Brevet FR2836911A1 — publié le 20030912

Dispositif et procédé de traitement de lisiers La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé de traitement de lisiers d'animaux d'élevage hors sol. Dans le cadre du respect des écosystèmes, la présente invention à trait au traitement de lisiers d'animaux d'élevage hors-sol, notamment de porcs, de volailles et de canards à foie gras, sans odeur, ni rejet. Ces lisiers posent de sérieux problèmes d'élimination, accentués de jour en jour par des règlements de plus en plus draconiens visant leur stockage ou leur épandage. Les lisiers sont des effluents comportant un taux important de matières en suspension et des matières organiques, dont la fermentation engendre des odeurs très désagréables. Ces effluents étant chargés de minéraux susceptibles de polluer les sols et les nappes phréatiques. Les réglementations soumettent à des conditions de plus en plus sévères, le stockage des lisiers ainsi que leur épandage dans les champs à des fins de fumure. Actuellement, il existe des solutions techniques pour traiter ces lisiers, par floculation, séparation des phases solide et liquide, récupération d'un tourteau valorisable et récupération de liquide pour traitement complémentaire en vue de l'obtention d'un liquide utilisable sans risque de pollution, certains par la chaux vive et d'autre par des mycéliums, comme c'est le cas des demandes de brevet français : 2 796 376 et 2 797 201. Cependant ces traitements sont coûteux, difficiles à maîtriser et leur efficacité, ne garantit pas le respect des réglementations, ce qui peut être dommageable à la sécurité des habitants. Le but de l'invention est de proposer l'épurement complet des eaux chargées de matières en suspension et de matières organiques, sans rejet d'odeur et sans rejet de liquide à l'extérieur, de la station d'épuration, tout en évitant les inconvénients précédemment décrits. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de traitement de lisier, notamment d'animaux d'élevage hors-sol comporte une aire d'élevage des animaux sous laquelle est installée une pré-fosse de récupération des lisiers. Cette pé-fosse est agencée à sa partie inférieure de manière à regrouper les lisiers à l'embouchure d'une canalisation de récupération reliée à un bassin de réception. La canalisation de récupération est reliée à la partie inférieure du bassin de réception. Divers éléments organiques à caractéristiques déterminées sont disposées dans le fond du bassin de réception de façon à constituer un filtre flottant à faible densité, qui restera toujours à la partie supérieure dudit lisier, au fur et à mesure de son arrivée dans la partie la plus basse du bassin de réception. Le filtre flottant fait office de paroi séparant le lisier de l'atmosphère, afin de permettre les différentes transformations du lisier durant la phase aérobie et durant la phase anaérobie. Le filtre flottant est constitué de matériaux organiques : + permettant les différentes transformations du lisier, * tout en évitant le dégagement de toutes odeurs nauséabondes pendant lesdites transformations du lisier. Selon une architecture particulièrement avantageuse de l'invention, le bassin de réception a sa partie inférieure qui est reliée à un ensemble de pompage. L'ensemble de pompage a deux sorties, la première sortie étant raccordée à un filtre mécanique et la deuxième sortie étant raccordée à un filtre rocheux ou sableux. Le filtre mécanique donne du terreau et de l'eau trouble et grasse qui est récupérée dans un ensemble de stockage du type château d'eau ; et le filtre rocheux ou sableux donne de l'eau claire et filtrée qui est récupérée dans un ensemble de stockage du type château d'eau. L'ensemble de stockage d'eau claire et filtrée est raccordé à différentes utilisations avec l'interposition pour chaque utilisation d'un filtre à cartouche appropriée, le filtre étant muni d'un clapet anti-retour. De plus, l'eau claire et filtrée de l'ensemble de stockage est raccordée à l'utilisation destinée aux humains, et/ou à l'utilisation destinée aux animaux, et/ou à l'utilisation destinée aux plantes, et/ou à l'utilisation par l'industrie endogène. Selon un mode de réalisation de l'invention, le bassin de réception est constitué de deux fosses identiques qui sont séparées par une cloison verticale étanche. Chaque fosse comporte un plan incliné aboutissant à un fond qui est raccordé à la partie inférieure de la canalisation de récupération qui est commune aux deux fosses, largeur de chaque fosse étant prévue pour permettre l'accès à un engin du type à chargement frontal. Selon une installation particulièrement intéressante de l'invention, l'ensemble de stockage d'eau claire est monté directement au-dessus de l'ensemble de stockage d'eau grasse de manière à constituer une seule structure, qui est disposée dans une enceinte du type tour dont le toit est ouvert avec un évasement qui aboutit dans l'ensemble de stockage d'eau claire pour recueillir les eaux de pluie. De plus, j'ensemble de pompage, le filtre mécanique et le filtre rocheux ou sableux sont agencés dans l'enceinte contenant les deux ensemble de stockage. Avantageusement selon l'invention, les différentes commandes des éléments constitutifs du dispositif de traitement sont assurées de manière automatique avec une gestion informatique. Selon l'invention, le Procédé de traitement de lisier comporte les étapes suivantes : - une récupération du lisier au fond du bassin de réception à filtre flottant ; - une transformation du lisier par les différents éléments organiques du filtre flottant : . d'abord en une phase aérobie, + puis en une phase anaérobie, pour obtenir un CAL flottant dans une eau grasse en l'espace de 4 à 5 jours. - un pompage de l'eau grasse et du CAL flottant par un ensemble de pompage vers un filtre mécanique ; - un filtrage mécanique à l'aide dudit filtre mécanique, qui réalise la séparation d'un tourteau à récupérer et d'une eau grasse ; - un pompage de ladite eau grasse par l'ensemble de pompage vers un filtre rocheux ou sableux ; - un filtrage à l'aide dudit filtre rocheux ou sableux, qui donne de l'eau claire ; - une utilisation domestique et/ou industrielle de l'eau claire. Le dispositif et le procédé de traitement des lisiers selon l'invention présente ainsi l'avantage d'obtenir un traitement complet des lisiers sans aucun rejet d'odeur, et sans aucun rejet de liquide à l'extérieur de la station d'épuration. De plus, ce résultat est obtenu avec un dispositif relativement peu coûteux à construire et d'un encombrement acceptable. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus schématique de l'ensemble de l'installation du dispositif de traitement de lisiers selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective schématique de l'ensemble de l'installation correspondant à celui de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective du bassin de réception représenté à la figure 1 ; -la figure 4 est une vue de dessus de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en élévation et en coupe des deux ensembles de stockage représentés à la figure 1 ; - la figure 6 est une vue de dessus de la figure 5 ; - la figure 7 est une vue de dessus d'un autre mode de réalisation de l'invention. L'ensemble de l'installation du dispositif de traitement de lisiers selon l'invention qui est représentée sur les figures 1 et 2 comporte une aire d'élevage 11 hors sol des animaux. Une pré-fosse 17 de récupération des lisiers est installée en dessous de ladite aire d'élevage 11. Comme cela est représenté sur la figure 2, ladite pré-fosse 17 est agencée à sa partie inférieure de manière à aboutir à une zone qui est la plus basse et qui comporte un orifice de récupération sur lequel est branché une canalisation de récupération 5. La canalisation de récupération 5 est reliée à un bassin de réception 1, ou plus exactement aboutit à la partie la plus basse de ce bassin de réception 1. La partie inférieure du bassin de réception 1 est reliée à un ensemble de pompage 6 par une canalisation 14 qui peut être en acier inoxydable ou en PVC (polyvinil chloré). Différentes canalisations sont raccordées à cet ensemble de pompage 6 par l'intermédiaire de vanne d'accès 15 aux canalisations. L'ensemble de pompage 6 a deux canalisations de sortie. La première canalisation de sortie est raccordée à un filtre mécanique 2 qui donne du terreau 16 et de l'eau trouble et grasse qui est récupérée dans un ensemble de stockage 9 par l'intermédiaire de l'ensemble de pompage 6 relié par une canalisation 14. La deuxième canalisation de sortie qui est raccordée à un filtre rocheux et sableux 3 donnant de l'eau claire et filtrée qui est récupérée dans un ensemble de stockage 8. Les ensembles de stockage 8 et 9 sont du type château d'eau. L'ensemble de stockage 8 d'eau claire et filtrée est raccordé à différentes utilisations. Pour chacune de ces utilisations, il est interposé un filtre 4 à cartouche appropriée, qui est muni d'un clapet anti-retour. De plus, il peut y avoir un dispositif de chloration 18 avec éventuellement d'autres traitements annexes. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, l'eau claire et filtrée de l'ensemble de stockage 8 est raccordée : - à une utilisation 10 destinée aux humains qui peut être la maison d'habitation ; - et/ou à une utilisation 11 destinée aux animaux, qui peut être l'aire d'élevage ; - et/ou à une utilisation 12 destinée aux plantes, qui peut être une serre, - et/ou à une utilisation 13 destinée à l'industrie endogène. Selon l'invention, divers éléments organiques sont disposés dans le fond dudit bassin de réception 1 de façon à constituer un filtre flottant à faible densité. Le filtre flottant restera toujours à la partie supérieure du lisier, c'est à dire au fur et à mesure de son arrivée dans la partie la plus basse du bassin de réception 1. Les divers éléments organiques du filtre flottant ont des caractéristiques déterminées. De plus, ledit filtre flottant fait l'office d'une paroi, qui sépare le lisier de l'atmosphère. La constitution du filtre flottant permet les différentes transformations dudit lisier durant une phase aérobie et durant une phase anaérobie. Le filtre flottant est constitué de matériaux organiques dont les propriétés permettent les différentes transformations du lisier, tout en évitant le dégagement de toutes odeurs nauséabondes pendant lesdites transformations du lisier. Les figures 3 et 4 représentent une réalisation selon l'invention du bassin de réception 1. Le bassin de réception 1 est constitué de deux fosses identiques qui sont séparées par une cloison verticale étanche. Chaque fosse comporte un plan incliné d'accès qui aboutit à un fond. Chaque fond est raccordé à la partie inférieure de la canalisation de récupération 5, qui est commune aux deux fosses et disposée à l'endroit de la cloison verticale. La largeur de chaque fosse entre la cloison verticale et une paroi externe verticale correspondante est prévue pour permettre l'accès à un engin du type à chargement frontal, par exemple de l'ordre de deux mètres cinquante. L'accès se fait par le plan incliné qui aboutit au fond correspondant. De plus, chaque fond comporte un orifice de récupération, qui est relié à l'ensemble de pompage 6 par une canalisation 14. La longueur de l'ensemble des deux fosses est d'environ 10 mètres et la hauteur est de l'ordre de 2 mètres. Les deux fosses travaillent en alternance ; 12 jours de repos suivis de 12 jours en activité en recueillant le lisier quotidien correspondant à 12 jours de gavage des canards. La descente de l'engin à chargement frontal permet d'extraire la croûte du filtre flottant anti-odeur. Les figures 5 et 6 représentent une architecture selon l'invention de l'ensemble de stockage 8, qui est monté directement au-dessus de l'ensemble de stockage 9 de manière à constituer une seule structure. Cette structure unique est disposée dans une enceinte ayant la forme d'un tour. Ladite enceinte comporte un toit, qui est ouvert avec un évasement. Cet évasement est agencé pour aboutir dans l'ensemble de stockage 8 afin de pouvoir recueillir les eaux de pluie. De plus, comme cela est représenté sur la figure 6, l'ensemble de pompage 6, le filtre mécanique 2 et le filtre rocheux ou sableux 3 sont disposés et agencés dans l'enceinte contenant les ensemble de stockage 8 et 9. Dans un autre mode de réalisation représenté en vue de dessus à la figure 7, la cloison verticale entre les deux fosses est disposée transversalement ; c'est à dire que les deux fosses sont disposées bout à bout dans le prolongement l'une de l'autre. Dans ce cas, chaque fosse a deux parois externes verticales, et une cloison verticale commune. La figure 7 montre également en vue de dessus, les ensembles de stockage 8 et 9 avec une autre disposition du filtre mécanique 2, du filtre rocheux ou sableux 3 et de l'ensemble de pompage 6. Afin de s'affranchir des commandes manuelles, les différentes commandes des éléments constitutifs sont assurées de manière automatique avec une gestion informatique. Le fonctionnement étape par étape de la station d'épuration de lisiers selon l'invention est le suivant : a) Le lisier provenant de l'élevage hors-sol arrive directement (par gravité) au fond du bassin à filtre flottant par une buse d'égout posée à la verticale ou canalisation de récupération 5 fermée par une trappe à son sommet. b) Le lisier se répartit sur toute la surface du bassin de réception 1 au filtre flottant dont la capacité est calculée en fonction du nombre de canard à foie gras en gavage (par exemple 40 m3 pour 1000 canards). c) Le filtre flottant est constitué d'une matière qui permet la phase aérobie, puis la phase anaérobie de la transformation du lisier en un CAL flottant dans une eau-grasse en l'espace de 4/5 jours. d) L'ensemble CAL flottant et eau-grasse est pompé par un ensemble de pompage 6 vers le filtre mécanique 2 constitué d'une presse dite continue (habituellement utilisée lors des vendanges dans les chais) qui procède à la séparation du terreau 16 et de l'eaugrasse. e) L'eau-grasse est aussitôt pompée par l'ensemble de pompage 6 vers le filtre rocheux 3 constitué d'une cloche contenant du sable grossier (de 0.9 à 1.4 millimètres de diamètre qui est utilisée en filtration d'eau de piscine) équipée du mécanisme autonettoyant et du tuyau de refoulement 7. f) L'eau filtrée est pompée par l'ensemble de pompage 6 dans un ensemble de stockage 8 d'eau claire doublé d'un ensemble de stockage 9 de secours pour l'eau grasse en cas d'excès d'effluent liquide et filtrée plus tard. g) L'utilisation de l'eau stockée pour des usages domestiques dans l'ensemble de stockage 8, implique la mise en place d'un ou des filtres à cartouche à chaque poste d'eau 10,11, 12,13 avec dispositif de chloration possible et autres traitements annexes. h) La station d'épuration est composée de différentes espèces de filtres qui, sont soit à l'unité, soit doublées ou multiples et leurs dimensions proportionnées à la ou aux quantités d'effluents à traiter. i) La gestion informatique et automatique de la station d'épuration peut s'envisager. Le procédé de traitement de lisier selon le dispositif décrit précédemment comporte les étapes suivantes : - une récupération du lisier au fond du bassin de réception 1 à filtre flottant ; - une transformation du lisier par les différents éléments organiques du filtre flottant : + d'abord en une phase aérobie, + puis en une phase anaérobie, pour obtenir un CAL flottant dans une eau grasse en l'espace de 4 à 5 jours ; - un pompage de l'eau grasse et du CAL flottant par un ensemble de pompage vers un filtre mécanique 2 ; - un filtrage mécanique à l'aide dudit filtre mécanique 2, qui réalise la séparation d'un tourteau à récupérer et d'une eau grasse ; - un pompage de ladite eau grasse par l'ensemble de pompage 6 vers un filtre rocheux ou sableux 3 ; - un filtrage à l'aide dudit filtre rocheux ou sableux 3, qui donne une eau claire ; et une utilisation domestique et/ou industrielle de l'eau claire. REVENDICATIONS 1-Dispositif de traitement de lisier notamment d'animaux d'élevage hors-sol comportant une aire d'élevage (11) des animaux sous laquelle est installée une pré-fosse (17) de récupération des lisiers, ladite pré-fosse (17) étant agencée à sa partie inférieure de manière à regrouper lesdits lisiers à l'embouchure d'une canalisation de récupération (5) reliée à un bassin de réception (1), caractérisé en ce que : - ladite canalisation de récupération (5) est reliée à la partie inférieure dudit bassin de réception (1) ; - que divers éléments organiques à caractéristiques déterminées sont disposées dans le fond dudit bassin de réception (1) de façon à constituer un filtre flottant à faible densité, qui restera toujours à la partie supérieure dudit lisier, au fur et à mesure de son arrivée dans la partie la plus basse du bassin de réception (1) ; - ledit filtre flottant faisant office de paroi séparant le lisier de l'atmosphère, afin de permettre les différentes transformations dudit lisier durant la phase aérobie et durant la phase anaérobie ; - ledit filtre flottant étant constitué de matériaux organiques : + permettant les différentes transformations du lisier + tout en évitant le dégagement de toutes odeurs nauséabondes pendant lesdites transformations du lisier. 2-Dispositif de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bassin de réception (1) est dans sa partie inférieure reliée à un ensemble de pompage (6), ayant deux sorties, la première sortie étant raccordée à un filtre mécanique (2) et la deuxième sortie étant raccordée à un filtre rocheux ou sableux (3), ledit filtre mécanique (2) donnant du terreau (16) et de l'eau trouble et grasse qui est récupérée dans un ensemble de stockage (9) de type château d'eau, et ledit filtre rocheux ou sableux (3) donnant de l'eau claire et filtrée qui est récupérée dans un ensemble de stockage (8) du type château d'eau. 3-Dispositif de traitement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble de stockage (8) d'eau claire et filtrée est raccordé à différentes utilisations avec l'interposition pour chaque utilisation, d'un filtre (4) à cartouche (s) appropriée (s), ledit filtre (4) étant muni d'un clapet anti-retour. 4-Dispositif de traitement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'eau claire et filtrée de l'ensemble de stockage (8) est raccordée à l'utilisation (10) destinée aux animaux, et/ou à l'utilisation (10) destinée aux plantes, et/ou à l'utilisation par l'industrie endogène. 5-Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisées en ce que le bassin de réception (1) est constitué de deux fosses identiques qui sont séparées par une cloison verticale étanche, chaque fosse comportant un plan incliné aboutissant à un fond, qui est raccordé à la partie inférieure de la canalisation de récupération (5), qui est commune aux deux fosses, la largeur de chaque fosse étant prévue pour permettre l'accès à un engin du type à chargement frontal. 6-Dispositif de traitement selon la revendication 3 caractérise en ce que l'ensemble de stockage (8) est monté directement au-dessus de l'ensemble de stockage (9) de manière à constituer une seule structure qui est disposée dans une enceinte du type tour. 7-Dispositif de traitement selon la revendication 6 caractérise en ce que l'enceinte comporte un toit, ledit toit étant ouvert avec un évasement qui aboutit dans l'ensemble de stockage (8) pour recueillir les eaux de pluies. 8-Dispositif de traitement selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'ensemble de pompage (6), le filtre mécanique (2) et le filtre rocheux ou sableux (3) sont agencés dans l'enceinte contenant les ensembles de stockage (8) et (9). 9-Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différentes commandes des éléments constitutifs sont assurées de manière automatique avec une gestion informatique. 10-Procédé de traitement de lisier par mise en oeuvre du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - une récupération du lisier au fond du bassin de réception (1) à filtre flottant ; - une transformation du lisier par les différents éléments organiques du filtre flottant : + d'abord en une phase aérobie, + puis en une phase anaérobie, pour obtenir un CAL flottant dans une eau grasse en l'espace de 4 à 5 jours ; - un pompage de l'eau grasse et du CAL flottant par un ensemble de pompage (6) vers un filtre mécanique (2) ; - un filtrage mécanique à l'aide dudit filtre mécanique (2), qui réalise la séparation d'un tourteau-terreau à récupérer et d'une eau grasse ; - un pompage de ladite eau grasse par l'ensemble de pompage (6) vers un filtre rocheux ou sableux (3) ; - un filtrage à l'aide dudit filtre rocheux ou sableux (3), qui donne de l'eau claire ;