Brevet FR2473503A1 — publié le 19810717

La présente invadffinn se rapporte àun procédé de compostage des déchets organiques. Les déchets organiques tels que la boue résultant du traitement des eaux d'égouts ou des eaux usées, les excréments de bétail et les détritus des villes sont traditionnellement utilisés comme remblais pour des travaux de mise en valeur des terres par déversement direct ou après incinération. Mais ces méthodes ont leu propres défauts eut il est nécessaire de les ré-examiner : le premier procédé requiert un grand espace de déversage difficile à trouver de nos Jours et les mauvaises odeurs provenant de la fermentation anaérobie sant source de pollution les autres procédés consomment beaucoup d'énergie. Une alternative récente retenant l'attention des chercheurs est d'utiliser les déchets organiques comme conditionneur ou engrais des sols pour des plantations d'arbres ou pour des terres à culture. Mais pour appliquer ce procédé d'une manière optimale, il faut s'assurer que la zone traitée n1 est pas contaminée par des bactéries pathogènes, par des oeufs de parasites ou des graines de plantes, et que la récolte n'est pas détruite par la fermentation rapide des déchets dans le sol.Pour répondre à ces obJectifs, une technique a été élaborée pour assainir les déchets organiques et les transformer en produits inoffensifs et faciles à manipuler pour leur application au sol en laissant se faire la fermentation aérobie pour une durée d'une à deux semaines pendant laquelle les substances facilement dégradables des déchets sont décomposées sous une forme stable tandis que les bactéries pathogènes, les oeufs de parasites et les graines de plantes sont rendus inactifs par la chaleur de la fermentation. Mais on a appris que la chaleur de la fermentation n'est pas nécessairement suffisante pour tuer les bactéries pathogènes et les parasites, ou pour rendre inactifs les oeufs parasites et les graines de plantes.Lorsque dans le futur la technique du compostage des déchets organiques par fermentation artificielle sera répandue, une grande quantité de déchets sera utilisée pour les plantations d'arbres ou les terres à culture, aussi doit,t'on s'assurer que le sol ne puisse étire contaminé par des bactéries pathogènes, des oeufs de parasites ou des graines de plantes. On sait que les radiations ionisantes sont très efficaces pour tuer les bactéries pathogènes et les parasites, et pour rendre inactifs les oeufs de parasites et les graines de plantes. Ayant noté un tel effet de radiation ionisante, nous avons effectué différentes études d'un procédé efficace de compostage de déchets organique s et il en est ressorti qu'une forme propre et inoffensive de compost peut être produite en un cours laps de temps en exposant les déchets à la radiation ionisante et en les faisant fermenter au moyen d'une substance contenant des micro-organismes. Les déchets organiques compostés par le procédé selon l1invention contiennent une grande quantité de matières organiques sous forme de boue résultant du traitement des eaux d'égouts, des ordures ménagères, des eaux industrielles, des excréments de bétail tels que fiente de volaille, bouse de vache, excréments de porcs et litière des étables, etdes dedxflE urbains tels que les ordures et le papier utilisés. Des mélanges de ces déchets peuvent également etre compostés selon le procédé de l'invention. La radiation ionisante utilisée selon le procédé de l'invention consiste en rayons gamma, rayonsbéta, rayons alpha, rayons X, faisceaux d'électrons, ou en mélange de ces différents rayons. La substance contenant des organismes utilisée ds le procédé de la présente invention est le produit de la fermentation des déchets organiques, une substance contenant des micro organismes pour la fermentation, fermentationydisponible dans le commerce et le produit obtenu par la fermentation de cette substance. Les déchets organiques sont exposés aux radiations ionisantes pour donner une dose variant de 104 à 107 rads selon la nature des déchets. L'effet desradiations est peu affecté par la dose. Pour la fermentation aérobie de la boue contenant généralement une grande quantité d'humidité , il est préférable de maintenir le taux d'humidité entre 40 et 60% en y aJoutant un modificateur de taux d'humidité tel que la paille, la balle , la sciure, les déchets urbains contenant le moins possible de substances non utilisables ou un produit de fermentation. Ces modificateurs de taux d'humidité peuvent entre aJoutés aux déchets organiques avant ou après exposition aux radiations ionisantes. Mais si le modificateur de taux d'humidité contient des bactéries nuisibles à la fermentation ou si des bactéries pathogènes peuvent rester dans le produit de la fermentation, l'irradiation après addition du modificateur du taux de l'humidité est évidemment préférée. On sait également que l'irradiation en présence d'oxygène est plus efficace pour tuer les bactéries qu'en l'absence d'oxygène, ainsi, pour réduire la dose totale requise, les déchets organiques contenant le modificateur de taux d'humidité sont exposés aux radiations ionisantes, de préférence à l'air. Les déchets organiques irradiés ne fermentent pas d'eux memes, aussi pour leur fermentation, une substance contenant des micro-organismes doit entre ajoutée comme initiateur de fermentation. On peut utiliser comme initiateur de fermentation un agent ou produit de fermentation du commerce. L'initiateur de fermentation est généralement utilisé en quantité de 1 à 50,' en poids, de préférence 10 à 20% en poids des déchets. L'utilisation de plus de 5096 en poids de l'initiateur est déconseillée, car elle nécessite l'utilisation d'un réservoir de fermentation de grande capacité, et l'utilisation de moins de 10,' en poids d'initiateur donne un taux de fermentation réduit. Les déchets organiques irradiés commencent à fermenter aussitôt qu'ils sont mélangés à une substance contenant des micro-organismes et qu'ils sont mis à l'air, et leur température augmente à cause de la chaleur de fermentation. Une montée de la température change la distribution des micro-organismes dans les déchets, et une température supérieure à 50 ou 600C entratne une fermentation lente. Selon la méthode traditionnelle de fermentation, la température est maintenue supérieure à 700C pour obtenir un produit de fermentation pur au sacrifice du taux de fermentation. Mais selon le procédé de l'invention les déchets organiques ont été transformés en corps inoffensifs et sains par irradiation aux radiations ionisantes, aussi un écart de température souhaitable pour la fermentation, entre 40 et 600C, peut-il entre sélectionné. Par conséquent, la fermentation selon ce procédé s'effectue rapidement et est habituellement terminée en une durée de 1 à 3 jours, variant selon la nature des déchets organique s et la quantité de l'initiateur de fermentation ajoutée.Une période de fermentation plus longue peut bien sflr zetre choisie si la plantation d'arbres ou la terre de récolte à traiter le permet. Selon le procédé de la présente invention, la température de fermentation peut oestre maintenue entre 40 et 600C, ainsi le micro-organisme de compostage utilisé pour la fermentation conserve son: activité initiale et on obtient ainsi une fermentation efficace par recyclage de ce micro-organisme. L'amenée zygène est indispensable à la fermentation aérobie, mais lorsqu'on utilise l'air comme source d'oxygène, les micro-organismes de l'air peuvent contaminer les déchets en fermentation. Une telle contamination peut autre évitée en utilisant de l'air passé dans un filtre de décontamination. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels L 'appareil utilisé pour les exemples 1 à 4 de la présente invention est décrit ci-dessous en référence aux figures 1 à 3. - la figure 1 illustre le processus d'irradiation de la boue par rayons gamma à partir de Co-60, dans lequel le récipient d'irradiation est désigné en 1, et est muni d'un agitateur du type à vis désigné en 2, d'un moteur désigné en 3 et d'une pompe désignéeen 4, pour l'amenée d'air. Sur la figure, la source de Co-60 est désignée en 5. La boue allant dans le récipient 1 est irradiée aux rayons gammasous agitation, en étant alimentée en air; - la figure 2 illustre le processus d'irradiation aux faisceaux d'électrons dans lequel le numéro 6 désigne l'alimentateur amenant la boue à une presse à boue 7, à une vitesse donnée.La boue pressée à une épaisseur donnée est transportée sur un convoyeur d'irradiation 8 en étant irradiée par un faisceau d'électrons provenant d'un accélérateur 9, la boue irradiée est ensuite envoyée à un réservoir désigné en 10; - la figure 3 est un schéma de l'appareil utilisé pour la fermentation de la boue irradiée dans lequel le réservoir de fermentation est désigné en 11, l'agitateur en 12,le mabwr en 13,la pompe d'a1imton en ar ex 14, lue dispositif de réglage de la température en 15 et l'analyseur de gaz en 16.Un mélange de la boue irradiée et de l'initiateur de fermentation est alimenté au réservoir de fermentation où il fermentesaus agitation, tout en étant alimenté en air. L'évolution de la fermentation peut etre vérifiée par un changement de température ou du niveau de C02 ou de NH3. La présente invention va maintenant être décrite plus en détail en référence aux exemples suivants donnés à titre d'illustration et ne limitant en aucune manière la portée de l'invention. Exemple 1. Un mélange de 1 kg de boue provenant de traitement d'égouts (teneur en eau = 80, total des coliformes = 1,4 x 108 cellules par gramme, nombre total des cellules de micro-organisme = 5,4 x 108 cellules/grammes) a été irradié dans l'appareil de la figure 1 aux rayons gamma à partir de Co-60 à une dose de 5 x 105 rad/h pour donner une quantité totale de 1 Nrad. Le nombre total de coliformes de la boue ainsi traitée était inférieur à la limite de détection et le nombre total de micro-organismes présents était inférieur à 103 cellules par gramme.Un mélange de boue à 100 g de micro-organismes du commerce (disponibles chez Nippon Thomas Kenkyusho sous la marque "Thomas Kin") fut mis à fermenter dans 11 appareil de la figure 3 avec une inJection d'air de 0,2 l par minute. Environ 5 heures plus tard, la température du réservoir de fermentation s'dmit élevée de 220C (température de la pièce) à 500C En accomplissant le stade suivant de la fermentation à une température réglée à 50 C, la fermentation a été achevée en 40 heures. Le produit de la fermentation était marron et n'avait plus du tout 11 odeur de boue ou d'ammoniaque mais celle d'un compost. Le nombre total de coliformes présents dans le produit était inférieur à la limite de détection Exemple 2. Le processus de l'exemple 1 a été repris en n'effectuant aucun contrtle de la température de fermentation. En 15 heures environ la température stest élevée de 220C (température de la pièce) à 650C, et par la suite la température ainsi que le niveau C02 ont baissé graduellement et la fermentation a été achevée en 60 heures. La description du produit de la fermentation était la mtme que pour l'exemple 1. Exemple 3. La boue provenant du traitement d'égouts (sous forme de gaeau déshydraté contenant 80% d'eau) a été introduite dans l'appareil de la figure 2 où elle a été pressée en une feuille de 1 cm d'épaisseur et irradiée à 0,5 Nrad de faisceaux d'électrons par un accélérateur Cockcroft-Walton (3 MeV). La boue contenait à l'initiale 7,3 x 107 cellules/ gramme de coliformes au total et le nombre total de cellules présentes était de 1,4 x 109 cellules/gramme. A l'irradiation aux faisceaux d'électrons, le nombre total de coliformes a diminué à moins de la limite de détection, et le nombre total de bactéries présentes était inférieur à 5 x 103 cellules par gramme.Un mélange de 1 kg de boue traitée et de 500 g du produit de fermentation obtenu à l'exemple 1 a été injecté dans l'appareil de la figure 3 dans lequel il a fermenté avec une inJection d'air de 0,2 l par minute. Environ 7 heures plus tard la température s'est élevée à 720C et par la suite la température ainsi que le niveau de C02 ont baissé graduellement jusqu'à ce que la fermentation soit terminée en 50 heures0 La description du produit de la fermentation était la meme que pour l'exemple 1. ExemPle 4. Un mélange de 500 g de fiente de volaille et d'une quantité égaie d'ordures a été introduit dans l'appareil de la figure 1, où il a été irradié aux rayons gamma à partir de Co-60 à un taux de 5 x 105 rad/h, pour donner une quantité totale de 1 Mrad. A l'irradiation la totalité des coliformes a été tuée et le nombre total de bactéries présentes était inférieur à 102 cellules/gramme. Un mélange des déchets organiques ainsi traités à 1 kg du produit de fermentation obtenu à 1' exemple 1 a été introduit dans l'appareil de la figure 3 ott il a fermenté avec une inJection d'air de 0,2 l par minute. La température s'est élevée à 500C en 5 heures environ. En accomplissant le stade suivant de la fermentation à une température réglée à 500C, la fermentation a été achevée en 38 heures. Le produit de la fermentation était marron et avait l'odeur d'un compost. Le nombre total de coliformes dans le produit était inférieur å la limite de détection. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n' ont été donnés que titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1. Procédé de compostage de déchets organiques caractérisé en ce que lesdits déchets organiques sont exposés à une radiation ionisante et en ce que les déchets irradiés fermentent à l'aide d'une substance contenant des micro-organismes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits déchets sont exposés à une radiation ionisante en présence d'un modificateur de taux d'humidité. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits déchets sont exposés à une radiation ionisante en présence d'air.