FR2790980A1 - Complete recycling and treatment of communal industrial waste in mobile installation by combining dimensional reduction, crossed separation of components, and physico-chemical rendering of organic material inert - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention s'applique au domaine technique du traitement industriel desThe invention applies to the technical field of industrial processing of
déchets. Les déchets particulièrement concernés sont les déchets industriels banals et les déchets de construction et de démolition du batiment et des travaux publics qui, même mélangés et sans tri préalable, peuvent être inertés et revalorisés par ce nouveau procédé. Le but atteint est d'éviter aux déchets l'élimination et la destruction en les revalorisant intégralement en tant que nouveaux matériaux. Certains procédés permettent de trier et de recycler séparément diverses catégories de déchets, mais sans pouvoir valoriser dans une même unité de temps et de lieu l'ensemble d'une masse de déchets bruts mélangés. D'autres procédés (notamment thermiques) inertent massivement les déchets en provoquant la10 destruction de leurs principales propriétés, s'opposant ainsi à une revalorisation de leur matière. D'autres procédés inertent insuffisamment la partie organique des déchets traités et y laissent waste. The waste particularly concerned is the ordinary industrial waste and the construction and demolition waste of the building and the public works which, even mixed and without preliminary sorting, can be inerted and revalorized by this new process. The goal is to prevent waste disposal and destruction by completely upgrading them as new materials. Some processes make it possible to separately sort and recycle various categories of waste, but without being able to recover the whole of a mass of mixed raw waste in the same unit of time and place. Other processes (especially thermal) massively inert the waste by causing the destruction of their main properties, thus opposing a revalorization of their material. Other processes insufficiently inert the organic part of the treated waste and leave it there.
sans traitement la quantité de métaux lourds qu'ils contiennent. Enfin, un procédé proche de celui développé dans la présente invention doit exposer la matière à des cycles de compression/détente de forte amplitude, et à une déshydratation préalable, pour15 pouvoir opérer un inertage physico-chimique qui nécessite plus de temps et plus de chaleur, sans séparer la matière traitée en plusieurs composants distincts réutilisables. without treatment the amount of heavy metals they contain. Finally, a process similar to that developed in the present invention must expose the material to compression / expansion cycles of high amplitude, and to a prior dehydration, to be able to operate physicochemical inerting which requires more time and more heat. , without separating the treated material into several distinct reusable components.
Le procédé objet de l'invention parvient à inerter totalement l'ensemble des déchets banals même non triés à l'entrée (fractions organique et minérale confondues, y compris fermentescibles) en même temps et sur un même lieu, sans destruction de leurs propriétés utiles, de manière à les20 rendre directement réutilisables après traitement, pour de nouvelles applications industrielles, notamment en tant que matériaux de construction, et sous plusieurs formes séparées. Un The method which is the subject of the invention manages to totally inert all the ordinary waste even unsorted at the entrance (organic and mineral fractions, including fermentable ones) at the same time and in the same place, without destroying their useful properties. , so as to make them directly reusable after treatment, for new industrial applications, especially as building materials, and in several separate forms. A
avantage important du procédé est de pouvoir réaliser au cours d'une même réaction, par voie physico-chimique, et à une température qui peut être inférieure à 100 C, à la fois l'inertage de la partie organique des déchets, par hydrolyse alcaline, et aussi le blocage dans la masse des25 métaux lourds, qui y deviennent insolubles à la lixiviation, cela sans avoir à comprimer ni à déshydrater la matière traitée. important advantage of the process is to be able to achieve during the same reaction, physico-chemically, and at a temperature that can be less than 100 C, both the inerting of the organic part of the waste, by alkaline hydrolysis and also blocking the mass of heavy metals, which become leaching insoluble, without having to compress or dehydrate the treated material.
Le procédé est caractérisé par la combinaison de plusieurs phases de traitement appliquées à la masse des déchets à traiter, incluant principalement: - un broyage, pour réaliser une fluidisation de la masse des déchets bruts reçus, une homogénéisation de sa granulométrie et de sa consistance, et une augmentation de sa surface totale de contact et de discrimination, le broyage s'effectuant par une série de broyeurs mécaniques appropriés - une séparation respective et croisée des éléments physiques métalliques, minéraux, et organiques, par magnétisation, criblage, et classification aéro-densimétrique - une imprégnation, par transit et malaxage dans un pétrin-réacteur, pour réaliser à la fois une hydrolyse basique des particules fermentescibles et une séquestration des métaux lourds, rendus insolubles à la lixiviation en phase aqueuse, au moyen d'une combinaison de réactifs The process is characterized by the combination of several treatment phases applied to the mass of waste to be treated, mainly including: - grinding, to achieve a fluidization of the mass of raw waste received, a homogenization of its particle size and its consistency, and an increase in its total area of contact and discrimination, the grinding being effected by a series of suitable mechanical grinders - a respective and cross separation of the metallic, inorganic, and organic physical elements, by magnetization, screening, and aerobic classification. densimetric - an impregnation, by transit and mixing in a kneader-reactor, to achieve both a basic hydrolysis of fermentable particles and a sequestration of heavy metals, made insoluble in leaching in aqueous phase, by means of a combination of reagents
chimiques appropriés, pouvant être pré-mélangés et employés ensemble sans se contrarier. suitable chemicals, which can be premixed and used together without annoying each other.
-2- Le procédé est caractérisé aussi par la simplification de ses différentes phases et moyens d'application, qui rendent possible, et même préférable, sa mise en oeuvre dans des installations autonomes constituées d'ensembles mobiles et déplaçables, sur remorques routières, ou chassis compacts transportables de type conteneur. En effet, le procédé peut être appliqué au moyen de modules fonctionnels successifs, juxtaposés ou superposés, reliés entre eux souplement par des dispositifs de transport de matières, pour former ensemble une chaine complète de traitement particulièrement autonome et compacte. Une installation fixe peut cependant aussi bien appliquer The process is also characterized by the simplification of its various phases and application means, which make possible, and even preferable, its implementation in autonomous installations consisting of moving and movable assemblies, on road trailers, or transportable compact chassis of the container type. Indeed, the method can be applied by means of successive functional modules, juxtaposed or superimposed, loosely interconnected by material transport devices, to form together a complete chain of treatment particularly autonomous and compact. A fixed installation can, however, also apply
le procédé.the process.
L'efficacité du traitement physico-chimique nécessite le respect des paramètres de pression, température, humidité, pH, durée d'exposition, nature des composants réactifs, proportions des réactifs, et surface de contact. La matière finement broyée est pré-humidifiée à au-moins 35%, de manière à éviter d'abord, étant donné son PCI important et la finesse du broyage, toute inflammation ou déflagration en cours de traitement ou de stockage, ce qui réduit aussi les émissions de poussières volantes. Ensuite, la pré-humidification densifie la masse volumique apparente des organiques broyeés, facilite leur transport, et améliore la qualité de la réaction The effectiveness of the physico-chemical treatment requires the respect of the parameters of pressure, temperature, humidity, pH, duration of exposure, nature of the reactive components, proportions of the reagents, and contact surface. The finely ground material is pre-moistened to at least 35%, so as to avoid first, because of its large PCI and grinding fineness, any inflammation or deflagration during treatment or storage, which also reduces flying dust emissions. Then, the pre-humidification densifies the bulk density of the crushed organics, facilitates their transport, and improves the quality of the reaction.
chimique et le temps de réaction.chemical and reaction time.
Dans l'invention, la réaction chimique suffit à réaliser l'inertage total de la matière sans avoir In the invention, the chemical reaction is sufficient to achieve total inerting of the material without having
besoin d'y ajouter une forte compression suivie d'une détente soudaine ni une déshydratation. need to add a strong compression followed by sudden relaxation or dehydration.
L'amélioration des performances d'inertage est obtenue par la qualité et la proportion des réactifs alcalins, par la pré-humidification de la matière, par son broyage fin, et par l'injection de vapeur Improving the inerting performance is obtained by the quality and the proportion of the alkaline reagents, by the pre-humidification of the material, by its fine grinding, and by the injection of steam.
d'eau sous pression dans le pétrin mélangeur dès le début de la réaction. pressurized water in the mixing kneader from the beginning of the reaction.
Les réactifs utilisables sont principalement l'oxyde de calcium, I'oxyde de magnésium, I'hydroxyde de sodium, ou l'hydroxyde de potassium, dans des proportions pouvant aller de 4% à 16% en poids par rapport de la masse des matières entrantes à traiter. La réaction est satisfaisante à 80oC avec un mélange réactif à pH >11. La séquestration des métaux lourds dans des complexes non lixiviables est optimisée en ajoutant au mélange des silicates, des aluminates, ou des carbonates, notamment de sodium. L'humidité du mélange matière + réactifs est satisfaisante dès 50%. En respectant les paramètres ci-avant, la réaction d'inertage peut se prolonger sans inconvénient plusieurs dizaines de minutes à l'air libre après sortie du malaxeur, et une The reagents that can be used are mainly calcium oxide, magnesium oxide, sodium hydroxide, or potassium hydroxide, in proportions ranging from 4% to 16% by weight relative to the mass of the materials. incoming to treat. The reaction is satisfactory at 80 ° C. with a reaction mixture at pH> 11. The sequestration of heavy metals in non-leachable complexes is optimized by adding silicates, aluminates or carbonates, especially sodium, to the mixture. The moisture of the material + reagents mixture is satisfactory from 50%. By respecting the above parameters, the inerting reaction can be prolonged without inconvenience several tens of minutes in the open air after leaving the mixer, and a
imprégnation par malaxage intensif en cuve d'une durée de 4 mn est satisfaisante. impregnation by intensive mixing in the tank for a period of 4 minutes is satisfactory.
L'application du procédé ne génère aucune pollution à l'occasion du traitement appliqué à la matière, aucun résidu nocif, aucun effluent dangereux. En particulier, l'élévation de température limitée à 100 C ne dégage pas de solvants, et ne crée pas de dioxines, furanes, ou autres composés toxiques, ni de dégagements gazeux (p.ex. méthane) dangereux. Le remplacement de la vapeur d'eau, pour le chauffage de la matière, par des micro-ondes et/ou par une insufflation d'air chaud pulsé est possible. Il convient seulement de corriger dans ces cas l'apport d'humidité, The application of the process generates no pollution during the treatment applied to the material, no harmful residues, no hazardous effluent. In particular, the temperature rise limited to 100 C does not release any solvents, and does not create dioxins, furans, or other toxic compounds, nor dangerous gaseous releases (eg methane). The replacement of steam, for heating the material, by microwaves and / or by blowing hot air is possible. It is only necessary to correct in these cases the supply of moisture,
en rajoutant l'équivalent de ce qui n'est plus apporté par la vapeur d'eau. by adding the equivalent of what is no longer provided by the water vapor.
-3- Le produit final obtenu est suffisamment inerte pour être réutilisable notamment comme matériau de construction (charges pour bétons, par exemple), avec l'avantage d'être séparé en plusieurs fractions distinctes de granulats inertes et de broyats organiques inertes. A défaut d'utilisation immédiate, I'ensemble de ces fractions peut être stocké sans précautions particulières en terrils, en silos ou en enfouissement. L'intérêt de l'invention est notamment de pouvoir combiner et intégrer l'ensemble des opérations The final product obtained is sufficiently inert to be reusable, particularly as a construction material (for example, fillers for concrete), with the advantage of being separated into several distinct fractions of inert granulates and inert organic crumbs. In the absence of immediate use, all these fractions can be stored without any particular precautions in slag heaps, in silos or in burial. The advantage of the invention is in particular to be able to combine and integrate all the operations
de réduction et de séparation par des dispositifs polyvalents et réciproquement complémentaires. reduction and separation by versatile devices and reciprocally complementary.
Ainsi, la séparation des fractions inertes et organiques de la matière traitée est réalisée de manière progressive et combinée au fur et à mesure du traitement. En effet, le dispositif de traitement constitué en application du procédé comporte deux lignes distinctes de traitement, Thus, the separation of the inert and organic fractions of the treated material is carried out in a progressive manner and combined as and when the treatment. Indeed, the processing device constituted in application of the method comprises two distinct lines of treatment,
reliées entre elles pour échanger réciproquement, après séparation, certains éléments de matière. interconnected to exchange reciprocally, after separation, certain elements of matter.
Chaque ligne peut traiter ensemble les fractions organiques et inertes mélangées de la matière entrante. Cependant, la première ligne est munie de dispositifs capables de traiter dans les meilleures conditions les matières inertes, généralement les plus denses et les plus dures, et la seconde ligne est munie de dispositifs capables de traiter au mieux les matières organiques, généralement les plus légères et les plus souples. Compte tenu du mélange acceptable des déchets entrants, il peut rester quelques éléments organiques dans la partie inerte, et réciproquement. Chaque ligne est donc munie de dispositifs de séparation qui renvoient dans Each line can process together the mixed organic and inert fractions of the incoming material. However, the first line is equipped with devices capable of handling the inert materials, usually the densest and the hardest, in the best conditions, and the second line is equipped with devices capable of best treating the organic materials, generally the lightest and the most flexible. Given the acceptable mixture of incoming waste, there may be some organic elements in the inert part, and vice versa. Each line is therefore equipped with separation devices that refer to
l'autre ligne la partie qui doit y être traitée. the other line the part to be treated.
Le dessin 1 indique les relations et les enchainements séquentiels qui illustrent le caractère complémentaire coordonné des principales phases du procédé. Drawing 1 indicates the relationships and sequential concatenations that illustrate the co-ordinated complementary nature of the main phases of the process.
Le dessin 2 décrit un exemple d'application du procédé dans une installation mobile, c'est à dire dont les équipements sont installés sur plusieurs remorques routières, destinée au traitement d'un mélange de déchets inertes du batiment et des travaux publics (gravats et décombres) et de25 déchets industriels banals (bois, plastiques, cartons, textiles, etc). Drawing 2 describes an example of application of the method in a mobile installation, that is to say whose equipment is installed on several road trailers, for the treatment of a mixture of inert waste building and public works (rubble and rubble) and ordinary industrial waste (wood, plastics, cardboard, textiles, etc.).
Les déchets sont d'abord reçus en vrac sur une aire de dépôt d'entrée, o ils sont sommairement The waste is first received in bulk on an entry depot area, where they are summarily
répartis en gros organiques d'un côté et inertes de l'autre. De là, des engins de chargement les extraient par des moyens appropriés (p.ex. godets et grappins), pour alimenter les deux premiers broyeurs d'entrée de l'installation de traitement, assemblée et positionnée à proximité de l'aire de dépôt d'entrée. L'un des broyeurs d'entrée (1) est conçu pour traiter avec un maximum d'efficacité les matières inertes, et l'autre broyeur (2) est conçu pour traiter préférentiellement les matières organiques. Chaque chargement déversé dans un broyeur est composé en majeure partie de la fraction de matière choisie pour ce broyeur, mais peut comporter aussi une partie d'autre matière. Un criblage avec tri densimétrique est donc réalisé en fond du broyeur du poste 2, et les éléments35 inertes lourds récupérés sont amenés par transporteur à bande souple jusqu'au broyeur du poste 1. Réciproquement, les éléments organiques broyés avec les inertes au poste 1 sont récupérés dans le séparateur central (4) et ramenés par dispositif pneumatique (5) jusqu'au second broyeur divided into organic fat on one side and inert on the other. From there, loading machines extract them by appropriate means (eg buckets and grapples), to feed the first two grinders of the treatment plant, assembled and positioned near the deposit area. input. One of the input mills (1) is designed to process inert materials with maximum efficiency, and the other mill (2) is designed to preferentially treat organic materials. Each load discharged into a mill is composed for the most part of the material fraction chosen for this mill, but may also include a part of other material. A screening with densimetric sorting is therefore carried out at the bottom of the mill of the station 2, and the heavy inert elements recovered are conveyed by flexible belt conveyor to the mill of the station 1. Conversely, the organic elements ground with the inert at the station 1 are recovered in the central separator (4) and returned by pneumatic means (5) to the second crusher
d'organiques (6), o ils s'ajoutent au broyat issu du poste 2 pour être affinés ensemble. organic (6), where they are added to the ground material from the station 2 to be refined together.
-4- L'affinage est ensuite complété par un broyage terminal très fin opéré par un ou plusieurs autres broyeurs (7) en aval. Les éléments métalliques physiques sont séparés de la masse mélangée, aussitôt après le premier broyage, par extraction magnétique (aimantation et courants de Foucault) (12).5 La matière mélangée sortant du premier broyage au poste 1 est conduite par une bande transporteuse jusqu'à un crible (3) qui sépare les particules lourdes les plus fines. Le reste de la matière broyée se déverse dans un séparateur aéro-densimétrique (4) à plusieurs niveaux, qui effectue d'une part la séparation entre éléments inertes et organiques, et qui d'autre part sépare les éléments inertes en plusieurs fractions de granulométries différentes.10 La matière organique séparée rejoint au niveau du poste 6, comme décrit ci-avant, le broyat organique provenant du poste 2, et l'ensemble est progressivement affiné au poste 7, puis cette The refining is then completed by a very fine terminal grinding operated by one or more other mills (7) downstream. The physical metallic elements are separated from the mixed mass, immediately after the first grinding, by magnetic extraction (magnetization and eddy currents) (12) .5 The mixed material leaving the first grinding at the station 1 is driven by a conveyor belt a screen (3) which separates the finest heavy particles. The remainder of the crushed material is discharged into a multilevel aero-densimetric separator (4), which on the one hand separates inert and organic elements, and on the other separates the inert elements into several fractions of granulometries. The separated organic matter joined at station 6, as described above, the organic ground material from station 2, and the whole is gradually refined at station 7, then this
matière est déversée dans une trémie-tampon (8) o elle est préhumidifiée par aspersion d'eau. material is poured into a buffer hopper (8) where it is premoistened by spraying with water.
De cette trémie, la matière humidifiée est extraite pour être introduite, en quantité dosée, dans une batterie de malaxage (9), composée d'un ou plusieurs pétrins malaxeurs étanches. L'alimentation de la batterie de malaxage peut être réalisée en continu ou par lots. En cas d'alimentation par lots, la matière humidifiée est déversée séquentiellement par voie gravitaire depuis une trémie peseuse. Dès que la matière humidifiée est introduite dans la cuve du pétrin malaxeur, elle est additionnée de la proportion de réactifs nécessaire, et brassée pendant plusieurs minutes en présence de vapeur d'eau injectée sous pression à 100 C. L'eau est amenée depuis une citerne20 de proximité (10), et les réactifs sont amenés depuis une batterie de silos de proximité (11). Des capteurs appropriés mesurent en permanence la température et l'humidité du mélange. La matière From this hopper, the wetted material is extracted to be introduced, in metered quantity, into a mixing battery (9), composed of one or more sealed mixing kneaders. The feed of the mixing battery can be carried out continuously or in batches. In case of batch feeding, the wetted material is discharged sequentially by gravity from a weigh hopper. As soon as the wetted material is introduced into the bowl of the kneader mixer, it is added the necessary proportion of reagents, and stirred for several minutes in the presence of steam injected under pressure at 100 C. The water is brought for a period of tank 20 (10), and the reagents are brought from a battery of proximity silos (11). Appropriate sensors continuously measure the temperature and humidity of the mixture. The material
traitée est ensuite extraite de la batterie de malaxage pour être accumulée en tas de mûrissement, o elle reste une ou plusieurs heures en revenant à température ambiante. Dès lors, l'inertage de la partie organique traitée est complet et définitif, et les métaux lourds sont bloqués dans des25 complexes insolubles. Plusieurs bandes transporteuses élévatrices évacuent en tas distincts, à distance des dispositifs de traitement, chaque partie séparée de la matière traitée. processed is then extracted from the mixing battery to accumulate in a maturation pile, where it remains one or more hours at room temperature. Therefore, the inerting of the treated organic part is complete and definitive, and the heavy metals are blocked in insoluble complexes. Several conveyor belts discharge into separate piles, away from the treatment devices, each separate part of the treated material.
L'invention est susceptible d'application industrielle par l'assemblage d'installations mobiles complètes et autonomes de traitement de déchets sur site, les dispositifs préconisés pour l'application du procédé pouvant avantageusement être assemblés en modules déplaçables et30 transportables. The invention is susceptible of industrial application by the assembly of complete mobile and autonomous waste treatment plants on site, the devices recommended for the application of the method can advantageously be assembled into movable and movable modules.
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Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9903441A FR2790980A1 (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Complete recycling and treatment of communal industrial waste in mobile installation by combining dimensional reduction, crossed separation of components, and physico-chemical rendering of organic material inert |
Applications Claiming Priority (1)
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FR9903441A FR2790980A1 (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Complete recycling and treatment of communal industrial waste in mobile installation by combining dimensional reduction, crossed separation of components, and physico-chemical rendering of organic material inert |
Publications (1)
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FR2790980A1 true FR2790980A1 (en) | 2000-09-22 |
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ID=9543407
Family Applications (1)
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FR9903441A Pending FR2790980A1 (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Complete recycling and treatment of communal industrial waste in mobile installation by combining dimensional reduction, crossed separation of components, and physico-chemical rendering of organic material inert |
Country Status (1)
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FR (1) | FR2790980A1 (en) |
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