Brevet FR2466502A2 — publié le 19810410

FR 2466502 A2 19810410 FR 7924729 A 19791004 Le présent certificat d'addition a pour objet d'apporter un complément å l'inventvor. do la demande de brevet a été déposee le 3 Septembre 1979 sous le N 79.21976 "Installation de désodorisation et de mise en valeur de déchets orgaxliqUes par fermentation". Le but de ce certificat diaddition est d'optimiser la désodorîsation des substrats fermentés et la production de gaz combustible. Ce but est atteint par la mise en oeuvre de P préfermenteurs et de N fermenteurs anaérobies, débouchant sur les avantages suivants I ) au niveau de l'agitation et de l'homogénéisation augmentant la marge de sécurité, prolifération des micro- organismes accrue par une meilleure division des matières organiques. 2 ) permettre de composer, en amont de l'installation, un substrat à partir non seulement d'un lisier de porcs ou tout autre fluent agro-alimentaire, avec adjonction de fânes, d'herbe, de feuilles d'arbre, é paille et diverses matières organiques préalablement mélangées et dilacérées. Ce mélange permat d'obtenir une meilleure thermogénèse à des températures se situait entre 40 et 39) de faire varier les températures, suivant les besoins, plans chacun des fermenteurs anaérobies. Cette tecimi- que peut amener a une réduction des volumes de cuveries, par diminution du temps de rétention hydraulique. 40) de faire varier le volume d'entrée du substrat frais en fonction des résultats obtenus. 30) de recycler les boues du fermenteur anaérobie 24 dans le fermenteur anaérobie I7 pour augmenter la production de gaz et favoriser la consommation des matières organiques. Toute l'installation fonctionne en milieu liquide et en continu. Ce but est également atteint gracie aux opérations décrites et illustrées en regard du dessin annexé à titre d'exemple. La "figure 1 unique représente le principe général d'une installation. Suivant la qualité du substrat on peut avoir recours à P préfermenteurs aérobies et N fermenteurs anaérobies, prenons le cas de produits ligneux. Les préfermenteurs comportent un échangeur de chaleur, pouvant servir pour la récupération de calories, mais comme réchauffeur du substrat fraissalimenté par la chaudière. Les fermenteurs anaérobies sont équipés de système d'agitation, d'un dispositif a bouches orientablesode recyclage de la masse en fermentation et d'une pompe de circulation. Un système de réchauffage, relié à une chaudière, assure le maintien des températures de 35 à 500C. Les températures de fonctionnement peuvent être différentes entre les fermenteurs. En ce qui concerne le traitement des lisiers de porcs et des effluentsagro-alimentaires l'installation décrite ci-dessous peut etre préconisée. Elle est composée principalement, d'une cuve de stockage de lisier brut, d'une pompe dilacératrice, d'un préfermenteur et de trois fermenteurs anaérobies, d'un système d'agitation, de recirculation et d'échangeurs de chaleur. Le lisier brut stocké dans la fosse 1 est maintenu homogène par une agitation hydraulique, une pompe dilacératrice assure une ganulométrie constante. Par un système de bypass, cette même pompe 2 alimente le préfermenteur aérobie 3 équipé d'un échangeur de température 4 relié à la chaudière I2, il peut avoir deux fonctions, soit la récupération de chaleur , soit le préchauffage du lisier brut pour faciliter le départ de la fermentation aérobie. L'air nécessaire à la préfermentation est assuré par un matériaux poreux ou un buselage alimenté par un surpresseur 5. Le préfermenteur calorifugé peut être couvert avec mise directe à l'atmosphère 6. Après la fermentation exothermique, la matière à une température comprise entre 35 et 650C est dirigée à la base du premier fermenteur anaérobie 7 équipé d'un système de réchauffage 8 pour maintenir la température de fermentation entre 35 et 300 C. L'invention permet de maintenir dans ce fermenteur une température différente à celle du deuxième fermenteur. La circulation interne du système de réchauffage est assurée par la pompe 9. Le recyclage IO du liquide en fermentation est permanent et à débit élevé, la pompe II assure cette fonction. Pour maintenir la totalité de la masse en mouvement l'orientation de la bouche de reprise est fonction de la qualité du substrat.L'aspiration se fait à la base du fermenteur 7 puis le liquide traverse l'échangeur de température 8 pour être réchauffé et retourne dans la partie haute du fermenteur sous les pales de l'agitateur central I3. Une agitation complémentaire peut être assurée par une vis d'Archimède ou un dispositif de bullage alimenté par du gaz mis sous pression par le compresseur 26. Ces, opérations ont pour but selon l'invention, de maintenir la masse homogène et d'éviter la formation de poche de gaz. La canalisation du fluide caloporteur I4 est reliée à la chaudière I2, alimentée en combustible par une quantité relativement réduite de gaz produit par la fermentation et stocké dans le gazomètre I9.La base I5 du fermenteur est un plan incliné pour faciliter l'extraction des matières sédimentées à l'aide de la pompe I6, type hélicoldal. L'extraction du substrat en fermentation se fera gravitairement à la partie supérieure de ce fermenteur 7 pour être introduit à la partie supérieure du deuxième fermenteur anaérobie I7. L'équilibre entre le volume du substrat provenant du fermenteur aérobie et introduit dans le premier fermenteur anaérobie g le volume du substrat évacué vers le deuxième fermenteur anaérobie I7 est ainsi assuré. La canalisation I8 du gaz produit est reliée à la canalisation principale I8 alimentant le gazomètre I9. Le deuxième fermenteur anaérobie 17, calorifugé, est équipé d'un système de réchauffage 8 et d'un dispositif de recyclage des matières IO en fermentation, provenant du premier fermenteur anaérobie 7. L'introduction des matières recyclées effectuée à la partie supérieure du fermenteur I7, comme précédemment, sous les pales de l'agitateur central I3. Ce fermenteur peut être équipé du même dispositif d'agitation complémentaire 25 que celui décrit pour le premier fermenteur anaérobie 7. Ces dispositifi évitent la formation d'une croûte, d'une poche de gaz et diminuent la quantité de mousse. Un petit gazomètre souple 20 commun aux trois fermenteurs anaérobies 7, I7 et 24 est placé sur le dôme de ce deuxième fermenteur, pour équilibrer les pressionsà l'intérieur des trois enceintes anaérobies, et éviter l'introduction d'air extérieur au moment de ltévacuation des boues sédimentées ou toute autre opération qui serait susceptible de modifier le niveau de la masse en fermentation. L'évacuation des matières fermentées du deuxième fermenteur anaérobie s'effectue gravitairement, par une canalisation plongeante 21 à l'intérieur du fermenteur et dont l'extrémité est à environ 7/8 de la hauteur. Le volume évacué est égal au volume du substrat provenant du premier fermenteur anaérobie 7. Le temps de séjour de la matière en fermentation dans le deuxième fermenteur anaérobie I7 conditionne le volume du substrat à introduire dans le fermenteur anaérobie 7. Le troisième fermenteur anaérobie 24 est calorifugé. Il reçoit à sa partie inférieure le substrat en fermentation provenant du fermenteur anaérobie I7. Le transfert s'opère gravitairement ou à l'aide d'une pompe. Le maintien de la température, comprise entre 35 et 500C est assuré par le passage du substrat en fermentation dans un échangeur de température 8. La température de fonctionnement peut être différente à celle des fermenteurs 7 ou I7. La pompe de circulation II assure une vitesse rapide et constante. Comme en 7 et 17, le retour dans le fermenteur s'effectue sous les pales de l'agitateur de surface I3.Pour favoriser l'homogénéisation de la masse en fermentation et prévenir la formation de poche de gaz, un dispositif de recyclage de gaz 25, provenant du gazomètre I9 mis sous pression 26 est raccordé à un buselage disposé à la base du fermenteur 24 il en est de même pour 7 et 17. Ce dispositif d'agitation peut être complété par un agitateur à pales "sabre" plongeant au sein du liquide ou par une vis d'rchimède, tous deux commandés par un moteur électrique situé à l'extérieur de l'enceinte. La base du fermenteur 24 est un plan incliné 15 facilitant l'é- vacuation des matières décantées à l'aide d'une pompe à vis 16.Il peut être intéressant de recycler une partie de ces boues en 17.L'excédent est dirigé vers le stockage du fertilisant. A titre d'exemple voici ce qui peut être obtenu sur un élevage de 600 porcs par le traitement du lisier brut. La teneur en matières sêches est de 8 à 12%. Poids moyen d'un porc: 80 kgs. Volume maxi de lisier par porc et par jour: 7 litres Alimentation céréale par jour: 2,5 kgs Matières sêches: 20% des matières ingérées Matières organiques: 80% des 20 ío D.C.O. 100 à I20 es D.B.0. 40 % N 6à736 Temps de rétention hydraulique: 20 jours VOLUME DES FERMENTEURS: Préfermenteur aérobie I5 m3 Fermenteur anaérobie 7 I8 m3 " " 17 m " " 24 18 m3 CALCUL DES MATIERES ORGANIQUES: Matières sêches 20% des matières ingérées = 500 gr/p Matières organiques 80% des 20% = 400 gr/p RESULTATS: Pour 600 porcs 0,400 x 600 = 240 kilos de matières organiques gaz : 60% de CH4 et 500 litres par kilo de matière 0,5 m x 240 = I20 m3 par jour en kWe s I80 kW par jour fertilisant désodorisé 3 Tonnes par jour. REVENDICATIONS I. Procédé de désodorisation et de mise en valeur de déchets organique caractérisé par l'emploi en série et suc cessiez de préforment ours et de fermenteurs anaérobies com- muniquant sur un même gazomètre. 2. Procédé do désodorisation et de mise en valeur de déchets organiques selan la revendication 1 en ce que le préfermenteur aérobie comporte un échangeur de chaleur. 3. Procédé de désodorisation et de mise en valeur de déchets organiques selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les fermenteurs comportent des échangeurs de chaleur amenant la température du substrat supérieure à 350C,des dispositifs orientables de recirculation du substrat et un dispositif de recyclage de gaz. 4. Installation de désodorisation et de mise en valeur de déchets organiques par fermentation par le procédé selon les revendications de 1 à 3 caractérisée en ce qu'elle com porte I préfermenteur aérobie et 3 fermenteurs anaérobies pouvant fonctionner à différentes températures et avec des substrats contenant des pourcentages variables de matières sêches.