Brevet FR2440915A1 — publié le 19800606

La présente invention est relative à des appareils pour la digestion anaérobie de déchets organiques naturels, coMprenant un digesteur et un réservoir de sortie. Dans un appareil de traitement d'eaux résidusires connm, on charge les eaux résiduaires potr le traitement dans un digesteur en lots avec des intervalles ou de façon discontinue afin d'obtenir une durée de rétention hydrawlique de 20 à 40 jours. Ce type de chargement peut produire un effet de choc sur la population lioren bienne en provoquant une accumulation d'acide gras volatil, lequel peut être torique vis-à-vis des bactéries produisant du méthaue. On pause que ces longues durées de rétention de 20 à 40 jours set nécessaires pour permettre A la population bactérienne de s'accli- ter à l'environnement changeant qui lui est imposé par se type de méoanisme d'alimentation. La présente invention a pour but de procurer an appareil perfectionné pour la digestion anaérobie de déchets naturels. OR atteint ce but on prévoyant va réservoir d'alimentation et va moyen permettant d'effectuer l'alimentation es déchets à partir du réservoir d'alimentation vers le digesteur avec un débit oontinu réglable.L'un des avantages de la présente invention réside dans le fait qu'on peut faire varier le débit d'alimentation du digesteur de lanière appropriée à différents types de déchets et à différentes durées de rétention. Conformément à un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'alimentation comprend un élévateur à godets, agencé de la- nière à éliminer des déchets du réservoir d'alimentation et un tube de chargement disposé pour la réception des déchets provenant de l'élévateur à godets et pour les diriger dans le digesteur sous l'effet de la gravité. Un avantage de ce dispositif réside dans le rait que la matière organique d'une teneur en humidité presque quelconque peut être amenée dans le digesteur au moyen de l'élévateur à godets et ainsi traitée. Conformément à un iode de réalisation de l'invention, on prévoit une pompe à gaz comprenant un récipient partiellement rem- pli de liquide de manière à fournir un espace ou une cavité audessus de la surface du liquide, fermé par le liquide de l'exté- rieur du récipient, un moyen de pompage étant prévu dans l'espace ou la cavité précitée. Un avantage de ce dispositif consiste en ce que le joint étanche au gaz du moyen de pompage est fourni par le liquide, ce qui réduit les problèmes associés à d'autres types connus de joints. Ainsi, même e lorsque les Joints d'étanchéité du moyen de pompage ont des fuites, la pompe dans son ensemble reste étanche aux gaz, Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire ci-après à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin t - la figure 1 est une vue en élévation d'un mode de réali- ration préféré de l'appareil pour la digestion anaérobie de déchets organiques naturels ; - la figure 2 est une vue en plan de l'appareil de la figure l ; - la figure 3 est une vue de côté en coupe transversale d'une pompe à gaz de l'appareil de la figure 1. L'appareil préféré comprend un réservoir d'alimantation 1 dans lequel on peut charger des déchets pour le traitement, com- prenant un élévateur à godets 2. L'élévateur à godets 2 comprend un moteur électrique 3 congu pour entratner une courroie sans fin 4 sur laquelle on prévoit une pluralité de godets. Les godets sont utilisés pour puiser des déchets à l'intérieur du réservoir d'alimentation 1 et pour décharger ces déchets dans le tube de chargement 5. Le tube de chargement 5 descend vers le bas depuis l'élé- vateur à godets 2 dans un digesteur 6 qui est monté sur trois piliera 22. Le digesteur 6 comporte un tuyau de sortie de gaz 7 pour l'élimination des gaz tels que le méthane qui se rassemblent au dessus us du fluide dans le digesteur comme conséquence de l'activité bactérienne dans celui-ci. Un diffuseur 8 est prévu dans le fond du digesteur 6 et est relié par un tuyau 9 à une pompe à gaz 10. L'extrémité du diffuseur 8 comprend une membrane flexible percée de trous fins. Ces trous sont tels qu'ils sont uniquement ouverts lorsqu'ils sont mis sous pression par du gaz Ils en circulation par la pompe à gaz 10 de sorte qu'ils ne soient pas bouchés. En variante, le diffuseur 8 peut consister en un diffuseur solide. Un tube de sortie 11 est dirigé vers le haut depuis le digesteur 6 et est ouvert vers l'atmosphère à son extrémité supé- rieure. Dans une position adjacente à son extrémité supérieure, le tube de sortie 11 est relié à un réservoir de sortie 12 par un tube flexible 13. Le tuyau de sortie de gaz 7 est relié par l'intermédiaire d'un coupe-tlan-e 14 à un compteur à gaz numérique 15 dont la sortie est reliée à un régulateur de pression 16 du digesteur. Le gaz provenant du régulateur de pression 16 est alors conduit par un tuyau 17, par exemple à une cheminée à gaz ou un gazomètre. Le tuyau de sortie 7 est également relié par un tuyau 18 à une entrée de la pompe à gaz 10. Des thermocouples et/ou des thermistances 19 sont prévus dans le digesteur 6 pour contrer la température du fluide qui s'y trouve. Des dispositifs avertisseurs ou d'alarme 20 et 21 pour les gaz sont prévus respectivement sur le réservoir d'ali- mentation et le réservoir desortie. Un tuyau d'évacuation 23 et une soupape sont prévus sur le côté du digesteur 6 pour le prélè- vement d'échantillons et un tube d'évacuation 25 et une soupape 26 sont prévus dans le fond du digesteur pour l'élimination de la boue digérée. La pompe à gaz 10 est représentée à une échelle agrandie en coupe transversale dans la figure 3 et comprend un récipient 27 contenant un piston 28 à double action et un cylindre 29 monté sur un bâti 30. Le piston 28 est relié par une tige de piston 31 et une bielle 32 à une première extrémité d'un levier oscillant 33 qui est Bonté à pivotement autour d'un axe 34. L'autre extré- mité du levier oscillant 33 est articulée sur lune des extrémités d'une bielle dtentratnement 35 dont l'autre extrémité est reliée à une manivelle 36 (représentée tournée hors de sa position pour des raisons de clarté).La manivelle 36 est montée sur un arbre 37 d'un générateur de force motrice, tel qu'un moteur électrique avec un réducteur 42. Le générateur de force motrice est séparé du piston 28 et du cylindre 29 par une paroi de séparation 38 et un liquide 39. Le niveau du liquide 39 de chaque côté de la paroi de séparation 38 est tel que le rond de la paroi de séparation est au-dessous de la surface du liquide de sorte que l'espace 40 au-dessus du liquide, contenant le cylindre 29 est fermé de manière étanche à l'air par rapport à l'espace 41 qui communique avec l'atmospnère par un conduit dans le récipient 27. Le cylindre 29 est relié par l'intermédiaire de soupapes (non représentées) et de tuyaux 43 aux tuyaux 9 et 18 de manière à aspirer du gaz du tuyau 18 dans le cylindre 29 des deux cotés du piston 28 pendant les courses consécutives de ce piston et à presser du gaz dans le tuyau 9 lors des courses alternatives du piston à double action. En fonctionnement, des déchets sont amenés dans le réser- voir d'alimentation 1 d'où ils sont chargés de arbre continue dans le digesteur 6 avec un délai approprié prédéterminé au moyen de l'élévateur à godets 2 et du tube de chargement 5. La température du contenu du digesteur est senaiblement maintenue à une valeur prédéterminée, habituellement comprise entre 20 et 60 C, selon le type de déchets à traiter. Ceci peut etre réalisé automatiquement en prévoyant un système de commande congu pour commander le moyen de chauffage prévu dans le digesteur, en accord avec les résultats de sortie des thermocouples et/ou des thermistances 19. Des gaz tels que du Méthane et du gaz carbonique sont dégagés pendant la digestion des déchets par les bactéries et sont amenés par le tuyau de sortie de gaz 7 vers la pompe à gaz 10 et vers la cheminée à gaz ou le gazomètre.Le gaz qui est amené dans la pompe k gaz 10 est ramené sous pression dans le digesteur 6 par le tuyau 9 et le ditfuseur 8. t'entrée de gaz au moyen du diffuseur produit un mélange efficace du contenu du digesteur et permet un contact intime entre le gaz et les bactéries en amélio- rant ainsi l'efficacité du digesteur. L'agencement du tube de sortie 11 qui agit comme récipient de décantation, favorise le maintien d'une population bactérienne appropriée dans le digesteur, les particules solides qui s'y trouvent se déposant à nouveau dans le digesteur sous l'effet de la pesanteur.Ceci permet une durée de rétention hydraulique plus brève des liquides devant être utilisés, ce qui permet l'utilisa tion d'un digesteur de volume plus petit. tes solides sont maintenus dans le digesteur pendant une période relativement prolongée permettant une digestion plus complète et augmentant la population bac- térienne. Les déchets traités sont amenés du digesteur 6 par le tu be de sortie 11 dans le réservoir de sortie 12 d'où ils peuvent Stre évacués d'une manière requise quelconque. La bone accumulée peut être éliminée du fond du digesteur par le tube d'évacuation 25 et la soupape 26 et on peut la laisser s'écouler par le tube d'évacuation 23 et la soupape 24. L'élévateur k godets 2 permet le traitement d'eau com- prenant de la matière organique ayant une teneur on eau presque quelconque. Le débit d'alimentation est variable de tanière à Entre adapté à différents types de déchets et à la durés de rétention requise. L'alimentation par gravité du digesteur 6 par l'intermédiaire du tube de chargement 5 présente l'avantage qu'elle ne requiert pas de Joints d'étanchéité ou de soupapes et elle est ainsi relativement simple et fiable et qu'elle rend tout mauvais fonction noient manifeste. On empêche une accumulation excessive de pression dans le digesteur 7 étant donné que le tube de chargement 5 et le tube de sortie 11 sont ouverts vers l'atmosphère. Une pression de fonctionnement peut strie maintenue dans l'appareil au moyen d'une colonne d'eau prédéterminée dans un régulateur de pression du digesteur (non représenté). La pompe à gaz 10 est relativement simple et facile k en retenir. L'utilisation du liquide 39 agissant comme Joint hydrsu- lique pour empêcher l'échapement vers l'atmosphère de gaz fuyant par les garnitures d'étanchéité du piston prévues entre le piston 28 ou la tige de piston 31 et le cylindre 29, confère une sécurité de fonctionnement intrinsèque à la pompe à gaz. Le présent appareil peut Strie de construction modulaire et peut entre fabriqué en petites quantités de manière discontinue afin de correspondre à une gaine de dimensions requises. Cependant, divers dispositifs tels que ceux qui sont destinés au chargement, an mélange ou au réglage de température peuvent strie des articles standards. n est bien entendu qu'on peut effectuer de nombreuses modifications en ce qui concerne le mode de réalisation décrit sans sortir du cadre de l'invention. Le digesteur 6 peut par exemple entre prévu avec une partie supérieure ou un couvercle flottant au lien d'une partie supérieure rixe comme représentée pour obtenir une pression gazeuse sensiblement constante à l'intérieur de celui-ci. Sa outre, l'élévateur à godets 2 peut être remplacé par une pompe pour alimenter le digesteur 6 en déchets organiques. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour la digestion anaérobie de déchets orga- niques naturels comprenant un digesteur et un réservoir de sortie, caractérisé par le fait qu'on prévoit un réservoir d'alimentation et un moyen d'alimentation pour amener des déchets devant être dil gérés du réservoir d'alimentation au digesteur avec un débit oon- tinu réglable. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le rait que le moyen d'alimentation comprend un élévateur à godets conçu pour éliminer des déchets du réservoir d'alimentation, et un tube de chargement conçu pour recevoir des déchets de l'élévateur à godets et pour les amener par gravité dans le disgesteur. 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le rait que l'élévateur à godets comprend un moteur électrique conqu pour entraîner une courroie sans fin sur laquelle on prévoit une pluralité de godets. 4 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le rait qu'on prévoit un tube de sortie dirigé de X- nière générale vers le haut depuis le digesteur et ouvert à son extrémité supdrieure, le tube de sortie commauniquant dans WL. posi tion adJacente à son extrémité supérieure avec le réservoir de sor- tie. 5 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, carac- térisé par le fait que le digesteur est muni à son cet d'un tuyau d'évacuation comprenant une soupape permettant de prélever un échantillon du contenu du digesteur 6 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le digesteur est muni à sa partie inférieure d'un tube d'évacuation comprenant une soupape permettant l'élimina- tion de boue du digesteur. 7 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 6, caae- térisé par le rait que le digesteur est muni à sa partie supérieure d'une sortie de gaz et dans son fond d'un diffuseur, une pompe à gaz étant prévne pour amener du gaz de l'ouverture de sortie à travers le diffuseur dans le digesteur. 8 - Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le diffuseur comprend une membrane flexible percée de trous qui Sont suffisamment fins pour s'ouvrir uniquement lorsqu'ils sont mis sous pression par le gaz provenant de la pompe à gaz. 9 - Appareil selon l'une des revendications 7 ou 8, carae- térisé par le rait que la pompe à gaz comprend un récipient par tellement rempli de liquide de manière à obtenir un espace audessus de la surface du liquide fermé de manière étanche par le liquide par rapport à l'extérieur du récipient, un moyen de poac page étant prévu dans l'espace précité. 10 - Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le rait que le moyen de pompage comprend un piston à double action et un cylindre relié par des soupapes à la sortie de gaz et au dit- fuseur. 11 - Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le récipient comprend une première partie qui est ouverte à son sommet et qui est séparée d'une seconde partie contenant le moyen de pompage par une paroi qui descend au-dessous du niveau normal du liquide dans le récipient. 12 - Appareil selon la revendication 11, caractérisé par le rait qu'un levier est monté pivotant au-dessous de la paroi de séparation et comprend une première partie faisant saillie dans la presibre portion du récipient et qui est reliée à un moyen d'entraînement pour faire osciller le levier et une seconde partie s'avançant dans la seconde portion du récipient et qui est reliée au piston par une bielle. 13 - Appareil selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le moyen d'entraînement est formé par un moteur éleatrique et un réducteur ayant un arbre de transmissionaur lequel est monté une manivelle, la manivelle étant reliée à la premibre partie du levier ...- par une autre bielle. 14 - Pompe à gaz ayant un moyen de pompage, caractérisé par le rait qu'elle comprend un récipient partiellement rempli de liquide de façon à fournir un espace au-dessus de la surface du liquide, fermé de façon étanche par le liquide par rapport à l'ex- trieur du récipient, le moyen de pompage étant prévu à 1' intérieur de l'espace précité.