Brevet FR2532301A1 — publié le 19840302

Un déchet est défini comme un produit destiné à l'abandon. La récupération ou la transformation de plusieurs déchets peut revaloriser ces derniers devenant alors matière première. Les boues urbaines fermentées mélangées à des broyats végétaux permettent l'obtention dXun compost de bonne qualit4. Les techniques connues pour obtenir un compost sont généralement caractérisées par une disposition éloignées des étapes qui aboutiront au résultat. La presente invention dderit un dispositif qui combines -la fermentationanaérobie des boues liquides(ousucs organiques) dans un digesteur nécessitant des calories pour conserver une température homogène de 35 favorable aux germes thermophiles et à la fabrigation de méthane. -le compostage en périphérie de déchets végétaux broyés en phase aérobie génératrice d'énergie et qui empèche dans les saisons froides les déperditions des parois du digesteur. Le dispositif permet la fabrication d'un compost conditionnable,de récupérer et filtrer les boues d'épuration et faciliter leur destination agricole. L'isolation du digesteur permet d'économiser le méthane fabriqué passant de son rôle de combustible à celui de carburant pour des moteurs à gaz utiles aux brassages ou pompage quand le dispositif le nécessite. A titre d'illustration nous allons décrire ci-dessous un mode de réalisation utilisant de dispositif. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortirons de la description qui va suivre en référence aux dessins annexes dans lesquels s - la figure 1 est une vue générale de dessus. - la figure 2 est une coupe du dispositif. - la figure 3 est un pivot creux étanche raccordable axialement à une vis de brassage et radialement à quatre bras - la figure 4 représente lecheminement gravitaire du trop-plein liquide du di gesteur. - la figure o esi sa @oupe d'ensemble de la reprise du compost fabriqué jusq son conditionnement. - la figure 6 est une coune hori,ontale du bas le la gaine de la vis verticale de brassage prélevant le compost. la la figure 7 détaille le pignon creux d'entrainement de la vis horizontale qui transite le compost. -la figure 8 décrit les systèmes de support des sacs qui sont juxtaposés en périphérie extérieure du bassin de compostage. - la figure 9 estla poulotte et les racleurs montés en surface dans le digesteur. - la figure 10 correspond à la couve 1-1 du racleur å boues. - la figure 11 correspond à la coupe 2-2 du racleur à flottants. Corne le montrent les figures 1 et 2, l'installation se compose d'un digesteur(l) à fond tronconi@ue entour@ d'un bassin de compostage(2)semi enterré qui n'est pas plus profond que 1,5m. Le digesteur(1) a une section circulaire,un fond trnconique,une coupôle conique et dans son ensemble cylindrique.Il possède dand l'axe une vis d'Archimède gainée(3) solidaire d'un bras(4)comportant 2 racleurs un incline avec bavetto caoutchouc,1 autre horizontal et le pivot rotatif(5).(3,4,et5 étant démontables. Le pivot rotatif creux(5) est relié par quatre canalisations à quatre réservoirs souples(6,7,8,9) disposés dans l'intervalle de 4 bras de rotation(10,11,12,13). Les quatre bras métalliques conçus en treillis ou eehelle pour accès possible au personnel sont montés en croix fixés aux oreilles prévues au pivot rotatif(5) et viennet prendre appui sur un chemin de roulement(14)monté sur supports espacés près du bord intdrieur du bassin à compost en couronne(2).(Entre le bord extérieur et le chemin de roulement un espace de 15 à 20 cm ost laissé nour permettre les retombées de trop-plein de compost à l'ensachage. La rotation des bras est assurée grâce à un motréducteur d'entrainement(15) sur 1' un des bras et des roues à bandage caoutchouc peur les autres bras Les quatre réservoirs souples ignifuges(6,7,8,9) intercallés dans les 4 espaces laissés par les bras forment une tuyère enveloppant le digcsteur(l) et couvrent une bonne partie de la surface du bassin(2). Le fend du bassin(2)situé au niveau de la base du tronc de cône du digesteur(l) est formé de dalles en béton (16) aménagées de nombreux trous(#environ 30mm). Une rigole(17)sous les plaques débouche dans un puits éloigné du dispositif. Régulièrement répartis sur la paroi intérieure du bassin(2),des écoulements rapides (18) communiquent avec la rigole(17). Chacun des réservoirs après un système anti-déflagrant et détendeur alimente un motoréducteur dont on choisi la fonction: - un motoréducteur(19) pour entraîner l'ensemble de la tuyère en rotation. - trois motoréducteurs(20,21,@@@ @@fectuer le brassage du compost. (Pour conserver à l'ensemble du dispositif sa finalité, nous gardons l'éventualité de substituer des moteurs électriques anti-déflagrants è ces moteurs a gaz. Le trop-plein(23) du digeste r est fixe. La goulotte(24) dans laquelle il ddbouche est en couronne et tourne avec les bras. Elle se vide par la canalisation verticale(25) et l'entonnoir basculant(26)qui commandé b distance permet de diriger ou non le liquide dans la goulotte de la herse(27). La herse (27) solidaire du bras d'entrainement est courbée nour rabattre le compost à la périphérie en applanissant. Le dispositif est complété par le conditionnement en continu du compost dans des sacs (32) installés au sol autour du bassin et maintenus ouverts par des supports obliques (figure 8) obligeant leur tropplein b retourner à nouveau dans la fosse (21, Deux vis sans fin acheminent le compost s la verticale (28) avec la gaine (29) et l'horizon- tale (30) dans un chéneau. Le mouvement de la vis (30) est assure par le pignon ereux (figure 7) relié au mouvement général par une chaine qu'entraine un pignon solidaire de la roue bandée du bras support (12), concerné sur le chemin de roulement (14). La figure 3 décrit le détail du pivot rotatif creux (5). Il est solidaire dc la vis d'archimède (3) par la bride (37). L'étanchéité lors de la rotatif sur le roulement (38) est assure par son graissage intense (38) et d'une couche d'huile (34) X niveau contrôlé. Le joint (39) assure l'étanchéité de la cage X roulement avec le bord du trou supérieur du digesteur. Des clapets (35) sont placés aux ouvertures oui font communicuer le digesteur avec l'inté- rieur du pivot. Les 4 orties (36) permettent de relier l'intérieur du pivot aux réservoirs souples (6) (7) (8) (9). Les oreilles latérales (40) et (41) et les deux autros non référencées permettent la fixation des bras (10) (1l) (12) (13). L'oreille supérieure (42) sert au levage. La figure 4 détaille lemoyen d'écoulement du trop-plein. Seule la tuyauterie (23) siphonant dans le digesteur est fixe. La goulotte (24), dont un fragment de secteur est représenté, entours le haut du digesteur Une seule esnalisation (24) permet de vider la goulottee L'entonnoir pivotant (26) peut être placé ou non dans le chéneau de la herse courbe (27)e La figure 5 montre la partie du dispositif qui achemine le compost. La gaine (29) est coulissante par commande pour atteindre ou non le haut des spires do la vis (28). La figure 6 est une section du pied de la gaine (29) avec de part et d'autre 2 socs triangulaires servant aussi de contre-poids. La figure 9 décrit le haut de la vis de brassage (3) et du racleur (4) rendus solidaires par la rotule (44). La figure (10) montre une coupe 1-1 de la raclette inclinée avec la bavette en caoutchouc rapportée. La figure (11) montre la coupe2-2 avec la raclette métallique inclinée solidaire. Pour faciliter la compréhension, nous expliquons l'utilisation de l'ensemble du dispositif décrit. Les camions viennent injecteur les boues liquides par la canalisation qui ddbouche au fond du digesteur (1), dont la capacité correspond b un séjour moyen de 20 jours des volumes reçus. La vis d'Archimède (3) permet la remontée en continu des boues du fond pour les ramener en surface où elles retombent en pluie dans le liquide en glissant d'abord sur une goulotte raclée. Par ce système, le brassage lent du digesteur est assuré, il optimise la digestion méthanique qui fait rencontrer en continu les matières fermentescibles et fermentées. En fonctionnement normal, à chaque introduction, le trop-plein siphoïde évacue des boues du haut dans la goulotte (24). Ce liquide digéré s'coule verticalement sur les déchets vdgétaux. ou, sur commande de l'entonnoir (26 ), dans la rigole de la herse (27) oui atteint le bord du bassin (2). Le bassin 8 compost (2) dans lequel on déverse des déchets végétaux broyés permet une fermentation aérobie gracie à tous les aménagement8 prévus - aération par le fond perforéet les appels d'air par les écoulements rapides (18) - la tuyère formée par les réservoirs à méthane les vis de brassage montes sur-les bras tournants - la herse On connait pour ces digestions aérobies des dlévations de température pouvant atteindre 70 C. Le dispositif devant maîtriser une moyenne de 3 SOC nrofitable au digesteur anaérobie dont les déperditions thermiques des parois sont faibles, les techniciens auront toute marge pour réunir l'ensemble des facteurs favorables des appareils de mesure et des sondes pouvant être mis en place aux endroits privilèg@@ L'ensemencement microbien et l'humidification des végétaux sont à surveiller pour que le compost reste spongieux. Il devient ainsi, outre ses @ualités fertilisantes en agriculture, un excellent filtre à liquides chargés. On meut en outre s'attendre à une évaroration importante par la t@yère, compte tenu de la respiration intense de la fermentation aérobie. Une solution étant par le dispositif trouvée au problème de déperdition thermique des parois du digesteur (1), le méthane produit devient une source d'énergie exploitable . pour d'autres fonctions que le réchauffage (mécanique, électrique). Après un temps de maturation qui satisfait, en abaissant la gaine (29) sur la vis de brassage, on prélève le compost et son conditionnement en sacs devient aisé. L'intervention ne se limite pas, bien entendu, à l'exemple décrit qui peut recevoir des aménagements et variantes dans le domaine des équivalents technioues, ans pour autant sortir du cadre du présent brevet. Revendications l-Unité de fabrication de compost caractérisée en ce qu'elle comporte un digesteur à fermentation methanique entouré par un bassin de compostage. 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le digesteur est surmonté d'un pivot rotatif(5) muni de 4 bras rotatifs et 4 réservoirs spaples situes entre les bras de telle sorte qu'ils forment une tuyèree 3- Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le pivot est creux, relie au digesteur par des valves et aux réservoirs souples par des canalisations. L'étanchéité du système rotatif est maintenue par un graissage abondant du roulement surmonté d'une couche d'huile dont le-niveau est à surveiller périodiquement. 4- Dispositif selon ltensemble des revendications 1 à 3 caractérisé en ceque le digesteur comporte-un dispositif de trop-plein composé d'une goulotte(24),un tuyau d'écoulement(25),un entonnoir(26)basculant et la rigole de la herse(27). 5- Selon l'ensemble des revendications là4 caractérisé par les éeoulements rapides(18) les trous de fond du@bassin(2) et la rigole d'écoulement(17)utiles au dispositif pour les écoulements et les appels d'air. 6- Dispositif selon l'ensemble des revendications lâS caractérisé par le système de double raclage(4)simultané des boues remontées par la vis(3)sur la goulotte avec une bande de caoutchouc rapportée et la raclette horizontale métallique empéchant la formation d'un chapeau de flottants;la lame est inclinée pour que ces derniers replongent dans le liquide et soient entrainés par precipîtation. 7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que 1' evacuation du compost depuis le bassin(2)s'effectue en abaissant la gaine(29)jusqu'au niveau des spires liantes de la vis de brassage.Deux secs triangulaires(figure6) permettent de garnir la vis en produit et servent de contre-poidsO La commande par chaine peût-être à distance. 8- Dispositif selon a revendication 7 caractérisé par l'entraînement de la vis horizontale(30) par la roue du bras support, le mouvement est transmis par chaine, pignon denté et roue dentée.(possibilité dtinstaller un moteur). 9~Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que la roue dentée représentée en vue éclatée(figure7) est solidaire de la vis (30). Elle comprend de gauche à droite: -un carter pour protéger la chaîne des retombées de compost -la roue dentée reliée à un moyeu par trois bras-couteaux qui hachent le compost poussé par la vis(30) -une goulotte horizontale où deux tiges recourbées, une solidaire du moyeu et l'autre fixe à l'extérieur, contribuent à l'ém@ettage. 10-Dispositif selon l'ensemble des revendications de 1b9 caractérisé par les systèmes de support des sacs(32) juxtaposés en périphérie du bassin(2). Les sacs sont ainsi maintenus ouverts,inclinés vers l'intérieur du bassin afin que le trop-plein revienne dans la masse de compost en fabrication.