace, de manière à améliorer les procédés de compostage et de méthanisation.
On atteint ce but de l'invention avec un procédé de traitement de déchets comprenant des matières organiques et des matières inorganiques, dans lequel on sépare lesdits déchets en une fraction majoritairement organique et en une fraction majoritairement inorganique, puis on soumet ladite fraction majoritairement organique à un traitement biologique, ce procédé étant remarquable en ce qu'on soumet ladite fraction majoritairement inorganique à un traitement physico-chimique alcalin, de manière à obtenir un mélange stabilisé comprenant une fraction organo-basique, et en ce qu'on mélange cette fraction organo-basique à ladite fraction majoritairement organique en amont dudit traitement biologique.
Cette injection de la fraction organo-basique en amont du processus de traitement biologique permet de chauffer le mélange dans une plage de températures favorisant l'activité de certaines bactéries, comme cela sera expliqué plus loin.
De plus, cette fraction organo-basique permet de relever le pH du mélange, c'est-à-dire d'en réduire l'acidité, ce qui d'une part crée des conditions favorables au développement des diverses populations de bactéries, et d'autre part limite les émissions de certains gaz tels que les acides gras volatils.
Cette fraction organo-basique transforme en outre diverses molécules responsables d'émissions gazeuses indésirables en molécules qui peuvent être piégées ou orientées vers des dispositifs de traitement appropriés, comme cela sera décrit plus loin.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de la présente invention :
- ledit traitement biologique est essentiellement anaérobie : il s'agit dans ce cas d'une méthanisation, comme rappelé dans le préambule de la présente description ;
- ledit traitement biologique est essentiellement aérobie : il s'agit dans ce cas d'un traitement de compostage, comme rappelé dans le préambule de la présente description ;
- ledit traitement biologique comprend (dans l'ordre ou dans le désordre) des étapes d'affinage, de fermentation, de maturation et de criblage : ces différentes étapes permettent une action optimale des bactéries, ainsi que l'obtention de la granulométrie souhaitée ;
- on effectue ledit mélange juste avant ladite étape d'affinage : ceci permet d'améliorer la siccité de la fraction majoritairement organique, et ainsi de faciliter son affinage (c'est-à-dire l'enlèvement des résidus inorganiques tels que les morceaux de verre) par des moyens classiques tels que le tri densimétrique et le criblage sur toile ;
- on effectue ladite fermentation en tunnel d'aération forcée : un tel tunnel permet, dans le cas d'une décomposition aérobie, d'assurer une oxygénation optimale du mélange, et ainsi une activité optimale des bactéries ;
- on ajoute un composé co-structurant à base de déchets verts audit mélange : un tel composé permet d'équilibrer le rapport de poids carbone/azote de ce mélange, lequel doit être compris typiquement entre 20 et 30 pour obtenir une activité optimale des bactéries ;
- on effectue ladite séparation par criblage ;
- on crible ledit mélange stabilisé et on envoie le refus en valorisation (matière ou énergétique) ou en décharge : ce criblage, qui permet d'extraire les inertes, c'est-à-dire les résidus inorganiques du mélange stabilisé, est facilité du fait qu'il est opéré postérieurement à la réaction du produit alcalin avec la fraction majoritairement inorganique des déchets, comme cela est enseigné dans la demande de brevet FR2869312 au nom de VALOROM ;
- on soumet lesdits déchets à une trituration mécanique préalablement à ladite séparation : cette trituration préalable facilite les étapes ultérieures de décomposition par les bactéries ;
- on soumet lesdits déchets à une pré-fermentation postérieurement à ladite trituration et préalablement à ladite séparation : cette préfermentation fragilise la fraction organique des déchets, et prépare ainsi le terrain pour l'étape ultérieure de séparation mécanique ;
- on utilise, pour ledit traitement physico-chimique alcalin, des composés choisis dans le groupe comprenant la chaux vive et la potasse, éventuellement complétés de catalyseurs : ces composés se trouvent couramment sur le marché à des prix raisonnables ; - lesdits déchets comprennent, seuls ou en combinaison, des éléments choisis dans le groupe comprenant les ordures ménagères, les déchets agro-alimentaires, les effluents d'élevage, les boues et graisses de stations d'épuration et les déchets verts. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des figures ci-annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente de manière schématique les différentes étapes du procédé selon l'invention et,
- la figure 2 représente de manière schématique un tunnel de fermentation avec un type d'aération pouvant être utilisé dans ce procédé.
En se reportant à présent à la figure 1 , on peut voir que la première étape 1 du procédé selon l'invention consiste en la réception de déchets à traiter, cette réception pouvant être effectuée par exemple dans une fosse ou dans une trémie. Les déchets à traiter, qui peuvent comprendre par exemple des ordures ménagères, des déchets agroalimentaires, des effluents d'élevage, des boues et graisses de stations d'épuration ou encore des déchets verts, comprennent des matières organiques ainsi que des matières inorganiques.
Ces déchets peuvent arriver dans la fosse ou dans la trémie à l'intérieur de sacs.
Dans une deuxième étape 2 de préparation, on soumet les déchets ainsi réceptionnés à une trituration mécanique, éventuellement complétée d'une étape de pré-fermentation.
Dans le cas d'une telle étape complémentaire, on humidifie les déchets, par addition d'eau ou d'un déchet liquide (boues, lisiers), en fonction de la siccité des déchets, puis on oriente ces déchets vers des zones de préfermentation.
Ces zones peuvent comprendre des tunnels de fermentation tels que représentés à la figure 2 ci-jointe. Un tel tunnel peut comprendre typiquement un fond mouvant M perméable à l'air (formé par exemple par un assemblage de barres en acier perforées, disposées transversalement à la direction d'avancement du fond mouvant) se déplaçant selon une direction D, et un système d'injection d'air à double flux, comprenant des buses V d'injection d'air selon la direction verticale, et des buses H d'injection d'air selon la direction horizontale.
Un tel système permet le croisement de ces flux et assure ainsi une répartition homogène de l'air au sein de la masse de déchets à traiter.
Cette répartition homogène favorise la prolifération des bactéries et des champignons permettant d'obtenir la pré-fermentation, c'est-à-dire la fragilisation de la matière organique contenue dans les déchets. A l'étape 3, on procède à une séparation mécanique des fractions majoritairement organique et inorganique des déchets.
Pour ce faire, on utilise un moyen de criblage classique tel qu'un trommel rotatif avec un maillage de 15 mm. Le passant de ce criblage, c'est-à-dire la fraction de granulométrie inférieure à 15 mm, est constitué de la fraction majoritairement organique des déchets.
Le refus de ce criblage, c'est-à-dire la fraction de granulométrie supérieure à 15 mm, est constitué de la fraction majoritairement inorganique des déchets. On fait subir à cette fraction majoritairement inorganique un traitement physico-chimique alcalin, à l'étape 4.
Ce traitement physico-chimique alcalin peut consister à mélanger la chaux vive (CaO) aux déchets, comme cela est enseigné par exemple par la demande de brevet FR2869312 au nom de VALOROM. Une autre solution possible consiste à mélanger de la potasse (KOH) avec les déchets.
On peut prévoir d'adjoindre, à ces hydroxydes alcalins, des catalyseurs de réaction connus de l'homme du métier.
Un tel traitement physico-chimique alcalin permet de créer un environnement ultra basique (pH > 11 ), hostile à toute forme de vie et permettant d'arrêter toutes les fermentations.
L'arrêt de ces fermentations permet de stopper toutes les émissions de gaz nauséabonds et/ou à effet de serre et/ou susceptible de provoquer des pluies acides (CO2, CH4, H2S, NH3 ...). De préférence, la réaction chimique de la chaux vive sur la fraction majoritairement inorganique de déchets se déroule à l'intérieur de tunnels de stabilisation, constitués par les couloirs en béton équipés de fonds mouvants et équipés de moyens de confinement de la chaleur dégagée par la réaction exothermique, ainsi que les différents gaz émis lors de cette réaction. Ces gaz sont ensuite orientés vers un laveur d'air puis vers un système de traitement de l'air par biofiltre.
Pour obtenir une action efficace du couple température/pH du mélange de la chaux vive avec la fraction majoritairement inorganique des déchets, il faut typiquement envisager un temps de séjour d'au moins 2 heures à l'intérieur du tunnel de stabilisation. Typiquement, les tunnels de stabilisation peuvent être dimensionnés de manière à permettre le traitement alcalin d'une journée de fraction inorganique des déchets.
A l'issue de ce traitement physico-chimique alcalin de la fraction majoritairement inorganique des déchets, on obtient un mélange stabilisé comprenant une fraction organo-basique et des inertes.
A l'étape 5, on procède à un criblage de ce mélange stabilisé, un tel criblage pouvant être réalisé au moyen d'un trommel rotatif équipé d'une maille de 15 mm. Le refus de ce criblage, c'est-à-dire la fraction de granulométrie supérieure à 15 mm, est composé des inertes du mélange susmentionné.
Ces inertes sont soumis à un tri manuel ou automatique par des machines qui existent dans le commerce (séparateur aéraulique, overband, courant de Foucault, séparateur optique ... ). Ce tri permet de séparer les éléments valorisables (étape 6 : métaux, flaconnages, films et sacs plastiques, ....), d'éléments non valorisables.
Les inertes hygiénisés non valorisables dans les filières matières qui se trouvent déshydratés et stabilisés, sont orientés, selon leurs caractéristiques, vers des centres d'enfouissement ou des unités de valorisation énergétique(étape 7).
Le passant du criblage de l'étape 5, c'est-à-dire la fraction de granulométrie inférieure à 15 mm, est composé de la fraction organo-basique du mélange susmentionné.
Ce passant est mélangé à l'étape 8 avec la fraction majoritairement organique des déchets constituant le passant du criblage de l'étape 3.
Comme cela résulte des explications qui précèdent, le mélange réalisé à l'étape 8 porte sur les passants des étapes 3 et 5, c'est-à-dire sur des matériaux présentant la même granulométrie.
Cette identité de granulométrie facilite l'intimité du mélange entre d'une part la fraction majoritairement organique des déchets et provenant de l'étape 3, et d'autre part la fraction organo-basique provenant de l'étape 5.
Ce mélange peut être effectué par tous moyens classiques tels que des vis sans fin ou des systèmes de tambours mélangeurs.
Ce mélange de la fraction majoritairement organique des déchets avec un produit organo-basique déshydraté, permet d'augmenter la siccité du mélange. Cette déshydratation de la fraction majoritairement organique des déchets facilite l'étape d'affinage 9, consistant essentiellement en un tri densimétrique permettant de récupérer des morceaux de matière inorganique telle que le verre, complété par un cyclonage, permettant de récupérer notamment les plastiques légers.
Le refus de cette opération d'affinage est réinjecté à l'étape 4.
A noter qu'à la fin de cette opération d'affinage, on peut en profiter pour faire un apport de composés co-structurants (tels que des déchets verts broyés), selon des proportions bien définies permettant d'équilibrer le rapport carbone/azote.
On sait en effet qu'il faut que ce rapport soit compris entre 20 et 30 pour permettre une action optimale des bactéries.
On dirige ensuite le mélange ainsi obtenu vers des tunnels de fermentation à l'étape 10, ces tunnels étant analogues à ceux mentionnés pour l'étape 2 (voir figure 2).
Ces tunnels sont équipés de système d'extraction des gaz émanant de la fermentation.
Pendant cette étape de fermentation, la chaleur résiduelle résultant de la transformation de la chaux vive (CaO) en chaux éteinte (Ca(OH)2) dégage de la chaleur permettant de favoriser l'installation et l'activité des bactéries mésophiles dont la température de développement optimal est comprise ente
30 et 45° : ceci permet d'accélérer le démarrage du compostage.
Ces bactéries mésophiles dégradent les composés simples (sucres, protéines, hémicellulose,...) en produits minéraux (CO2, H2O, NO3,...). Pendant l'activité de ces bactéries mésophiles, le pH du mélange a tendance à baisser, du fait de la libération par les bactéries de CO2 et d'acides gras volatils.
Cette acidification du mélange, néfaste pour l'activité des bactéries, est empêchée par la présence des hydroxydes alcalins (par exemple chaux éteinte Ca(OH)2), fortement basiques.
On comprend donc que le mélange avec la fraction organo-basique résultant du criblage de l'étape 5 permet de la sorte d'améliorer l'activité des bactéries, et ainsi le rendement global de l'étape de fermentation.
Ce relèvement du pH permet également de limiter les émissions d'acides gras volatils, et les odeurs nauséabondes associées. La fraction organo-basique peut aussi réagir avec les sels d'ammonium pour former de l'ammoniaque, laquelle est extraite par le système d'aspiration couplé aux tunnels d'aération et relié à des installations de traitement de l'air.
On peut donc éviter que cette émission d'ammoniaque se déroule directement dans l'atmosphère, provoquant ainsi le dégagement d'odeurs nauséabondes et contribuant d'une manière significative à la pollution de l'air et des eaux de surface.
On notera également que l'oxyde alcalin (par exemple la chaux vive) et l'hydroxyde alcalin (par exemple la chaux éteinte) contenus dans la fraction organo-basique peuvent réagir avec l'hydrogène sulfuré (H2S), conduisant à la formation de sels de calcium (CaS) plus stables et non volatils : on évite de la sorte l'émission d'hydrogène sulfurée nauséabonde et participant au phénomène des pluies acides.
La phase de maturation 11 consiste à répartir le compost issu de l'étape 10 en andains, à l'extérieur : cette dernière phase de maturation permet de finaliser les différentes réactions de fermentation.
Les seuls composés organiques qui demeurent à l'issue de cette étape sont ceux qui sont difficilement décomposables, tels que les molécules de cellulose. Les produits pulvérulents ainsi obtenus sont ensuite affinés à l'étape 12, de manière à obtenir la granulométrie souhaitée : on obtient de la sorte un compost stabilisé au sens de la norme NFU 44 051.
On notera que, grâce au procédé selon l'invention, l'étape de fermentation 10 peut être ramenée de quatre semaines à deux semaines, ce qui permet d'augmenter le rendement des installations de traitement des déchets.
On notera également que, si on laisse sécher pendant une durée suffisante le composé issu de l'affinage de l'étape 12, on peut obtenir un produit combustible biomasse, destiné à des fins de valorisation énergétique (production de chaleur par exemple).
Comme on peut le comprendre à la lumière de la description qui précède, le mélange de la fraction organo-basique (en général organo- calcique) avec la fraction majoritairement organique des déchets permet d'une part de favoriser l'activité des bactéries qui interviennent dans la décomposition des matières organiques, et d'autre part de limiter les émissions de gaz nauséabonds et/ou contribuant à l'effet de serre et/ou susceptibles de provoquer des pluies acides.
A noter également que la neutralisation de l'acidité procurée par la fraction organo-basique permet de réduire la corrosion des parties métalliques en contact avec le mélange et d'augmenter ainsi la durée de vie des installations de traitement de déchets.
Dans ce qui précède, on a parlé de compostage, c'est-à-dire de processus de décomposition des matières organiques faisant intervenir des bactéries aérobies, c'est-à-dire opérant en présence d'oxygène. Ceci étant, on peut tout à fait envisager de remplacer les étapes 10 et 11 par un processus de méthanisation 13, au cours duquel interviennent des bactéries anaérobies, c'est-à-dire opérant en absence d'oxygène.
Comme cela est connu en soi, un tel processus de méthanisation conduit à la formation d'un biogaz riche en méthane qui constitue une source d'énergie renouvelable.
Comme dans le cas du compostage, l'ajout de la fraction organo-basique permet de relever le pH à de valeurs propices au développement des bactéries anaérobies : ceci permet de s'affranchir de l'ajout de soude ou de bicarbonate de sodium, classiquement effectué à cette fin. Comme dans le cas du compostage, la fraction organo-basique permet, de par sa forte basicité, de neutraliser les acides gras volatils.
Comme précédemment également, l'hydroxyde alcalin (chaux vive) réagit avec l'hydrogène sulfuré et le neutralise, ce qui permet d'éviter les énormes problèmes de corrosion classiquement provoqués par ce gaz sur l'acier des installations de méthanisation.
Comme dans le cas du compostage également, l'élévation de température provoquée par l'hydratation de l'oxyde alcalin (passage de la chaux vive à la chaux éteinte) permet de favoriser le développement des bactéries anaérobies mésophiles. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, fourni à titre de simple exemple.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement de déchets comprenant des matières organiques et des matières inorganiques, dans lequel on sépare (3) lesdits déchets en une fraction majoritairement organique et en une fraction majoritairement inorganique, puis on soumet ladite fraction majoritairement organique à un traitement biologique (10, 11 ; 13), ce procédé étant caractérisé en ce qu'on soumet ladite fraction majoritairement inorganique à un traitement physico-chimique alcalin
(4), de manière à obtenir un mélange stabilisé comprenant une fraction organo-basique, et en ce qu'on mélange (8) cette fraction organo-basique à ladite fraction majoritairement organique en amont dudit traitement biologique.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit traitement biologique est essentiellement anaérobie.
3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit traitement biologique est essentiellement aérobie.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit traitement biologique comprend des étapes d'affinage (9), de fermentation (10), de maturation (11 ) et de criblage (12).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on effectue ledit mélange (8) juste avant ladite étape d'affinage (9).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on effectue ladite fermentation (10) en tunnel d'aération forcée.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que qu'on ajoute un composé co-structurant à base de déchets verts audit mélange.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue ladite séparation par criblage (3).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on crible ledit mélange stabilisé et en ce qu'on envoie le refus en valorisation (6) ou en décharge (7).
10. Procédé selon l'une quelconque des précédentes, caractérisé en ce qu'on soumet lesdits déchets à une trituration mécanique préalablement (2) à ladite séparation (3).
11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on soumet lesdits déchets à une pré-fermentation postérieurement à ladite trituration et préalablement à ladite séparation (3).
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise, pour ledit traitement physico-chimique alcalin (4), des composés choisis dans le groupe comprenant la chaux vive et la potasse, complétés éventuellement de catalyseurs.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits déchets comprennent, seuls ou en combinaison, des éléments choisis dans le groupe comprenant les ordures ménagères, les déchets agro-alimentaires, les effluents d'élevage, les boues et graisses de stations d'épuration et les déchets verts.
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