Brevet FR2122543A1 — publié le 19720901

L'invention a trait à -on procédé de transformation d'un mélange préparé d'ordures et de "boues de décantation en substance terreuse, ainsi qu'à une installation permettant de mettre ce procédé en pratique. 5 On sait que les "boues de décantation déposées dans les installations d'épuration des eaux, mélangées aux ordures ménagères des villes et des villages, préalablement déchiquetées, sont transformées en compost par divers procédés à base biologique. 10 La méthode la plus simple', inadaptée toutefois à la protec tion de l'environnement des installations, consiste à déposer les ordures dans des creux du terrain. Mais des causes diverses telles que la hauteur excessive du tas déversé, l'excès d'humidité, etc.., s'opposent à la présence de la quantité d'oxygène 15 qu'exige la dégradation bactériologique. Le processus correspondant ne se déroule qu'avec une extrême lenteur et se trouve même partiellement remplacé par une putréfaction qui s'accompagne de pollution de l'air ambiant. Les zones préparées d'épandage qui évitent d'atteindre les 20 eaux souterraines ont apporté une amélioration à cette méthode. Afin d'accélérer le processus de transformation et d'éviter les influences perturbatrices sur l'air et sur l'eau souterraine, on a élaboré des systèmes plus récents. Ceux-ci peuvent se diviser en deux groupes principaux : 25 a) fours horizontaux tubulaires tournant autour de leur axe. b) tours verticales à étages, par exemple."MULTIBACTO". Les deux systèmes ont en commun le fait que les immondices à dégrader par procédé bactériologique sont en mouvement. Or, 30 des recherches récentes ont montré que le processus de dégradation se déroule de manière plus rapide et plus complète lorsque le mélange d'ordures et de gadoues est au repos. Une telle installation est déjà connue. L'alimentation et la vidange de sa cuve, ouverte vers le haut, s'effectue de façon 35 discontinue. L'air est aspiré verticalement de haut en bas, c'est-à-dire depuis l'atmosphère vers le fond, par une soufflerie aspirante à fonctionnement intermittent, afin qu'il traverse l'amalgame d'ordures et de gadoues. Le processus d'aération est o réglé par la teneur en C0 et par la température de l'air qui a 4-0 traversé la cuve. Cet air ne subit pas de répartition forcée sur 72 01860 2 2122543 toute la section, des matières à décomposer. Il suit la ligne de moindre résistance et il peut se produire que certaines zones ne soient pas mises au contact de l'air frais, c'ést-à-dire de l'oxygène. Le processus de transformation est ainsi arrêté et 5 il se produit une putréfaction irrégulière. D'autre part, le caractère discontinu de l'alimentation et de l'évacuation rend impossible l'insertion de cette installation dans un processus en chaîne automatique. De plus, l'arrivée d'air ne peut être contrôlée et régulée. -10 Le but de la présente invention est donc d'éviter les inconvénients des procédés et des dispositifs connus pour la transformation de l'amalgame d'ordures et de boues. Cet objectif est atteint dans le procédé conforme à l'invention par le fait que le mélange d'ordures et de boues de 15 décantation est traversé transversalement par de l'air régulé dans un réservoir entièrement clos, et que le processus de dégradation se poursuit en permanence. D'autre part, le dispositif conforme à l'invention, destiné à réaliser le procédé cité, se caractérise par le fait qu'on 20 prévoit un réservoir entièrement clos de tous côtés, vers lequel les matières à transformer sont acheminées automatiquement et dont le produit est éjecté automatiquement lorsque le processus de dégradation est terminé ; par un dispositif d'adduction de l'oxygène nécessaire pour le-processus de transformation, qui 25 produit un courant allant de l'axe du réservoir vers les parois; et que l'ensemble du réacteur fonctionne de fiaçon autonome ainsi qu'en relation avec un appareillage en amont ou en aval. Dans ce qui suit, un exemple d'exécution du procédé, objet de l'invention, sera explicité de façon plus précise, ainsi 30 qu'un exemple de l'installation correspondante ; on se référera aux dessins annexés qui les représentent en coupe et en plan, respectivement ; sur ces dessins : Fig. 1 est une coupe verticale de l'installation destinée à la transformation de l'amalgame d'ordures et de boues de 35 décantation, et Fig. 2 est une vue en plan de l'installation de la fig. 1 comportant un arrachement partiel. La tour d'ensilage de l'installation est posée sur une charpente de base 23. Celle-ci, ainsi que la charpente de la 40 tour elle-même, est construite selon les procédés habituels de 72 01860 3 2122543 construction des structures en acier. Immédiatement au-dessus de cette charpente 23 se trouve un cercle d'évacuation 24 muni d'une couronne dentée 25, montée de manière à assurer la rotation d'un "bras extracteur 15- Le dispositif d'entraînement 16 du 5 "bras 15 est disposé tout autour de la périphérie. Ce bras 15 sv racle les matières en passant sur une grille de fond /âfœ?me circu-V laire 31 et les pousse vers un caniveau collecteur 17» Un extracteur 18, tournant autour de l'axe 28 et actionné par une transmission hydrostatique indépendante 19, dont la régulation 10 de vitesse est continue, pousse la terre vers une trappe d'éjection 32 par où elle sort du réacteur. Pour l'évacuation ultérieure de cette terre, on peut utiliser par exemple une bande transporteuse ou un autre dispositif analogue (non représenté). L'adduction d'huile sous pression aux ensembles d'entraînement 15 16 s'effectue à partir du centre, en passant par un pivot central 20. Au-dessus de la zone d'évacuation, on disposera avantageusement trois zones superposées d'amenée et d'évacuation d'air, 26a, 26b et 26ç, dont seule, la plus basse est complètement représentée* Chacune de ces zones comporte six boîtes d'aspira-20 tion 29, fixées à la paroi du réservoir et formant en section plane un hexagone. Au-dessus de la troisième zone d'aération, non représentée, 26c, se trouve un cylindre de chargement 27, lequel est limité vers le haut par un couvercle à volets 6. L'élément le plus élevé du réservoir est le cylindre d'alimenta-25 tion et de distribution 28. Le mélange préparé est amené dans la chambre d'alimentation et de distribution 38 par unejbhaîne à râclettes, en passant par un sas de chargement 2 actionné hydrauliquement. Grâce à une charrue distributrice 7, actionnée par une transmission hydros-30 tatique 4, les matières ainsi amenées sont introduites régulièrement dans le cylindre de chargement 27 par les volets à commande autonome du couvercle 6. La hauteur du niveau de remplissage est contrôlée par un régulateur de niveau 22, couplé avec le sas 2 et le distributeur 7« Dans l'axe du réacteur est 35 implanté le tube d'aération 28, subdivisé en trois zones, distinctes et capable de tourner. Sur ce tube 28 sont aménagées une ou plusieurs séries de buses d'aération 14. La vitesse de rotation du tube 28 peut être régulée par la transmission hydrostatique 19 de façon à varier sans paliers de 0 à 60 t/mn. L'air 40 frais de chaque zone arrive séparément par les tubes d'amenée 72 01860 4 2122543 131, 132 par l'intermédiaire d'un pivot central 3» Avant l'injection de l'air frais, celui-ci est conditionné dans une installation non représentée, afin d'obtenir les valeurs souhaitées de température et d'humidité. La pression nécessai-5 re pour l'injection de l'air est produite par un compresseur ou un ventilateur. L'air vicié est aspiré dans chaque zone, en traversant une grille 9, par une soufflerie aspirante. Il est . prévu que les six grilles d'une zone soient reliées entre elles par une conduite périphérique 12. La disposition ainsi choisie 10 permet de relier facilement chacun des éléments à une soufflerie aspirante particulière. La très faible vitesse de passage des matières est susceptible d'entraîner la formation de barrages qui arrêteraient le transit. Afin d'éviter de telles formations, les grilles 9 peuvent être mises en mouvement à 15 l'aide de cylindres hydrauliques 11. Ce mouvement est tel qu'il ne perturbe pas le processus de dégradation des matières, mais qu'il suffit à assurer un transit régulier des matières par glissement. Le moteur hydraulique 11 permet de commander indépendam-20 ment le mouvement de chaque grille 9 enfréquence, en vitesse et en amplitude du mouvement de soulèvement. Le dispositif de commande et l'ensemble hydraulique n'ont pas été représentés sur le dessin. Le mouvement des grilles peut être limité de telle manière que les matières en cours de transformation 25 soient pratiquement pas dérangées et qu'un transit régulier soit assuré. Chacune des grilles 9 forme avec sa boîte extérieure29, thermiquement isolée, et son cylindre hydraulique 11, un module de construction 8, identique pour chaque zone. Les matières 30 éventuellement aspirées à travers la grille 9 tombent sur le fond de la boîte 29 d'où elles sont faci .1 ement extraites périodiquement par des ouvertures 30. La température est enregistrée dans toute la section du réservoir et pour chaque zone séparément grâce à des aiguilles sondeuses 21 rétractables. 35 L'installation décrite ci-dessus, qui peut être désignée aussi sous le nom de réacteur à zones, a été élaborée en vue de transformer un amalgame préparé de détritus et de gadoues de décantation en terre grâce à un processus bactériologique de dégradation non perturbé. Elle 'se présente sous la forme 40 d'un réservoir fermé. Le mélange préparé d'immondices et de 72 01860 5 2122543 gadoues est amené au réacteur à zones à l'aide de la-chaîne à raclettes. Les matières ainsi amenées sont introduites régulièrement dans le réacteur sur toute la superficie de sa section à l'aide des volets à commande indépendante du couvercle 6 et de 5 la charrue distributrice 7» L'adduction de matières est contrôlée à l'aide de la régulation de niveau 22. L'adduction et l'évacuation d'air dans la matière qui, elle, n'est pas perturbée, s'effectua dans les trois zones décrites cx-dessus, dont l'aération est fractionnée. L'air est aspiré dans le sens 10 radial, partant du tube tournant central 28 et allant vers les grilles 9. Dans le tube central 28, l'air, maintenu au degré voulu de température et d'humidité, est insufflé dans trois zones indépendantes sous une pression régulée. Il est ensuite aspiré à travers des grilles 9 par une soufflerie aspirante. La disposL-15 tion choisie de l'aération permet de sélectionner neuf variantes différentes de circulation d'air : par exemple adduction et évacuation régulière de toutes les zones ; aération limitée à la zone intermédiaire ; adduction d'air dans la zone inférieure et extraction de la zone supérieure; etc... Pour la régulation, on 20 dispose des grandeurs suivantes : 2 a) Teneur de l'air évacué en GO dans chaque zone. b) Température des points singuliers de la section droite de chaque zone. c) Résistance à la pénétration de l'air frais dqns chaque 25 zone. d) Humidité de l'air évacué de chaque zone. Ces mesures sont prises par les appareillages suivants : a) Pour chaque zone, une soufflerie auxiliaire aspire cons- p tamment l'air vicié à travers un doseur de CO tandis que, en 50 même temps, la température et l'humidité sont mesurées. b) La température des matières est enregistrée séparément pour chaque zone dqns toute l'épaisseur de la section droite grâce aux aiguilles sondeuses 21. c) Un manomètre mesure la résistance des différentes zones 35 qui s'oppose au passage de l'air frais. Ces grandeurs sont rapprochées dans un groupe de commande et valorisées pour assurer la régulation de l'adduction et de l'aspiration de l'air. Ces commandes comprennent alors les éléments suivants : 4-0 a) Insufflation et aspiration de l'air, variable selon les 72 01860 6 2122543 ■besoins. "b) Vitesse de rotation du tube central. c) Humidité âe l'air frais insufflé. d) Température de l'air insufflé. 5 e) Mouvement des grilles d'aspiration 9« f) Extraction. Grâce à la disposition et à la régulation de l'aération dans le sens radial, celle-ci est commandée impérativement en chaque point de la colonne de matières. Une telle commande de 10 l'adduction d'air permet également d'ajouter à celui-ci des gaz supplémentaires, par exemple de l'oxygène. Le transit permanent et non perturbé des matières est assuré, d'une part, grâce à la rotation du tube axial 28, et, d'autre part, grâce au mouvement de pompe des grilles d'évacua-15 tion d'air 9* La durée du transit est de quatre à sept jours. Le produit final est impeccable, tant du point de vue physiologique que bactériologique. Toute pasteurisation ultérieure est inutile, les matières ayant été maintenues, dans le réacteur, à une cLO température de 75° a 80° pendant deux heures au moins. 72 01860 7 2122543 REVENDICATIONS 1 - Procédé de transformation d'un mélange préparé d'ordures ménagères et de "boues de décantation caractérisé par le fait que ledit mélange, contenu dans un réservoir fermé de tous les 5 côtés, est traversé par un courant d'air régulé dans le sens transversal, et par le fait que le processus de dégradation se poursuit d'une manière continue. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que de 1'air enrichi d'oxygène est insufflé dans le réser- 1o voir. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température du contenu du réacteur est mesurée et que cette mesure sert à régler la quantité d'air d'apport. 4 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon 15 la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte un réservoir fermé de tous les côtés auquel les matières destinées à être transformées sont apportées automatiquement, et dont lesdites matières sont extraites automatiquement après l'achèvement du processus de dégradation, l'apport de la quantité 20 nécessaire d'oxygène pour le processus devant être réalisé par un mécanisme d'adduction qui produit un courant transversal d'oxygène partant de l'axe du réservoir et se dirigeant vers sa paroi, l'ensemble du fonctionnement du réacteur étant par ailleurs entièrement automatique par lui-même comme en relation 25 avec un appareillage amont ou aval. 5 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par la présence d'un couvercle à volets (6) à commande individuelle, par lequel les matières apportées sont introduites régulièrement sur toute la surface de la section plane du réser- 30 voir. 6 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le sas de chargement (2) comme la charrue distributrice (7) du réservoir sont commandés par l'intermédiaire d'un indicateur de niveau (22). 35 7 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par des boîtes d'aspiration (29) pourvues d'ouvertures (30) munies de couvercles dont la dépose permet de nettoyer ladite boîte sans interrompre le fonctionnement de l'installation. 8 - Installation selon la revendication 4, caractérisée 40 par le fait que les grilles d'évacuation d'air (9), les boîtes 72 01860 8 2122543 (29), les presses hydrauliques (11), forment ensemble une unité modulaire interchangeable. 9 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'un tube axial (28), qui sert à l'apport d'air 5 frais, peut tourner sur son axe à une vitesse de rotation réglable de façon continue sans pa—liers. 10 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la zone d'aération (26) est subdivisée en secteurs à aération séparée, pouvant être ouverts séparément. 10 11 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par l'isolement calorique de la paroi externe du réacteur et de celles des boîtes (29) contre l'irradiation de la chaleur interne. 12 - Installation selon la revendication 4, caractérisée 15 par le fait que des sondes thermométriques (21) sont prévues pour mesurer la température des matières dans chaque zone d'aération, en chaque point du rayon de la section plane. 13 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par le maintien indépendant de l'air d'apport destiné à chaque 20 zone à la température et au degré d'humidité désirés. 14 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par un bras extracteur (15) destiné à l'extraction automatique des matières transformées en terre. 15 - Installation selon la revendication 4, caractérisée 25 par la disposition d'un mécanisme de transport au-dessous de la trappe d'éjection (32) du réservoir. 16 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par la forme circulaire de la grille de fond (31) du réservoir. 17 - Installation selon la revendication 4, caractérisée 30 par le fait que l'orifice de chargement du réservoir est pourvu d'un soufflet en accordéon réglable en hauteur par des ressorts et des vérins hydrauliques de telle manière que les variations de hauteur dues aux fluctuations de la température puissent être compensées. 35 18 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le mécanisme d'entraînement (16) du bras extracteur (15) est disposé à l'extérieur du réservoir.