les traitements de destruction de la matière organique par les procédés de coincinération

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Par définition, la co-incinération signifie qu’on ajoute dans le flux d’alimentation d’un procédé de traite­ment thermique dédié à une application principale un flux de boues déshydratées, séchées partiellement ou totalement. Cet ajout est fait s’il y a complémentarité de process et si une synergie économique existe. La co-incinération concerne quatre cas :

  • la co-incinération en four d’incinération des déchets industriels spéciaux (DIS) ;
  • la co-incinération en centrale thermique ;
  • la co-incinération dans les fours de cimenterie ;
  • la co-incinération avec les ordures ménagères.

Les trois premières filières sont réservées aux boues séchées au-delà de 90 %. Cette contrainte est en rela­tion avec la nature des procédés et le besoin qu’ont ceux-ci d’avoir à la fois un maximum de PCI dans les produits alimentés et un minimum de vapeur d’eau dans les fumées totales à traiter. La co-incinération avec les DIS ou en centrale thermique est du moins pour la France assez anecdotique. Le traitement des boues séchées en centrale thermique est davantage d’actualité en Allemagne par exemple.

Pour la co-incinération dans les fours de cimenterie (plusieurs exemples en Suisse), il existe une contrainte supplémentaire liée aux impuretés contenues dans les matières minérales qui peuvent venir modifier le comportement et la qualité du clinker produit. Dans cette optique, la problématique posée par le phosphore est la plus importante et peut, à elle seule, fragiliser cette filière.

À ce jour, la filière de co-incinération des boues la plus fréquente est celle qui consiste à un co-traitement avec les ordures ménagères dans les fours à grilles. Ce co-traitement peut se faire soit avec des boues dés­hydratées (procédé IC850), soit avec des boues pré-séchées (totalement ou partiellement (iso PCI avec les ordures)).

la co-incinération de boues pâteuses avec les ordures ménagères : le procédé IC850

Les fours de traitement des ordures ménagères sont le plus généralement des fours à grille.

Le montage d’un IC850 en face avant du four est représenté sur la figure 37. Un IC 850 (figure 38) est com­posé d’un certain nombre d’injecteurs ringardables en fonctionnement par la tige d’un vérin. Des boudins d’environ 20 mm de diamètre se forment et se coupent sous l’effet de leur propre poids (environ 10 cm de longueur). Ils tombent sur la grille du four généralement dans le début de la zone de combustion des ordu­res.

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Figure 37. Insertion d’un IC 850 sur un four d’OM à grille

La co-incinération de boues pâteuses doit respecter les contraintes imposées par le procédé de combustion des ordures ménagères :

  • respect du diagramme de combustion donné par le constructeur du four à grille (débit d’OM traitées en fonction du PCI et de la charge thermique appliquée) ;
  • non modification de la qualité des mâchefers produits ; comme tous les procédés ont pour objectif de produire des mâchefers reconnus valorisables suivant la réglementation des installations classées, la co-incinération des boues ne doit pas modifier la caractéristique de ces mâchefers au-delà des seuils défi­nis (voir circulaire mâchefer 2002) ;
  • prise en compte des polluants spécifiques apportés par les boues dans la conception du traitement des fumées, plus particulièrement les aspects S et Hg.
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Figure 38. Système d’injection de l’IC 850

Ces considérations ont pour conséquence de limiter, à environ 10‑12 %, le ratio tonnage de boues brutes traitées/tonnage ordures brutes alimentées.

Les avantages du procédé IC850 par rapport à d’autres procédés proposés (soit injection des boues dés­hydratées dans la trémie, soit pulvérisation de boues pâteuses dans le foyer) sont :

  • la répartition régulière de la boue extrudée sur la grille ;
  • l’apport de la boue (fortement endothermique) dans la zone la plus chaude de la grille ;
  • les cendres minérales de la boue sont majoritairement captées par les mâchefers et ne contribuent que très peu aux cendres volantes (« REFIOM ») ;
  • au total, en coût direct, c’est le procédé d’incinération le plus économique du marché.

la co- incinération des boues pré-séchées traitées avec les ordures

Le cas le plus fréquemment rencontré est celui des boues pré-séchées ayant un iso PCI avec celui des ordu­res (pré-séchage partiel à environ 65 % de siccité). Les stations de Megève ou Limoges ont été conçues dans cette configuration avec un pré-séchage des boues par le procédé Centridry (voir le séchage à une siccité intermédiaire).

Un soin particulier doit être apporté à la manutention et à l’éventuel stockage des boues pré-séchées car celles-ci, de par leur humidité résiduelle, ne sont pas aisément stockables et manipulables après stockage. Des seuils de siccité critique, spécifique à chaque boue, doivent être respectés pour éviter la prise en masse dans le stockeur si l’on envisage un stockage intermédiaire avec dosage ultérieur dans les trémies d’alimen­tation d’ordures. En revanche, lorsque le déversement en vrac dans la fosse à ordures est acceptable, seul l’empoussièrement de la fosse et l’homogénéisation de la charge doivent être pris en compte.

La co-incinération des boues complètement séchées, pelletisées ou bouletées, est possible (ex. : Villefran­che-sur-Saône) à condition de respecter la proportion boues/ordures afin d’éviter les phénomènes de vitri­fication locale et accrochage sur les parois réfractaires.