Brevet FR2709760A1 — publié le 19950317

Procédé et installation de fermentation de déchets biologiques L'invention concerne un procédé de fermentation de déchets biologiques, avec triage et stockage préliminaire, mélange et broyage des déchets biologiques, avant introduction dans un fermenteur, une quantité de produit de fermentation, se présentant sous forme de liquide (eau venant de presses) et/ou des boues résiduelles (produit d'inoculation-dopage) étant ajoutés aux déchets biologiques, avec introduction dans la phase de fermentation, un récipient de stockage, en particulier de liquide ayant été séparé du produit de fermentation, étant prévu, l'invention concernant en outre une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, avec utilisation d'une installation de triage, et/ou d'une installation de broyage, un récipient de préstockage avec des éléments en spirale, des échangeurs de chaleur, des fermenteurs et un récipient pour recevoir le liquide produit, ainsi qu'avec des dispositif d'introduction et d'évacuation, le dispositif d'introduction étant de préférence un sas de transfert. Elle concerne en particulier la préparation et le prétraitement de déchets biologiques, pour obtenir la continuation d'une fermentation dans un fermenteur. On entend surtout par déchets biologiques des déchets organiques de cuisine et de jardin, ainsi que des déchets de production venant de l'agriculture et de l'industrie des produits alimentaires. Pour valoriser les déchets biologiques, il est connu de le mettre à fermenter, les déchets biologiques étant alors broyés et, le cas échéant, mélangés avant entrée dans la phase anaérobie. Après avoir subi un procédé, décrit dans le EP-A-476217, en vue de valoriser les substances organiques, le produit digéré, produit dans un fermenteur, est amené, en une certain quantité, avec chauffage simultané, au produit frais (déchets organiques) à amener, à titre de produit d'inoculation. Ceci s'effectue dans un sas de transfert, avec chauffage simultané du produit frais. Aucun mélange de produit favorisant le processus avant entrée dans le fermenteur ne s'effectue cependant dans ce sas de transfert. Le produit frais arrive depuis un récipient de mélange, par une écluse (élément formant écluse et unité à piston et cylindre), dans le sas de transfert, le volume transféré n'étant pas optimal, du fait que la réalisation est ouverte. Selon le EP-B-131319, il est également possible d'amener un tel produit d'inoculation par pétrissage dans un récipient de fermentation, en le mélangeant à des substances organiques fraîches, respectivement il est possible d'amener le produit d'inoculation à un mélangeur monté en amont. Il est ici également possible d'amener un produit humidifié avec de l'eau de processus. L'eau de processus est produite lors d'un essorage, poussé jusqu'au séchage, des substances organiques ayant fermenté et peut être recyclé tant après récipient de fermentation qu'également après mélangeur. Par le WO 82/02059, il est déjà connu d'humidifier les déchets biologiques avant broyage, en utilisant comme liquide la boue résiduelle issue du fermenteur, respectivement le liquide issu de la séparation d'avec la boue résiduelle. Ce liquide est amené depuis un bassin à boue résiduelle à un récipient de mélange ou à un récipient de stockage d'attente. C'est dans le récipient de mélange que s'effectue le mélange entre les déchets biologiques et le liquide. Ensuite est effectué le broyage des déchets biologiques. Dans le récipient d'attente déjà cité est effectué un stockage intermédiaire des déchets biologiques broyés, une fermentation de digestion et un chauffage lui étant lié s'opérant ainsi déjà. De plus, les déchets biologiques déjà prétraités (état liquide) sont chauffés avant entrée dans le récipient de réaction, dans un échangeur de chaleur disposé entre les récipients d'attente et de réaction. Dans toutes les solutions décrites de l'état de la technique, on ajoute avec mélange le liquide, amené séparément, à l'état froid, c'est-à-dire avec une température notablement moindre que celle des déchets biologiques à digérer. Ceci retarde le début et nuit à la stabilité de la fermentation et demande une consommation d'énergie plus grande pour la digestion en fermenteur. Le but de l'invention est de perfectionner un procédé du type du préambule, de manière que les inconvénients existants de l'état de la technique soient évités et que le déroulement technologique du processus soit amélioré. Ce problème est résolu par un procédé dans lequel le liquide est ajouté aux déchets biologiques après avoir été préchauffé et la fermentation se mettant en oeuvre déjà avant entrée dans un fermenteur. Le but de l'invention est en outre de créer une installation appropriée pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Cette partie du problème est résolue par une installation dans laquelle des tuyauteries sont disposées entre un bassin et un échangeur de chaleur (registre d'échangeur de chaleur, un raccordement de répartition allant à un sas de transfert étant prévu après le registre d'échangeur de chaleur, une paroi intermédiaire destinée à diviser l'espace intérieur du bassin est disposée dans le bassin et des pompes à piston hydraulique, à auto-amorçage, sont disposées dans les dispositifs d'alimentation et d'évacuation. Des modes de réalisation avantageux sont indiqués dans les sous-revendications. Les avantages de l'invention sont décrits à l'aide de l'exemple de réalisation ci-après, sans se limiter à cet exemple. L'invention est décrite plus en détail à l'aide de l'exemple de réalisation, en se référant à un dessin. Le dessin représente une illustration de principe d'une installation de fermentation (en partie). Les déchets biologiques fournis arrivent par une installation de prébroyage et de triage dans une soute ou trémie intermédiaire, non représentée en détails, en aval de laquelle est monté un récipient d'alimentation. Le récipient d'alimentation contient deux éléments en spirale, montés de part et d'autre, parallèles, horizontaux. Le récipient d'alimentation travaille par lots. Directement sous le récipient d'alimentation est disposé une ouverture d'introduction d'un dispositif d'introduction, pourvu d'une pompe hydraulique à pistons, à auto-amorçage, se présentant sous la forme d'un sas de transfert, pour garnir un fermenteur, non représenté en détail. Il peut y avoir plusieurs fermenteurs fonctionnant en parallèle. Il est prévu un sas de transfert par fermenteur. Le sas de transfert sert en même temps d'échangeur de chaleur, comme décrit dans le EP-A-476217. Le fermenteur contient un dispositif d'évacuation 1, destiné à évacuer du produit digéré vers une presse à vis 2, ainsi qu'un distributeur destiné au recyclage d'une partie du produit digéré, servant de produit d'inoculation pour le dispositif d'introduction. Le produit d'inoculation est séché fortement dans la presse à vis 2 et il est produit un compost frais, qui est amené à une décharge, et de l'eau de presse. Cette eau de presse est dirigée dans un bassin 3. Le bassin 3 est divisé en deux, l'eau de presse fraîche n'étant toujours introduite que dans une partie déterminée du bassin, de sorte que le mélange de température et le refroidissement de l'eau de presses sont différés. De ce bassin 3 part une conduite allant à un registre d'échangeur de chaleur 4 (fonctionnant avec de l'eau chaude, d'une température d'à peu près 65 C), dans lequel l'eau de presse est chauffée dans un fonctionnement en circuit fermé. Après le registre d'échangeur de température 4 est disposé dans la tuyauterie un distributeur, au moyen duquel en cas de besoin de l'eau de presse est amenée à un fermenteur, respectivement dans un sas de transfert. Du fait que l'on travaille avec un système non réglé, la température du liquide amené est d'une valeur pouvant fluctuer. Par conséquent, du fait de la chaleur résiduelle, le coût énergétique est moindre que, par exemple, dans le cas d'utilisation de l'eau du réseau. D'autres avantages résultent encore du fait de l'utilisation de l'eau de presse, constituant un produit de rejet, et, de plus, la commande du processus peut être influencée de façon positive, du fait que cette eau de presse contient des bactéries de fermentation-digestion. Le processus de fermentation peut ainsi de nouveau s'établir dans le ses de transfert, ce qui donne de nouveau une stabilisation de la commande du processus dans le fermenteur. C'est pourquoi, au contraire de l'état décrit de la technique, outre les déchets biologiques çà digérer, le liquide à amener est déjà chauffé avant entrée dans le fermenteur. C'est-à-dire que le liquide, à amener séparément en cas de besoin pour faire la régulation d'humidité, est amené déjà chauffé. Le recyclage de l'eau de presse, respectivement du produit digéré servant de produit d'inoculation s'effectue de manière connue en soi, selon le WO 82/02059, respectivement le EP-A-476217. L'application de pompes à piston hydrauliques, auto- amorçantes, dans les dispositifs d'introduction et d'évacuation augmente la performance en matière de débit traité et l'isolation par rapport à l'air, nécessaire, avant fermenteur, devient plus simple à réaliser. Le méthane produit lors de la digestion des déchets biologiques est utilisé, de manière connue en soi, pour l'alimentation en énergie, par exemple de l'installation décrite ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Procédé de fermentation de déchets biologiques, avec triage et stockage préliminaire, mélange et broyage des déchets biologiques, avant introduction dans un fermenteur, une quantité de produit de fermentation, se présentant sous forme de liquide (eau venant de presses) et/ou des boues résiduelles (produit d'inoculation-dopage) étant ajoutés aux déchets biologiques, avec introduction dans la phase de fermentation, un récipient de stockage, en particulier de liquide ayant été séparé du produit de fermentation, étant prévu, caractérisé en ce que le liquide est ajouté aux déchets biologiques après avoir été préchauffé et la fermentation se mettant en oeuvre déjà avant entrée dans un fermenteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est préchauffé dans un système à circulation, aans un échangeur de chaleur, de façon permanente et indépendamment des besoins.. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le liquide préchauffé est mis en circulation dans un circuit situé entre un bassin (3) et l'échangeur de chaleur (registre d'échangeur de chaleur (4), et la quantité de liquide chaque fois nécessaire est amenée aux déchets biologiques mélangés. 4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, avec utilisation d'une installation de triage, et/ou d'une installation de broyage, un récipient de préstockage avec des éléments en spirale, des échangeurs de chaleur, des fermenteurs et un récipient pour recevoir le liquide produit, ainsi qu'avec des dispositif d'introduction et d'évacuation, le dispositif d'introduction étant de préférence un sas de transfert, caractérisé en ce que des tuyauteries sont disposées entre un bassin (3) et un échangeur de chaleur (registre d'échangeur de chaleur (4)), un raccordement de répartition allant à un sas de transfert étant prévu après le registre d'échangeur de chaleur (4), en ce qu'une paroi intermédiaire destinée à diviser l'espace intérieur du bassin est disposée dans le bassin (3) et en ce que des pompes à piston hydraulique, à autoamorçage, sont disposées dans les dispositifs d'alimentation et d'évacuation.