Brevet FR2272726A1 — publié le 19751226

On connait des réservoirs dans lesquels les eaux usées sont collectées pour leur traitement et clarification Ce traitement consiste en un brassage anaérobie des mélanges,pour obtenir une fermentation qui dégage un gaz constitué principalement de méthane et d'acide carbonique. Des cuves destinées a la fermentation des matières organiques solides en vase clos,elles sont munies d'un couvercle fermant hermétiquement, qu'il est nécessaire d'enlever et de remettre afin de les vider ou de les remplir. Il existe également des bassins de fermentation en vase clos, qui traitent des substances organiques liquides et solides qui sont étanche avec un système intérieur desbrassage du mélange Ces bassins sont munis d'orifices d'entrée et de sortie des substances à traiter,Brevet Reinhold du I6 Juin 1952. L'ensemble de ces procédés peche par leur incomodité pratique et surtout par l'impossibilité de garantir une fermentation régulière et rapide des substances introduites,ne donnant ainsi que des résultats partiels et perdant la plus grande partie de l'énergir renfermée dans les substances. le Brevet n0 1.179.296 ou 3 Avril 1957, et, celui n0 1.367006 du 21 Juin I963,présentent une grande améliobation mais laissent encore des points morts sur les parois basses de la cuve de fermentation, provoquant des dépôts et colmatages préjudiciables au bon rendement de ces installations La présente invention à pour but de proposer TJn ensemble complet portant remède a ces inconvénients et permettre par des dispositifs appropriéts, une fermentation régulière et rapide des substances organiques introduites, assurant d'une part,la récupération totale de l'énergie dégagée par la fermentationd1autre r-art,l'évacuation facile des substances neutralisées. Pour ltobtenir,la présente inventionpropose la construction de cuves à s@ction ovoïde, étanches, isolées, munies de systèmes de brassas et de chauffage ; Une des formes de realisation est la suIvante Les cuves sont 9 section ovo-ide,horizontaIes et étanches, elles sont divisées en trois compartiments : tJT grand compartiment central et DEUX petits compartiments d'extrémités. Le compartiment central est séparé de ceux des extrémités à la partie supérieure par des @oints hydrauliques, qui le rendent étanche à l'air , la partie inférieure,sous les Joints restant en communication Un des compartimets d'extrémités est destine à l'entrée des substances solides et lino des a' traiter l'autre , la sortie e ces substances traités. Ils sont mimis chacun à la partie aupérieure,d'on'fices appropriés,qui restent soumis a la pression atmosphérique, sont prévus de manière à maintenir à l'intérieur du coriparti ment central,un niveau qui laisse un espace libre autre le dessus du mélange et la partie haute de la cuve. Cet espace permet au gaz de se dégager librement et empêche la couche surnageante d'adhérer aux parois formant le plafond du compartiment. l'ensemble de la cuve est entiorement enveloppé par un matériau isolant,liège ou tout autre produit imputressiDle. A l'intérieur de la cuve sont prévus DBU, agitateurs : le premier à la partie supérieura,composé d'un are sur lequel sont fixés des pales. Ces pales disposées tout au tour, sont d'une longueur suffisante,d'une incidence calculée pour acheminer les substances flottantes vers la sortie,brasser le mélange et briser la croute surnaoeante à chacune de ses mises en route. le second placé à la partie basse de la cuve est constitué par DEUX chaînes à très ros maillons formant DEUX anneaux indépendants ; chacune des parties intérieures de ces anneaux en glissant sur le fond plat de la cuve,entraine les substances solides vers la sortie ,dans le meme temps que les parties extérieures de ces mêmes anneaux brassent les substances solides qui se trouvent sur les parrois basses de la cuve, éviten@ eur stagnation, colmatage et facilitent leur évacuation. le fonctionnement de chacun des agitateurs est prévu par un système d'engrenages, commandé par un moteur électrique leur marche peut être synchronisée ou indépendante l'une de l'autre, suivant les besoins ; une horloge à contacts électriques assure les départs et arrêts ,les temps de fonctlonnament sont fonction-soit de la quantité, soit de la qualité des substances à traIter dans les limitas de la capacité le la cuve. TTn système de cauffaa,constitué par un circuit de tuyauteries, qui sont enrobées gans l'épaisseur de la paroi pour les cuves à parois épaisses ; ou en contact avec l'extérieu de la paroi pour les cuves i parois minces. Il est placé à la partie basse et sur toute la longueur de la cuve,il assure la répartition de la chaleur sur toute cette partie de la cuve. la grande surface de chauffe développée par le rayonnement de la chaleur à la surface de la paroi chauffée,permet un faible écart entre la température de cette paroi et celle du mélange intérieur, ce qui évite les gommages ou colmatage de cette paroi en contact avec les substances à traiter, et assure tout Ir long de la cuve , une température constante du mélange , propre å la rapide fermentation. Un générateur de chaleur chauffé par. brdleir fonctionnant au gaz,relevé sur la production de la fermentation, assure le chauffage du circuit Un dispositif complémentaire de mélange des substances loquides et solides contenues dans la cuve de fermentation comprend Une tuyauterie de diamètre suffisant partant du milieu et à un niveau déterminé du compartiment central,vient se raccorder à l'aspiration d'une pompe , dont le refoulement constitué par une autre tuyauterie,aboutit au centre de ce même compartiment ,mais au niveau supérieur. les substances ainsi véhiculées, se déverselit dans une goulotte dont la forme est étudiée pour assurer une répartition égale audessus et sur toute la longueur du compartiment de production . La mise en route et l'arrêt de la pompe sont contrôlés par une horloge a contacts,ce qui donne la possibilité suivant la température axtérieura et suivant les saisons, de faire varier les temps d'arret et de fonctionnement. BUX 8e aVBNTBGES DE CE DISPOSItIF : 10 ) une plus grande homogénéité des substances contenues dans le compartiment de production. 20 ) la mise en température rapide des substances récemment introduites et sa régularité. 30 ) réduction sensible du temps mort de la période de préfermentation. 40 ) augmentation du rapport calories Poids substances introduites 50 ) neutralisationplus complète des substances dans le même temps de gabrication. le dessin joint représenté schématiquement permet de mieux faire comprendre l'invention. Le fonctionnement est prévu de la façon suivante : Les substances solides et liquides sont introduites dans l'orifice d'entrée 1-2. Elles pénètrent dans le compartiment central 3 sous le joint hydraulique 4 par gravité,elles s'y réchauffent et commence à fermenter. Les rotations périodiques de l'agitateur à pales brisent la croute surnageante 12 libérant ainsi le gaz de fermentation retenu,brassent le mélange des substances flottantes pour en activer la fermentation,et acheminent petit a petit ces substances vers l'autre extrémité du compartiment central. Ces rotations sont calculées pur que les substances parviennent à cette extrémité leur fermentation terminée, elles passent grâce a l'invidence des pales -11- sous le joint hydraulique -4- et arrivent ainsi dans l'orifice de sortie 6-7 dwoù elles sont retirées par des moyens appropriés À la partie bàsse,quatre chaînes à grosses mailles 20-21 sont disposées sur les parois basses et sur le fond de la cuve Elles forment DEUX anneaux indépendant l'un de l'autre qui sont raccordés à un système d'entraînement commun -26 synchronisé avec le fonctionnement de l'agitateur supérieur. La mise en mouvement du système provoque un brassage des substances solides de grande densité ; les channes placées sur les parois latérales par leur mouvement préviennent les dépôts et colmatages,et provoquent le glissement des substances vers le fond de la cuve sur les chaines,qui les véhiculent vers la sortie,d'où elles sont évacuées par des moyens appropriés. Le dispositif de mélange des substances liquides décrit plus haut comprend : Une tuyauterie d'aspiration -22- , Un groupe moto pompe -23- , Une tuyauterie de refoulement -24 qui aboutit au centre et au xitiRU supérieur du compartiment dans une goulotte -25-. Les autres parties numérotées dont il n'est pas fait mention sont respectivement -5-Kegard de controle intérieur , -d- Conduite des gaz -9-Parois de la cuve , -10- lsolation,-I4- Paliers support de l'arbre a pales , -15- Système d'entrainement de l'arbre à pales , -16- Commande du système d'entralnement -17- Tuyauteries de chauffage , -18- batterie de chauffe -19- renvoi guide des chaînes. La présente invention peut etre utilisée pour le traitement des fumiers,ou substances organiques solides en vue d'en extraire ungaz propre à des fins d'utilisation domestiques ou industrielles. Leur neutralisation qui découle de ce traitemcnt,permet de les utiliser comme engrais agricole. Pour les memes raisons le traitement des eaux urbaines ou industrielles R E V E N D I C A T I O N S Appareillage pour le traitement anaérobie de substances or-aniques liquiaes et caractérisé en ce qu'il est constitué par une cuve isolée thermiquement, divisée en trois compartiments, équipée intérieurement de systz- mes de propulsion et de brassage des riatire solides, d'un système de reprise aes substances liquides à la partie basse les r foulant à la partie supérieure et d'un système de cauffaze. 2. Appareillage selon la revendication 1, caracté risé en ce que la cuve, de forme ovoïde, 3 ses parois latérales resserrées vers le bas en un angle très fermé qui, réduisant la surface expo sée, diminue la formation de dépôts sur ces parois. 3. Appareillage selon la revendication 2 , caracté- risé en ce que la cuve est dotée d'un fond plat qui facilite le cheminement des substances, sans colmatage. 4. Appareillage selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 3, caractérisé en ce que la cuve est équipée de deux joints hydrauliques placés à chaque extrémité du compartiment central, au droit des orifices d'entrée et de sortie, qui maintiennent les gaz produits à l'intérieur d'où ils sont évacués pour leur utilisation. 5. Appareillage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les systèmes de propulsion et de brassage des matières solides dans la cuve comportent: - à la partie supérieure, un arbre muni de pales dont l'incidence est calculée pour permettre l'emtrée, l'acheminement et l'évacuation des substances solides flottantes, à traiter, - a la partie inférieure, quatre chaînes trans- porteuses à Crosses mailles disposées sur les parois et le fond de la cuve. 6. Appareillage selon la revendication 1, caracterisé en ce que le système de reprise des substances liquides comporte une tuyauterie Se diamètre suffisant, partant du milieu du compartiment central et venant se raccor der à l'aspiration d'une pompe dont le refoulement, constitué par une autre tuyauterie, aboutit au centre de ce même compartiment, au dessus du niveau des matiè- res traitées et assure au moyen d'une goulotte une ré partition régulière des substances liquides à la partie supérieure de la cuve et sur toute la longueur du Compartiment de production. 7. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de chauffage comporte un circuit d'eau chaude constitué par un serpentin tubulaire, incorporé dans la paroi de la cuve, qui maintient celle-ci à la température optimale de fermentation. 8. Âppafleilîage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fonctionnement des systèmes de propul sion et de brassage des matières solides dest assuré par un ensemble d'engrenages, animé par un moteur électrique dont le fonctionnement est commandé par une horloge à contacts. 9. Appareillage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fonctionnement du moteur électrique est commandé manuellement.