WO2008107576A1 - Procède et installation pour le traitement de déchets gras - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • Y02W30/74—Recovery of fats, fatty oils, fatty acids or other fatty substances, e.g. lanolin or waxes

Definitions

  • the invention relates, in general, the techniques related to the respect of the environment.
  • the invention relates, according to a first aspect, to a process for treating fatty waste consisting essentially of a fatty fraction, an aqueous fraction, and a residual fraction, this process comprising at least heating operations. , circulation and fractionation respectively of heating the waste at least until the fat fraction melts, to circulate this waste from a sampling station to a fractionation station in a circuit including a pipe of useful volume constant, and to separate the different fractions of this waste.
  • the present invention applies, inter alia, to the fatty waste from agri-food industries and in particular to waste from settling works, manufacturing refusals and cleaning effluents of these industries.
  • the invention also applies to waste from food service establishments and food preparation and waste from urban or industrial wastewater pretreatment works such as degreasers and de-oilers. Such waste is usually collected when maintaining separation, retention or storage structures.
  • the fatty waste contains fatty substances of animal and / or vegetable origin, pure or mixed, intact or partially or wholly hydrolyzed, and essentially have three fractions: - a first aqueous fraction containing dissolved or suspended substances, a second particulate organic fraction, emulsified, diffuse or supernatant, consisting of fats, and a third fraction or residual fraction, containing organic or inorganic particles, in suspension, supernatant or sedimented (tissues, meal reliefs, plant debris, paper, plastics, glass, metal objects including cutlery, gravel, ).
  • the present invention aims to provide a method and a waste treatment facility offering a better compromise in solving the problems of their implementation.
  • the method of the invention is essentially characterized in that the heating operation is carried out by heating the waste exclusively during their circulation in said pipe of constant useful volume.
  • the invention is based on the discovery of the fact that that the treatment of this waste could dispense with such temporary storage.
  • the heating operation is partially carried out by heating the fatty waste to be treated with the aqueous fraction from previously fractionated fatty waste.
  • the method of the invention further comprises a screening and grinding operation, preferably carried out before the heating operation.
  • This process may also include a coagulation-flocculation operation of the aqueous fraction from fractionated fatty waste and leading to the production of pre-purified water and hydrated sludge.
  • a coagulation operation can also be performed before fractionation.
  • this method comprises a phase separation operation carried out on the hydrated sludge, this phase separation operation consisting in separating, at least partially, the liquid and solid phases of these hydrated sludge.
  • the invention also relates to an installation for the treatment of fatty waste essentially consisting of a fat fraction, an aqueous fraction, and a residual fraction, this installation comprising at least one boiler, a waste collection station, a fractionation station, a circuit including a pipe of constant useful volume for circulating the waste between the sampling station and the fractionation station, and at least one heat exchanger for heating the waste, this installation being characterized in that each heat exchanger is installed on said pipeline.
  • This installation comprises at least one exchanger of a first type, each exchanger of the first type receiving, as heat transfer fluid, water heated by the boiler.
  • this installation also comprises at least one exchanger of a second type, each exchanger of the second type receiving, as heat transfer fluid, the aqueous fraction from previously fractionated fatty waste.
  • This installation may also include a pretreatment unit disposed upstream of the sampling station and comprising at least screening means of the greasy waste.
  • This installation may further comprise a pretreatment unit, possibly the same as above, arranged upstream of each exchanger and comprising at least one means for fatty waste and means of filtration of greasy wastes.
  • the plant of the invention may also comprise a post-treatment unit of the aqueous fraction from previously fractionated fatty waste, this unit comprising at least dynamic separation means.
  • the post-treatment unit further comprises a coagulation-flocculation tank, arranged upstream of the dynamic separation means.
  • the boiler is preferably designed to be able to burn at least one other fuel than this fat fraction. .
  • the invention relates to an installation for the treatment of fatty waste 1 which consists essentially of a fat fraction, an aqueous fraction, and a residual fraction, as well as the method used in this installation. .
  • This installation comprises at least, in a manner known per se from the aforementioned French patent FR 2 720 014, a boiler 2, a waste collection station 3, a fractionation station 4, a circuit including a pipe 5, and one or more heat exchangers such as 61 to 63.
  • the sampling station 3 comprises for example a storage tank 30 receiving the waste 1 to be treated previously screened, and possibly that coagulation agents, a pump 31 immersed in the tank 30 and adapted to ensure forced circulation of waste 1 in the channel 5 so that the waste occupies the entire internal volume, and one or more brewing devices 32.
  • the fractionation station 4 is for example essentially constituted by a three-phase centrifugal decanter, for separating the fatty waste into a fatty organic phase 11, a liquid phase 12, and a solid phase 13.
  • the boiler 2 produces the thermal energy necessary to heat the greasy waste at least until the melting of the fat fraction 11, this thermal energy being transmitted to the waste via the heat exchangers 61 to 63.
  • the exchanger 63 receives, as heat transfer fluid, water heated by the boiler 2, while each of the heat exchangers 61 and 62 receives, as heat transfer fluid, the aqueous fraction 12 from waste previously fractionated grease.
  • the waste 1 typically passes from a temperature of the order of 20 ° C. to a temperature of approximately 40 ° C. while passing through the exchanger 61, leaving the exchanger 62 at approximately 60 ° C., leaving the exchanger 63 at about 85 ° C, and thus reach the same temperature at the fractionation station 4.

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Abstract

L'invention concerne notamment une installation pour le traitement de déchets gras (1) essentiellement constitués d'une fraction grasse (11), d'une fraction aqueuse (12), et d'une fraction résiduelle (13), cette installation comprenant au moins une chaudière (2), une station (3) de prélèvement des déchets (1), une station de fractionnement (4), un circuit incluant une canalisation (5) de volume utile constant pour faire circuler les déchets (1) entre la station de prélèvement (3) et la station de fractionnement (4), et au moins un échangeur thermique (61 - 63) pour chauffer les déchets. Selon l'invention, chaque échangeur thermique (61 - 63) est installé sur ladite canalisation (5).

Description

PROCEDE ET INSTALLATION POUR LE TRAITEMENT DE DECHETS GRAS.
L'invention concerne, de façon générale, les techniques liées au respect de l'environnement.
Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier aspect, un procédé de traitement de déchets gras essentiellement constitués d'une fraction grasse, d'une fraction aqueuse, et d'une fraction résiduelle, ce procédé comprenant au moins des opérations de chauffage, de circulation et de fractionnement consistant respectivement à chauffer ces déchets au moins jusqu'à la fusion de la fraction grasse, à faire circuler ces déchets depuis une station de prélèvement jusqu'à une station de fractionnement dans un circuit incluant une canalisation de volume utile constant, et à séparer les différentes fractions de ces déchets.
Un tel procédé, notamment destiné à traiter les déchets d'origine alimentaire humaine ou animale, est décrit de manière détaillée dans le brevet français FR 2 720 014.
Comme l'objet de ce brevet antérieur, la présente invention s'applique, entre autres, aux déchets gras provenant des industries agro-alimentaires et notamment aux déchets provenant des ouvrages de décantation, aux refus de fabrication et aux effluents de nettoyage de ces industries. L'invention s'applique aussi aux déchets provenant des établissements de restauration et de préparation d'aliments ainsi qu'aux déchets provenant des ouvrages de prétraitement des eaux usées urbaines ou industrielles tels que les dégraisseurs et les déshuileurs. De tels déchets sont généralement collectés à l'occasion de l'entretien des ouvrages de séparation, de rétention ou de stockage.
Les déchets gras contiennent des corps gras d'origine animale et/ou végétale, purs ou en mélange, intacts ou hydrolyses partiellement ou en totalité, et présentent essentiellement trois fractions: - une première fraction aqueuse contenant des substances dissoutes ou en suspension, une seconde fraction organique particulaire, émulsifiée, diffuse ou surnageante, constituée de matières grasses, et une troisième fraction ou fraction résiduelle, renfermant des particules organiques ou minérales, en suspension, surnageantes ou sédimentées (tissus, reliefs de repas, débris végétaux, papiers, plastiques, verre, objets métalliques et notamment couverts, graviers,...).
Les pourcentages respectifs, en poids ou en volume, de ces diverses fractions dépendent notamment de leur provenance et éventuellement aussi de la période de l'année dans le cas où la source de ces déchets est liée à une activité à caractère saisonnier.
Le procédé et l'installation décrits dans le brevet antérieur précité, en dépit de leur intérêt et des immenses services qu'ils ont rendus, imposent, notamment en termes d'encombrement et d'exploitation, de nombreuses contraintes qu'il est devenu difficile de satisfaire.
Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un procédé et une installation de traitement de déchets gras offrant un meilleur compromis dans la résolution des problèmes que pose leur mise en oeuvre. A cette fin, le procédé de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que l'opération de chauffage est mise en oeuvre en chauffant les déchets exclusivement pendant leur circulation dans ladite canalisation de volume utile constant .
En effet, alors que le procédé connu du brevet FR 2 720 014 reposait sur l'hypothèse qu'il était nécessaire de chauffer au moins partiellement les déchets gras dans une cuve tampon de volume utile variable, l'invention repose sur la découverte du fait que le traitement de ces déchets pouvait se dispenser d'un tel stockage temporaire . De préférence, l'opération de chauffage est partiellement mise en oeuvre en réchauffant les déchets gras à traiter par la fraction aqueuse issue de déchets gras préalablement fractionnés.
Avantageusement, le procédé de l'invention comprend en outre une opération de dégrillage et de dilacération, de préférence mise en oeuvre avant l'opération de chauffage .
Ce procédé peut aussi comprendre une opération de coagulation-floculation de la fraction aqueuse issue de déchets gras fractionnés et conduisant à l'obtention d'une eau pré-épurée et de boues hydratées.
Néanmoins, une opération de coagulation peut aussi être effectuée avant le fractionnement.
Il peut également être judicieux de prévoir que ce procédé comprenne une opération de séparation de phases, mise en oeuvre sur les boues hydratées, cette opération de séparation de phases consistant à séparer, au moins partiellement, les phases liquide et solide de ces boues hydratées .
L'invention concerne également une installation pour le traitement de déchets gras essentiellement constitués d'une fraction grasse, d'une fraction aqueuse, et d'une fraction résiduelle, cette installation comprenant au moins une chaudière, une station de prélèvement des déchets, une station de fractionnement, un circuit incluant une canalisation de volume utile constant pour faire circuler les déchets entre la station de prélèvement et la station de fractionnement, et au moins un échangeur thermique pour chauffer les déchets, cette installation étant caractérisée en ce que chaque échangeur thermique est installé sur ladite canalisation. Cette installation comprend au moins un échangeur d'un premier type, chaque échangeur du premier type recevant, en tant que fluide caloporteur, de l'eau chauffée par la chaudière.
De préférence, cette installation comprend en outre au moins un échangeur d'un deuxième type, chaque échangeur du deuxième type recevant, en tant que fluide caloporteur, la fraction aqueuse issue de déchets gras préalablement fractionnés.
Cette installation peut aussi comprendre une unité de prétraitement disposée en amont de la station de prélèvement et comprenant au moins des moyens de dégrillage des déchets gras.
Cette installation peut encore comprendre une unité de prétraitement, éventuellement la même que précédemment, disposée en amont de chaque échangeur et comprenant au moins des moyens de dilacération des déchets gras et des moyens de filtration des déchets gras .
L'installation de l'invention peut également comprendre une unité de post-traitement de la fraction aqueuse issue de déchets gras préalablement fractionnés, cette unité comprenant au moins des moyens de séparation dynamique .
De préférence, l'unité de post-traitement comprend en outre une cuve de coagulation-floculation, disposée en amont des moyens de séparation dynamique.
Dans la mesure où la fraction grasse issue du traitement des déchets gras peut faire l'objet d'une valorisation plus avantageuse que la production de chaleur par combustion, la chaudière est de préférence conçue pour pouvoir brûler au moins un autre combustible que cette fraction grasse.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la figure unique annexée, qui est une vue schématique globale d'une installation conforme à l'invention.
Comme annoncé précédemment, l'invention concerne une installation pour le traitement des déchets gras 1 qui sont essentiellement constitués d'une fraction grasse, d'une fraction aqueuse, et d'une fraction résiduelle, ainsi que le procédé mis en oeuvre dans cette installation .
Cette installation comprend au moins, de manière connue en soi par le brevet français FR 2 720 014 précité, une chaudière 2, une station 3 de prélèvement des déchets 1, une station de fractionnement 4, un circuit incluant une canalisation 5, et un ou plusieurs échangeurs thermiques tels que 61 à 63.
La station de prélèvement 3 comprend par exemple une cuve de stockage 30 recevant les déchets 1 à traiter préalablement dégrillés, ainsi éventuellement que des agents de coagulation, une pompe 31 immergée dans la cuve 30 et propre à assurer une circulation forcée des déchets 1 dans la canalisation 5 de manière que les déchets en occupent tout le volume interne, et un ou plusieurs dispositifs de brassage 32.
La station de fractionnement 4 est par exemple essentiellement constituée par une décanteuse centrifuge triphasique, permettant de séparer les déchets gras en une phase organique grasse 11, une phase liquide 12, et une phase solide 13.
La chaudière 2 produit l'énergie thermique nécessaire pour chauffer les déchets gras au moins jusqu'à la fusion de la fraction grasse 11, cette énergie thermique étant transmise aux déchets par l'intermédiaire des échangeurs thermiques 61 à 63.
Selon l'invention, chacun des échangeurs thermiques est installé sur la canalisation 5, les déchets à traiter étant donc seulement chauffés pendant qu'ils circulent dans cette canalisation. L'installation illustrée comporte trois échangeurs, 61, 62, et 63, que la canalisation 5 transportant les déchets 1 traverse dans cet ordre.
L'échangeur 63 reçoit, en tant que fluide caloporteur, de l'eau chauffée par la chaudière 2, tandis que chacun des échangeurs 61 et 62 reçoit, en tant que fluide caloporteur, la fraction aqueuse 12 issue de déchets gras préalablement fractionnés. Les déchets 1 passent typiquement d'une température de l'ordre de 200C à une température d'environ 400C en traversant l'échangeur 61, sortent de l'échangeur 62 à environ 600C, sortent de l'échangeur 63 à environ 85°C, et parviennent donc à cette même température à la station de fractionnement 4.
La fraction aqueuse 12 issue de la station de fractionnement 4 est acheminée par une canalisation 50 vers l'échangeur 62 qu'elle atteint en étant à une température d'environ 85°C, puis sort de l'échangeur 62 à une température d'environ 600C, et de l'échangeur 61 à une température d'environ 35°C.
Comme le montre la figure, l'installation comprend avantageusement une unité de prétraitement 7 disposée en amont de la station de fractionnement, et de préférence aussi en amont des échangeurs 61 à 63 dans le sens de circulation des déchets.
La fonction principale de cette unité de prétraitement consiste à calibrer les déchets notamment pour éviter tout encrassement de la station de fractionnement 4 et de la canalisation 5.
Pour ce faire, l'unité de prétraitement 7 comprend typiquement un filtre dégrilleur auto-décolmatant 71 et une machine de dilacération 72 des déchets gras, ce filtre et cette machine étant par exemple disposés en amont de la cuve 30 de la station de prélèvement.
De préférence, l'installation de l'invention comprend aussi une unité de post-traitement 8 de la fraction aqueuse 12 issue de déchets gras préalablement fractionnés.
Cette unité opère par exemple deux étapes successives de traitement, permettant l'épuration de la fraction aqueuse 12 et son rejet soit en milieu naturel, soit en réseau d'assainissement.
Pour ce faire, l'unité de post-traitement 8 comprend avantageusement une cuve de coagulation- floculation 81, et des moyens de séparation dynamique 82, disposés en aval de la cuve et permettant de séparer la phase liquide 120 et la phase solide 121 initialement contenues dans la fraction aqueuse 12 ayant subi la coagulâtion-floculation . Plus précisément, la première étape du posttraitement, qui est mise en oeuvre dans la cuve 81, consiste à éliminer, par voie physico-chimique, la pollution de la fraction aqueuse 12 grâce à l'adjonction de produits P propres à assurer la coagulation- floculation des particules contenues dans cette fraction aqueuse 12.
Cette première étape conduit à l'obtention de boues hydratées et d'une eau pré-épurée qui fait alors l'objet d'un traitement d'épuration complémentaire par voie biologique, destinée à réduire la charge organique dissoute, avant rejet de cette eau.
La deuxième étape du post-traitement, qui est mise en oeuvre sur les boues hydratées, par exemple au moyen d'une décanteuse centrifuge 82, permet l'obtention de boues liquides et biologiques déshydratées qui sont évacuées vers un exutoire approprié, et d'une eau de déshydratation qui subit le même traitement d'épuration complémentaire que l'eau pré-épurée.
La fraction grasse 11 peut éventuellement être brûlée dans la chaudière 2, mais elle peut aussi faire l'objet d'une valorisation externe. Dans cette éventualité, il est judicieux de prévoir que la chaudière 2 prévue pour chauffer les déchets soit conçue pour pouvoir brûler au moins un autre combustible que la fraction grasse 11, par exemple du gaz ou du fuel.

Claims

REVENDICATIONS.
1. Procédé de traitement de déchets gras (1) essentiellement constitués d'une fraction grasse (11), d'une fraction aqueuse (12), et d'une fraction résiduelle (13), ce procédé comprenant au moins des opérations de chauffage, de circulation et de fractionnement consistant respectivement à chauffer ces déchets au moins jusqu'à la fusion de la fraction grasse (11), à faire circuler ces déchets (1) depuis une station de prélèvement (3) jusqu'à une station de fractionnement (4) dans un circuit incluant une canalisation (5) de volume utile constant, et à séparer les différentes fractions (11 - 13) de ces déchets, caractérisé en ce que l'opération de chauffage est mise en oeuvre en chauffant les déchets (61 - 63) exclusivement pendant leur circulation dans ladite canalisation (5) .
2. Procédé de traitement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de chauffage est partiellement mise en oeuvre en réchauffant des déchets gras à traiter (1) par la fraction aqueuse (12) issue de déchets gras préalablement fractionnés.
3. Procédé de traitement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une opération de dégrillage et de dilacération (72), de préférence mise en oeuvre avant l'opération de chauffage.
4. Procédé de traitement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une opération de coagulation- floculation (81) de la fraction aqueuse (12) issue de déchets gras fractionnés, conduisant à l'obtention d'une eau pré-épurée et de boues hydratées.
5. Procédé de traitement suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une opération de séparation de phases (82), mise en oeuvre sur les boues hydratées, cette opération de séparation de phases consistant à séparer, au moins partiellement, les phases liquide (120) et solide (121) de ces boues hydratées .
6. Installation pour le traitement de déchets gras
(1) essentiellement constitués d'une fraction grasse
(11), d'une fraction aqueuse (12), et d'une fraction résiduelle (13), cette installation comprenant au moins une chaudière (2), une station (3) de prélèvement des déchets (1), une station de fractionnement (4), un circuit incluant une canalisation (5) de volume utile constant pour faire circuler les déchets (1) entre la station de prélèvement (3) et la station de fractionnement (4), et au moins un échangeur thermique (61 - 63) pour chauffer les déchets, caractérisée en ce que chaque échangeur thermique (61 - 63) est installé sur ladite canalisation (5) .
7. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un échangeur (63) recevant, en tant que fluide caloporteur, de l'eau chauffée par la chaudière (2) .
8. Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un échangeur (61, 62) recevant, en tant que fluide caloporteur, la fraction aqueuse (12) issue de déchets gras préalablement fractionnés.
9. Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité de prétraitement (7) disposée en amont de chaque échangeur (61-63) et comprenant au moins des moyens de dégrillage et de dilacération (71) des déchets gras, des moyens de filtration (72) des déchets gras, et des moyens de coagulation des déchets.
10. Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité de post-traitement (8) de la fraction aqueuse
(12) issue de déchets gras préalablement fractionnés, cette unité comprenant au moins des moyens de séparation dynamique (82) .
11. Installation suivant la revendication 10, caractérisée en ce que l'unité de post-traitement (8) comprend en outre une cuve de coagulation-floculation (81), disposée en amont des moyens de séparation dynamique (82) .
12. Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisée en ce que la chaudière (2) est conçue pour pouvoir brûler au moins un autre combustible que la fraction grasse (11) issue des déchets gras traités.
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