Brevet FR2116291A1 — publié le 19720713

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour produire du compost à partir de matière de rebut renfermant une prcportion importante de matière organique. Comme exemple de cette matière de rebut, on peut citer les ordures ménagères. L'invention a pour objet un procédé et un appareil permettant de transformer en additif pour sols, de façon rentable, de la matière de rebut appropriée. Selon l'invention, un appareil pour produire du compost à partir de matière de rebut comprend plusieurs chambres de traitement superposées, la chambre supérieure comportant un orifice d'alimentation permettant d'y introduirei la matière à traiter, tandis que la chambre inférieure comporte un orifice d'évacuation permettant d'en évacuer la matière traitée, les chambres adjacentes étant séparées par des planchers comportant des orifices de transfert pourvus chacun de moyens d'ouverture et de fermeture permettant de régler le transfert de matière d'une chambre à celle qui est juste audessous, chaque chambre comportant (1) un agitateur permettant d'agiter la matière lorsqu'elle s'y trouve, (2) des moyens pour introduire de l'air dans la chambre de façon qutil traverse la matière qui y est contenue, et (3) des moyens pour modifier ltatmosphère qui y règne, au moins les chambres supérieures étant chacune pourvues d'une alimentation en eau, ledit appareil comprenant également un système de controle de la température de la matière lorsqu'elle se trouve dans la chambre, ainsi que de la teneur en G02 de ladite atmosphère, et des moyens pour régler la vitesse d'agitation dans l'eau et de l'eau, et l'alimentation en air de l'une quelconque des chambres indépendamment des autres. A titre d'exemple non limitatif, l'invention sera décrite avec davantage de détails dans la description qui suit, en regard du dessin annexé sur lequel la figure 1 représente, uniquement sous forme de diagramme fonctionnel schématique, un appareil selon ltinvention. La figure 2 représente, à échelle agrandie, une partie de l'appareil de la figure 1. Le digesteur 1 représenté sur la figure I comprend une série de chambres de traitement 2, 3, 4, 5, 6 et 7 superposées. Le digesteur peut être constitué par un grand réservoir cylindrique divisé en chambres par une série de planchers verticalement espacés ou tre réalisé de toute autre façon pour comporter le nombre requis de chambres disposées verticalement. Le digesteur comporte, à son extrémité supérieure, une trémie d'alimentation 8 qui permet d'accéder à la chambre 2 et, à son extrémité inférieure, un orifice d'évacuation 9 qui permet l'évacuation de la matière de la chambre 7, la trémie 8 tout comme l'orifice 9 comportant des vannes de réglage de débit de type approprié représentées schématiquement sur la figure 1 et désignées respectivement par les références numériques 10 et 11, et actionnées par des mécanismes représentés respectivement sous forme de blocs 12 et 13. Les mécanismes peuvent être actionnés manuellement mais sont, de préférence, actionnés mécaniquement et comportent une commande manuelle à utiliser en cas de besoin. Sous l'orifice d'évacuation 9 peut se trouver l'extrémité de charge=ent d'un transporteur T, par exemple d'un transporteur à courroie, pour transférer le contenu de la chambre 7 vers une destination requise. Les chambres adjacentes sont séparées entre elles par des planchers 14 non perforés, à l'exception d'un orifice de transfert indiqué schématiquement par la référence 15 sur la figure 1, et représenté avec davantage de détails sur la figure 2. Chaque orifice comporte un mécanisme de manoeuvre indiqué par un bloc 16 (figure 2) qui peut se trouver à l'intérieur ou à l'extérieur du compartiment. Chacune des chambres loge ut agitateur rotatif comprenant une série de bras ou pales 18 partant d'un arbre central 19 monté dans le plancher de ladite chambre de façon à tourner autour de l'axe vertical de l'arbre. Chacun des agitateurs comporte ses propres moyens d'entratnement qui peuvent se trouver à l'intérieur ou à l'extérieur de la chambre. Les pales 18 peuvent être dirigées radialement à partir due l'arbre 19 ou bien, de préférence, eAtre incurvées, lorsautelles sont vues en plan, dans le sens de la rotation de l'arbre 19.Les pales 18 sont séparées entre elles par des intervalles égaux et disposées au voisinage du plancher de la chambre, et elles vont presque jusqu'a' la périphérie de cette ,dernière. Chacune des pales comporte une face arrière verticale, une face menante inclinée vers le bas et vers l'avant à partir du bord supérieur pour atteindre le niveau du bord inférieur de la face arrière, et un conduit longitudinal relié, à l'extrémité voisine de l'arbre 19, à des tuyaux d'aliment;ation d'eau désignés respectivement par les références numériques 20 et 21, par des raccords rotatifs appropriés (non représentés). Le conduit communique avec une série d'orifices répartis suivant la longueur de la pale et débouchant du conduit sur la face arrière au-dessous d'une plaque protectrice montée sur cette dernière. Les chambres de traitement supérieures1 c'est-à les chambres 2 à 6, logent un ou plusieurs ajutages désignés par la référence 23 sur les figures 1 et 2, et qui sont raccordés à une alimentation en eau à commande indépendante pour chacune de ces chambres. Dans la partie supérieure de la paroi incurvée de chacune des chambres est ménagée une ouverture contrôlée par une soupape à battant 24 constituant une soupape d1 admission d'air à fermeture automatique sous l'effet de pressions dépassant la pression ambiantc dans la chambre. Il est prévu également une sortie d'air 25 contrôlée par une soupape 26 et raccordée à des moyens d'aspiration dtair, par exemple un ventilateur 27 qui peut, comme représenté, être commun aux sorties 25 de toutes les chambres. L'effet du ventilateur dans chacune des chambres individuelles peut entre, cependant, réglé par la soupape 26 de cette chambre. Le ventilateur 27 peut faire partie d'un appareillage de lavage des fumées. Les ajutages 23 et les tuyaux d'alimentation d'eau 21 se raccordent, par l'intermédiaire de soupapes de commande (non représentées), à un tuyau d'alimentation commun pouvant être branché à volonté sur une alimentation d'eau ou sur une alimentation en solution de sulfate d'ammonium ou substance azotée appropriée. Des soupapes à verrouillage mutuel assurent que le tuyau d'alimentation commun n'est relié Bu'à une alimentation à la fois. Les tuyaux d'alimentation en air 21 sont alimentés en air de façon que l'alimentation en air de chaque agitateur puisse être réglée séparément. Les tuyaux 21 peuvent être alimentés à partir d'un seul ventilateur à air mais, de préférence, plusieurs ventilateurs à air sont montés. Dans les chambres inférieures, l'écoulement de l'air qui traverse la matière a pour rôle de la sécher et, pour que cette action ait lieu efficacement, il faut un débit supérieur à celui qui est requis pour les chambres supérieures. Il peut, par conséquent, être préférable d'alimenter ces chambres inférieures à partir d'un ventilateur séparé. Dans ce dernier cas, on prévoit encore une commande indépendante de l'alimentation en air des chambres inférieures. Chacune des chambres comporte également des moyens de mesure de la température pour controler la température de la matière de rebut qui se trouve dans la chambre, et d'autres moyens de mesure de la température pour contrôler la température des produits gazeux dégagés par cette matière. En outre, chaque chambre est pourvue d'un appareillage de contrôle de la teneur en C02 de l'atmosphère qui règne dans la chambre. On peut utiliser les moyens de contrôle de la température de chacune des chambres pour régler automatiquement les conditions de formation de compost dans la chambre, en liaison avec l'appareillage de contrôle de C02. En variante, on peut monter un seul ensemble d'appareils de contrôle de CQ2 et prévoir des moyens de liaison pour relier cet ensemble unique à chacune des chambres tour à tour ou en se basant sur un cycle automatique. Chacune des chambres peut aussi être équipée de moyens sensibles au niveau de matière qui sty trouve et qui, dans le cas où un niveau de matière prédéterminé est atteint, agissent pour empêcher d'autres additions d'eau, et/ou pour ouvrir une vanne de vidange et permettre l'évacuation du liquide en excès. L'appareil comprend ainsi une série de chambres de traitement dont les conditions de chacune peuvent être réglées indépendamment de celles de toutes les autres. Dans chacune des chambres, on soumet la matière de rebut à transformer en compost à un traitement au cours duquel on mouille la matière comme il le faut, on l'agite et on l'alimente en air ou en air et eau pour assurer un degré requis de dégénérescence aérobie sans ou presque sans activité anaérobie. Un procédé de traitement typique commence par le chargement dans la chambre supérieure 2 d'un volume de matière de rebut que l'on mouille alors à un degré approprié selon la teneur en humidité de la matière. il peut être préférable d'alimenter la chambre supérieure 2 par étapes, une partie de la quantité totale de matière étant introduite à chaque étape. Après avoir introduit une partie de la matière, on laisse s' écouler une durée suffisante pour Qtre 8tr que toute la matière qui se trouve dans la chambre est suffisament mouillée par l'eau avant d'y introduire une autre charge de matière. On ferme la vanne 10, ainsi que l'orifice de transfert 15 entre les chambres 2 et 3. On commence alors à agiter et à envoyer de l'air aux pales 18, et l'on contrôle la température de la matière et des gaz qu'elle dégage, ainsi que la teneur en C02 de ces gaz. Lorsque le compost commence à se former, la température de la matière commence à augmenter, du fait que la dégénérescence aérobie commence. Pour assurer le maintien de la dégénérescence, on règle la température de la matière de façon qu'elle soit voisine de 660C, mais qu'elle ne dépasse pas cette valeur. On effectue le réglage de la température en modifiant la vitesse d'agitation, le débit d'alimentation en air de l'agitateur, le débit de l'air qui traverse la chambre autrement que par l'agitateur, et la teneur en humidité de la matière. On ajuste ces paramètres en liaison entre eux ou indépendamment les uns des autres.Pour réduire la température de la matière lorsqu'elle se rapproche de l'optimum maximal, il est nécessaire d'arrêter d'abord le dégagement de chaleur, de façon que le débit d'air qui aère l'humidité de laquelle les bactéries retirent de l'oxygène cesse de traverser l'agitateur et, ensuite, d' éliminer la chaleur et l'humidité de la matière, et l'on y parvient en augmentant la vitesse d'agitation et en libérant la vapeur d'eau et/ou le gaz chaud de la matière pour qu'ils pénètrent dans le volume de la chambre qui se trouve au,dessus de la matière, puis l'on élimine cette vapeur d'eau et/ou ce gaz chaud de la chambre en augmentant le débit d'air traversant l'orifice 24 et sortant par la soupape 26 grâce à l'aspiration exercée par le ventilateur 27. Pour augmenter la température de la matière, on peut en variante augmenter le débit d'air traversant l'agitateur et maintenir à un minimum le débit à travers la soupape 26 ; si, au bout d'une durée prédéterminée, la température 'augmente pas, on envoie de 1 'eau sur la matière tout en maintenant le débit d'air accru à travers l'agitateur. Si l'eau et le débit d'air accru n'augmentent pas la température, on peut considérer que cela provient du fait que la digestion est presque achevée. il stest avéré, dans la pratique, que le besoin d'empêcheur la température de trop s'élever est de loin l'exigence la plus fréquente et que l'on effectue en général les tentatives d'augmentation de la température uniquement dans les premiers stades du procédé, car un tel besoin indique normalement une matière très sèche ou une matière inhabituellement inerte. L'absence de réponse au réglage de la température peut produire un signal d'alerte pour permettre d'examiner la charge de matière lors de son évacuation et de la recycler pour un traitement ultérieur, ou la rejeter. Le digesteur fonctionne sur une base cyclique, la durée du cycle étant déterminée par la vitesse de formation de compost. La durée de traitement totale dans De digesteur assure qu'après traitement dans toutes les chambres et passage par celles-ci, la matière est évacuée de la chambre 6 en étant à peu près entièrement transformée en compost. On atteint le stade de transformation complète en compost lorsque l'émission de C02 dans l'atmosphère, dans la chambre 6, est à un faible niveau, ce qui indique que la demande en oxygène biologique de la matière dégénérée a été réduite à l'importance normalement associée aux sols normaux. Le mode d'exécution qui vient d'être décrit est particulièrement approprié pour transformer en compost les ordures municipales ramassées tous les jours sur une semaine de cinq jours de travail. La durée de séjour de la matière dans chacune des chambres est de 24 heures, mais on peut l'augmenter sans risque, si nécessaire, pour la fin de semaine et aux périodes de vacances car une durée de séjour plus longue n'a pas dteffet faucheux sur-le produit final ou sur le traitement. On peut ainsi adopter un cycle total de sept jours avec une semaine effective de cinq jours et un digesteur à six chambres. La composition et, donc, la vitesse de dégénérescence de chaque charge de matière introduite dans le digesteur peuvent tre différentes de celles des charges précédentes, et il est essentiel que chaque charge reçoive un traitement approprié pour cette composition. En munissant chaque chambre dtun réglage indépendant des facteurs influençant la vitesse de dégénérescence, on effectue un traitement de dégénérescence approprié dans chaque chambre. Un autre avantage résultant de l'utilisation de chambres de traitement, qui sont, en fait, complètement séparées les unes des autres, réside dans le fait qutil est possible d'utiliser l'agitateur comme moyen pour pulvériser la matière qui se trouve dans la chambre. Le réglage séparé de la vitesse de rotation de ltagitateur permet de réaliser une vitesse de rotation plus ou moins grande dans une chambre alors que l'agitation à la même vitesse de rotation dans une autre chambre aurait un effet faucheux. En outre, le mode d'exécution décrit plus haut présente l'avantage très important que l'on peut facilement garantir que le produit final -la matière transformée en compost- est dépourvu d'effets pathogènes. Les agencements de contrôle de la température indiquent la température que la matière a atteinte dans chaque chambre et la durée e pendant laquelle ces températures ont été maintenues et, par cela, on peut établir si la matière a été maintenue à une température appropriée pendant une durée suffisante pour assurer la propreté pathogénique. Si la matière présente une teneur en matière organique insuffisante, on peut ajouter de la matière azotée selon les nécessités. Il peut aussi être nécessaire de pulvériser la matière dans une certaine mesure avant de l'introduire dans la chambre supérieure du digesteur. Les ordures ménagères peuvent contenir des articles d'habillement des articles chaussants qui doivent être pulvérisés. Une dimension de matière appropriée est celle d'une matière qui passe à travers un tamis de 10,2 cm. D'autres types d'ordures, par exemple du fumier provenant d'élevages de volaille, ou ds cosses de pois provenant dune conserverie, n'ont pas, en général à être pulvérisées. il est également possible d'ajouter de la boue d'égouts à la matière au moment où on l'introduit dans le digesteur. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, on peut laisser la matière séjourner sans agitation dans la chambre supérieure 2 pour permettre un certain degré de croissance fongueuse qui contribue au processus général de formation de compost. A ce stade, l'activité aérobie peut ne pas être élevée, mais elle est stipulée de la façon décrite plus haut après le transfert de la matière dans la seconde chambre 3. On peut, si on le désire, effectuer des examens physiques du degré auquel les charges de matière ont été transformées en compost, à tout instant pendant le cycle d'opérations, en suspendant au tost de la chambre, chaque fois qu'on introduit une charge franche de matière de rebut dans la chambre supérieure, vingt-cinq châssis (ou tout autre multiple de cinq désiré) à l'intérieur desquels est tendue tne pièce de matière végétale, par exemple une feuille de papier ou de bois, ou une feuille végétale, de façon qu'ils soient immergés dans la charge et en les suspendant, après le transfert de la charge dans Ia seconde chambre, de façon analogue, au toit de cette seconde chambre.De ce fait, pendant le second jour du cycle, on peut retirer un cinquième des châssis de la seconde chambre l'un après l'autre et, après le retrait de chacun des châssis, on peut en retirer la pièce de matière végétale et la soumettre à um essai de résistance dans n'importe quel appareil approprié. Un appareil approprié dans ce but comprend un socle plat comportant une ouverture à l'une de ses extrémités, et un tambour que l'on peut faire tourner à la main monté à son extrémité opposée et transversalement par rapport à celle-ci. Une plaque supportée au-dessus dn socle et parallèlement à celui-ci par deux montants dirigés verticalement vers le haut à partir du socle sur des côtés opposés de l'ouverture, comporte également une ouverture qui est située verticalement au-dessus de l'ouverture du socle, et comporte deux chevilles dirigées vers le haut du côté de son ouverture qui est voisin du tambour. Chacun des deux montants porte une mSchoire et des moyens pour serrer la mâchoire sur la surface supérieure de la plaque, et une channe légère, ou un élément flexible analogue, enroulé autour du tambour, comporte un crochet à son extrémité libre. Sur la plaque, on serre la pièce de matière végétale retirée da chAseda attrait au moyen des mâchoires, de façon qu'elle traverse l'ouverture de la plaque, on éloigne le crochet du tambour et on l'accroche à la matière serrée à michemin entre les extrémités de l'ouverture de la plaque, puis l'on insère entre les deux chevilles la partie non enroulée de l'élément flexible qui s'étend entre le crochet et le tambour. On fait alors tourner le tambour pour dérouler l'élément flexible qui se déplace entre les chevilles et se transforme, entre les chevilles et la matière serrée, en u anse de profondeur augmentant graduellement, de sorte que la matière est soumise à une charge augmentant graduellement jusqu'a' ce qu'en fin de compte elle se rompe. Du fait que la résistance de la matière d'essai est réduite proportionnellement au degré selon lequel elle a été transformée en compost, la profondeur de l'anse au moment de la rupture de la matière constitue un moyen facile pour déterminer le degré de transformation en compost de la matière. On transfère les chassies qui restent dans la seconde chambre à la fin du second jour du evele dans chacune des chambres inférieures avec la même charge de matière de rebut et on extrait les châssis un par un jusqutà ce que la charge soit prête à être évacuée du digesteur. REVND ICATIONS 1.- Appareil pour produire du compost de matière, qui comprend plusieurs chambres de traitement superposées, la chambre supérieure comportant un orifice d'alimentation permettant d'y introduire la matière à traiter, tandis que la chambre inférieure comporte un orifice d'évacuation permettant d'en évacuer la matière traitée, chaque chambre comportant des moyens pour introduire de l'air dans la chambre de façon qui il traverse la matière qui y est contenue et des moyens pour modifier l'atmosphère qui y règne, et au moins les chambres supérieures étant chacune pourvues d'une alimentation en eau, appareil caractérisé en ce que les chambres adjacentes sont séparées par des planchers comportant des orifices de transfert pourvus chacun de moyens d'ouverture et de fermeture permettant de régler le transfert de matière d'une chambre à celle qui est juste au-dessous, en ce que chaque chambre comprend un agitateur permettant d'agiter la matière se trouvant dans la chambre, en ce que l'appareil comprend un système de contrôle de la température de la matière lorquuf elle se trouve dans la chambre, ainsi que la teneur en C02 de laditeatmosphère,et en ce que des moyens sont prévus pour régler la vitesse d'agitation dans l'eau et de l'eau, et l'alimentation en air d'au moins lesdites chambres supérieures. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agitateur comprend une série de bras disposés au voisinage du plancher de la chambre, et en ce qu'au moins certains des bras comportent plusieurs orifices et liaisons entre lesdits orifices et une alimentation en air. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' il comprend d'autres liaisons entez les orifices et une alimentation en eau. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque chambre comporte un dispositif de pulvérisation envoyant de l'eau pulvérisée sur la matière qui est contenue dans ladite chambre. 5.- Appareil selon l'unc quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour modifier ltatmos- phère qui règne dans une chambre comprennent une soupape d! admission permettant à 1'air ambiant de pénétrer dans la chambre lorsque la pression de l'atmosphère qui règne dans ladite chambre tombe au-dessous de la pression atmosphérique ambiante, et des moyens permettant l'échappement de 1 'atmos- phAre de la chambre 6.- Procédé de transformation en compost de matière, caractérisé en ce qu'il comprend les stades consistant à introduire la matière dans la chambre supérieure de l'appareil selon la revendication I, à traiter la matière en la mouillant, en l'agitant et en envoyant de l'air à travers ladite matière moui:LIée de dessous celle-ci, et en maintenant sa température, tant qu'elle se trouve dans la chambre supérieure, à une valeur voisine de - mais non supérieure à - celle à laquelle les formes microbiologiques dégénérescentes s'éteignent, puis à faire passer la matière successivement à travers chaque chambre tour à tour et à répéter les opérations de traitement dans chaque chambre, et ensuite à décharger la matière transformée en compost de la chambre inférieure, et à recharger la chambre supérieure avec de la matière tranche. 7.- Procédé de transformation en compost de matière, caractérisé en ce qu'il comprend les stades consistant à introduire la matière dans la chambre supérieure de 1 'appareil selon la revendication 1, à la mouiller et à laisser la matière mouillée séjourner sans agitation dans la chambre supérieure pendant une durée suffisante pour établir WL degré de croissance fongueuse requis, à transférer la matière dans la chambre qui se trouve juste au-dessous et à recharger la chambre supérieure, et à traiter le matériel dans ladite chambre juste au-dessous de la chambre supérieure en l'agitant et en envoyant un courant d'air à travers elle de dessous celle-ci et en maintenant sa température voisine de - mais non supérieure à - celle à laquelle les formes microbiologiques dégénérescentes s'éteignent, puis 4 faire passer successivement ladite matière à travers chaque chambre au-dessous de ladite seconde chambre, et à répéter les opérations de traitement dans chacune de ces chambres, jusqu'à ce que la matière entièrement traitée soit finalement évacuée de la chambre inférieure.