Brevet FR2390198A1 — publié le 19781208

La présente invention concerne une installation de filtration destinée à éliminer ou décomposer les substances malodorantes contenues et entratnées dans l'air vicié issu des installations de traitement des corps des animaux après abattage, les installations d'élevage intensif, des installations de clarification des eaux usées et de production de compost ou autres installations équivalentes, installation de filtration essentiellement composée d'une masse filtrante contenant des micro-organismes, par exemple une masse de terre, de compost ou d'autre substance analogue, à travers laquelle on fait passer l'air vicié. On a constaté que fréquemment les filtres de ce type qui sont déjà connus (voir Handbuch "Fachlehrgang fur MUll-und Abfallbeseitigung an der Universität Stuttgart, Stuttgarter Berichte zur Abfallwirtschaft, Volume 1", page 9) n'épurent pas l'air vicié des substances malodorantes dans une mesure suffisante, de sorte qutil en résulte un préjudice pour le voisinage. On a tout d'abord pensé que les filtres utilisés n'étaient pas assez grands mais l'agrandissement de la dimension des filtres n'a apporté aucune amélioration sensible. On a constaté ce fait, en particulier dans le cas de l'épuration de l'air vicié des installations d'élevage intensif ainsi que des installations de clarification et de production de compost. La demanderesse a constaté que l'on peut supprimer cet inconvénient en introduisant dans le filtre, soit séparément, soit conjointement avec l'air vicié, de l'oxygène additionnel, de préférence sous la forme d'air frais. Des mesures ont montré que l'air vicié de ces installations, en particulier des installations de production de compost, ne contient qu'une quantité d'oxygène relativement faible, fréquemment très au-dessous de 10 volumes % parce que les micro-organismes qui sont responsables du processus de pourrissement ont consommé oxygène de l'air qui traverse la matière à transformer en compost. Le mode de travail d'une installation de filtration à laquelle l'invention se rapporte repose sur des processus analogues. Ici également, les micro-organismes effectuent la décomposition de substances organiques malodorantes et demandent pour cette décomposition une quantité d'oxygène qui devrait correspondre autant que possible aux proportions de l'atmosphère libre. Ceci explique le fait que L'agrandissement des dimensions du filtre n'a pas donné de bons résultats. En effet, dans ce cas, étant donné que l'air vicié est distribué sur une surface encore plus grande et que, de ce fait, sa vitesse de circulation est encore plus faible, la quantité d'oxygène dont les micro-organismes disposent est encore plus faible que dans les filtres plus petits. Selon l'invention, en utilisant des dispositifs permettant d'introduire une quantité additionnelle d'oxygène, on a résolu le problème consistant à créer un filtre à micro-organismes qui,d'une part, possède un effet de filtration considérablement supérieur à celui des filtres déjà connus, et, d'autre part, puisse s'adapter convenablement à toutes les conditions de travail. En dehors d'une alimentation suffisante en oxygène, une autre condition essentielle pour le bon rendement de l'activité des microorganismes consiste dans le maintien de l'humidité de la masse filtrante dans des limites de tolérance relativement serrées. C'est pourquoi, suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la masse filtrante est abritée aussi bien des humidifications excessives accidentelles telles que celles qui peuvent résulter des chutes de pluie que des déshydratations excessives. On obtient ce résultat en munissant le filtre d'une couverture et d'une installation d'aspersion placée sous la couverture. Par ailleurs, il est important que la température régnant dans le filtre soit contenue dans un intervalle approprié, également défini par des limites relativement serrées. S'il s'agit d'un filtre pour installation de production de compost, le filtre reçoit des quantités de chaleur considérables qui sont fournies par l'air vicié relativement chaud et qui, généralement, maintiennent le filtre à une température suffisamment élevée. Si l'on n'a pas atteint un niveau de température favorable au développement des micro-organismes, par exemple dans les autres cas d'application mentionnés au début du présent mémoire, il est avantageux d'apporter au filtre une quantité de chaleur supplémentaire. Ce résultat peut être obtenu, par exemple, par chauffage de l'air vicié ou encore par chauffage de l'air neuf supplémentaire avant son introduction dans le filtre.Ceci peut également être rendu nécessaire lorsque, notamment après de fortes chutes de pluie, l'air vicié issu des installations de production de compost, qui est suffisamment chaud en soi, entrain avec lui une grande quantité d'eau sous forme de vapeur, et doit alors subir un refroidissement destiné à le déshydrater et à éviter de cette façon une humidification excessive du filtre, ce refroidissement étant exécuté en amont d'une installation de déshydratation intercalée dans la conduite d'air vicié, et pouvant également être obtenu par mélange d'air neuf froid à ce courant d'air vicié. Lorsqu'il pénètre dans le filtre, cet air neuf sert également à assurer la fonction principale de l'invention qui consiste à élever la teneur en oxygène des gaz qui traversent le filtre. La limite supérieure de la plage de température dépend, entre autres, de la nature des substances odorantes à éliminer. Autant que possible, la température du filtre doit être inférieure à la température d'ébullition des substances malodorantes à éliminer afin que ces substances prennent l'état liquide qui est nécessaire pour l'elimination. Pour maintenir la température au-dessous de la limite fixée par cette condition, on peut refroidir l'air vicié dans un dispositif de refroidissement ou en lui mélangeant de l'air neuf froid ainsi qu'on l'a mentionné plus haut. En utilisant les deux caractéristiques mentionnées plus haut, humidification et température commandées, il est possible de maintenir constamment le filtre dans l'état optimal. En dépit de l'introduction d'une quantité d'oxygène additionnelle, de la construction d'une couverture ainsi que de lthumidification artificielle et du maintien artificiel d'une certaine température, il peut se produire dans certaines circonstances, #qui peuvent se présenter notamment dans le déroulement de la production de compost,que, pendant certaines périodes, le filtre n'assure pas une désodorisation totale de l'air vicié. C'est pourquoi, suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, on raccorde le volume enfermé sous la couverture à une cheminée qui rejette l'air vicié dans les couches supérieures de l'atmosphère après la filtration. Le tirage naturel de la cheminée, qui résulte de la présence de l'air vicié relativement chaud dans les installations de production de compost tandis que, dans les autres installations, il résulte du chauffage artificiel de l'air vicié, peut encore etre renforcé éventuellement par un ventilateur. Si le tirage de la cheminée est suffisant, il n'est pas nécessaire que le volume surmontant le filtre et limité par la couverture soit entièrement fermé. Si l'installation comporte des parois latérales qui peuvent, par exemple, etre constituées par des prolongements montants des parois qui entourent la masse filtrante, on prévoit dans ces parois latérales des ouvertures dont on peut régler la section de passage au moyen de volets réglables. L'introduction d'air neuf aspiré à travers ces ouvertures assure une nouvelle dilution de l'air vicié et, par conséquent, des substances odorantes encore contenues dans cet air. Il est évident que l'utilisation d'une cheminée en combinaison avec un filtre composé d'une masse contenant des micro-organismes peut également etre avantageuse et meme particulièrement avantageuse lorsque le filtre n'est pas équipé de dispositifs servant à introduire une quantité d'oxygène additionnelle de sorte que l'on peut attribuer à cette caractéristique une qualité inventive indépendante. En effet, étant donné que les substances malodorantes ne sont pas des substances nocives ni toxiques, il n'y a pas d'inconvénient à les rejeter dans l'atmosphère à un point situé a une grande hauteur, d'où elles n'atteignent les zones habitées que dans un état suffisamment dilué pour ne plus etre perceptibles. Etant donné que, en particulier dans les installations de production de compost, la quantité d'air vicié qui traverse le filtre est relativement grande et que l'aspiration de l'air à travers les tas de compost doit etre forcée par des ventilateurs de grande puissance, il peut entre avantageux d'utiliser pour couvrir le filtre une structure gonflable qui est supportée par l'air vicié refoulé à travers le filtre par les ventilateurs. En utilisant un limiteur de débit, on peut maintenir la surpression intérieure de cette structure à une valeur constante.Non seulement les structures de ce type peuvent ètre réalisées avec les dimensions nécessaires par des moyens simples et peu motteux, mais également elles peuvent etre raccordées à une cheminée de façon très facile et très étanche Dans ce cas, l'air vicié est refoulé positivement dans la cheminée, de sorte que cette dernière n'exige pas l'utilisation de ventilateurs supplémentaires. La couverture peut aussi bien couvrir une surface plus large que celle qui est définie par les dimensions du filtre. Par ailleurs, la masse filtrante peut être formée par déversement de sa matière constitutive de sorte qu'en combinant ces deux caractéristiques, on peut faire circuler l'air vicié en dérivation par rapport à cette masse et que l'on peut étudier l'activité utile de cette masse dans toutes les conditions. Les installations de production de compost couvertes et munies de dispositifs d'aspersion, y compris celles qui sont recouvertes d'une structure gonflable, sont bien connues (brevet britannique n0 521 894 et DT-AS 22 26 729). Naturellement, on peut encore prévoir en amont ou en aval du filtre des installations d'épuration d'un type différent telles que des laveurs humides ou des filtres à charbon actif, afin d'obtenir de cette façon une désodorisation encore plus complète. L'introduction d'oxygène additionnel dans la masse filtrante peut s'effectuer de différentes façons. En général, on achemine l'air vicié à la masse filtrante par des canaux ou tubes placés au-dessous de cette masse et munis de gaines perforées ou percées de trous. Pour répartir l'air plus finement, on peut encore noyer les canaux ou tubes dans un lit de gravier sur lequel on déverse la masse filtrante. On peut certes renoncer à cette disposition dans les cas où la masse filtrante doit être fréquemment renouvelée parce que, dans ce cas, il est avantageux de pouvoir reprendre facilement la masse filtrante usée. Dans ce cas, on peut obtenir la répartition fine de l'air vicié à filtrer en rapprochant davantage les canaux ou tubes. Les canaux ou tubes d'air vicié sont avantageusement disposés en pente et, de meme, les zones partielles du fond du filtre peuvent etre légèrement inclinées en direction des canaux ou tubes de manière que ces derniers puissent drainer l'excédent d'eau éventuel. Il est avantageux d'introduire l'oxygène additionnel avec de l'air neuf atmosphérique, pour lequel on prévoit d'autres canaux ou tubes au-dessous de la masse filtrante. Par exemple, on peut disposer des canaux ou tubes dans le lit de gravier en les intercalant entre les canaux ou tubes d'air vicié à épurer. Toutefois, il est encore possible de mélanger l'air neuf à l'air vicié à épurer avant que ce dernier ne soit introduit dans le filtre, par exemple en injectant l'air neuf dans les conduites d'air vicié. Finalement, il est encore possible d'introduire de l'oxygène pur dans les conduites d'air vicié ou dans les conduites d'air neuf afin de porter la teneur d'oxygène du débit total des gaz pénétrant dans la masse filtrante à environ 21 volumes % par exemple, et de recréer par ce moyen les conditions naturelles de respiration des micro-organismes Toutefois, dans une installation à fonctionnement intermittent, il est encore possible et avantageux d'introduire l'air neuf dans la masse filtrante pendant les périodes d'interruption de l'introduction d'air vicié à épurer. Ceci fournit aux micro-organismes une quantité d'oxygène suffisante pour activer la masse filtrante sans accrottre sensiblement le débit total d'air. Par exemple, on a constaté qu'il est avantageux d'aérer par intermittence les produits à transformer en compost.Pendant les interruptions d'aération, ou les interruptions de commutation, dans le cas où les masses de compost sont divisées en segments, on peut ouvrir le cté aspiration des ventilateurs d'air vicié sur l'atmosphère libre au moyen d'une vanne de manière que l'air neuf ainsi aspiré soit débité dans la masse filtrante par la conduite servant normalement au transport de l'air vicié toutefois, on peut également utiliser les interruptions nécessitées par les opérations de retournement ou les travaux sur l'installationd'aération pour activer ou régénérer la masse filtrante en y injectant exclusivement de l'air neuf ou de l'oxygène pur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une installation équipée d'une couverture fixe et représentée avec tous ses détails, - la figure 2 est une vue schématique et à plus petite échelle d'une installation utilisant une structure gonflable en qualité de couverture ; sur les deux figures des dessins, les éléments correspondants sont désignés par les mêmes numéros de référence. te filtre est essentiellement constitué par une masse filtrante 1 composée de compost terminé et tamisé et d'une couche de gravier 2 située au-dessous de cette masse. Les deux couches se trouvent à l'intérieur de parois 3 dont au moins l'une peut être ouverte pour permettre de renouveler la masse filtrante. Sur les parois s'appuie une couverture 4. Le volume 5 enfermé par cette couverture et par les parois est en communication par une conduite 6 avec une cheminée 7 dans laquelle un ventilateur 8 est monté pour compléter le tirage naturel. Dans les parois 3 sont prévues des ouvertures 10 munies de volets réglables 9. Le volume délimité par les parois 3 est fermé à sa partie inférieure par un radier 11. Dans ce radier sont prévus des canaux 12 fermés à leur partie supérieure par des tôles perforées 13 ou équivalents et raccordés à une conduite 14 servant à acheminer l'air vicié à filtrer qui est issu d'une installation de production de compost non représentée. L'air vicié provenant de cette installation de production de compost est refoulé au moyen d'un ventilateur 15 dans la conduite 14 à travers un refroidisseur 16 et un séparateur d'eau 17, les canaux 12 et la couche de gravier 2 le distribuent sous forme finement divisée à travers la masse filtrante 1. Dans la couche de gravier 2 sont également noyés des tubes 18 percés de trous qui sont raccordés à une conduite 19 d'introduction de l'air neuf dans laquelle est montée une soufflerie 20. Le débit d'air neuf introduit peut être réglé au moyen d'une vanne commandée 21, par exemple en fonction des conditions de température régnant dans la masse filtrante 1 et qui sont mesurées par un capteur de température 22. On peut injecter de 11 oxygène pur additionnel dans la conduite d'air frais 19, cet oxygène étant débité par un réservoir 23 et fourni par l'intermédiaire d'une conduite 24 et d'une vanne 25 également commandée en fonction de la température de la masse filtrante mesurée par le capteur de température. Dans la conduite d'air neuf 19, est intercalé un appareil de chauffage 26 qui peut être également commandé en fonction du niveau de température mesuré par le capteur 22. Dans le volume couvert 5 est prévu au-dessus de la masse filtrante un dispositif d'aspersion 27 dont le débit d'eau est réglé au moyen d'une vanne 28 commandée en fonction de l'humidité de la masse filtrante, laquelle est mesurée par un capteur 29. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art aux installations qui viennent d'8tre décrites uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation de filtration destinée à éliminer ou décomposer les substances malodorantes contenues et entratuées dans l'air vicié issu des installations de traitement des corps des animaux après abattage, des installations d'élevage intensif, des installations de clarification des eaux usées ou de production de compost ou autres installations équivalentes, installation de filtration essentiellement composée d'une masse filtrante qui contient des micro-organismes, par exemple une masse de terre, de compost ou d'autre substance analogue, et à travers laquelle on fait passer l'air vicié à désodoriser, cette installation étant caractérisée en ce qu'on fournit au filtre une quantité additionnelle d'oxygène, de préférence contenue dans de l'air neuf. 2. Installation de filtration selon la revendication l, caractérisée en ce que le filtre est muni d'une couverture et d'un dispositif d'aspersion prévu au-dessous de la couverture. 3. Installation de filtration selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couverture est constituée par une structure gonflable supportée par l'air vicié, lequel est refoulé à travers le filtre par des ventilateurs. 4. Installation de filtration selon revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le volume contenu sous la couverture est raccordé à une cheminée. 5. Installation de filtration selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un ventilateur incorporé dans la cheminée. 6. Installation de filtration selon les revendications 2 et 4 prises ensemble, caractérisée en ce que la couverture est munie de parois latérales qui présentent des ouvertures équipées de volets réglables. 7. Installation de filtration selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le filtre est équipé de dispositifs servant à réchauffer l'air vicié à désodoriser ou l'air neuf avant l'introduction de cet air vicié ou neuf dans le filtre. 8. Installation de filtration selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le filtre est équipé de dispositifs servant à refroidir et à déshydrater l'air vicié avant sa pénétration dans le filtre. 9. Installation de filtration selon la revendication 1, comportant des canaux ou tubes d'arrivée de l'air vicié, qui sont placés au-dessous de la masse filtrante, cette installation étant caractérisée en ce qu'elle comporte,en supplément de ces canaux ou tubes d'arrivée,d'autres canaux ou tubes d'arrivée servant à introduire l'oxygène, par exemple l'air neuf. 10. Installation de filtration selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un canal ou tube d'arrivée pour l'introduction de l'oxy- gène ou de l'air neuf est intercalé dans chaque intervalle entre deux canaux ou tubes d'arrivée de l'air vicié 11. Installation de filtration selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'oxygène ou l'air neuf est injecté dans les conduites d'arrivée de l'air vicié. 12. Installation de filtration selon revendication 10 ou 11, caractérisée en ce qu'on injecte de l'oxygène pur dans les conduites d'arrivée de l'air neuf ou de l'air vicié. 13. Installation de filtration selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on introduit l'oxygène ou, de préférence,l'air neuf dans le filtre pendant les périodes d'interruption de l'introduction de l'air vicié dans le filtre.