Brevet FR2904308A1 — publié le 20080201

La présente invention concerne une station de compostage de déchets organiques, tels que fumier, fraction solide des lisiers, par fermentation aérobie, s en vue de la production notarment de fertilisant ou d'amendement organique des sols. Le compostage s'est développé ces dernières années du fait notamment d'une réglementation de plus en plus sévère en matière d'épandage des déchets io organiques. Parmi les différentes techniques de compostage connues, celle par fermentation aérobie apparaît comme celle donnant le plus de satisfaction. Elle est aujourd'hui pratiquée à petite échelle dans des modules de construction en béton revêtus d'une bâche. Une telle solution ne donne toutefois pas entière satisfaction en matière d'homogénéité et de qualité du produit mais également 15 de nuisances olfactives. Par ailleurs, les volumes traités sont faibles et le produit obtenu n'est pas constant. Un but de la présente invention est donc de proposer une station de compostage de déchets organiques dont la conception permet de traiter des 20 volumes importants de déchets, d'obtenir un produit homogène et de qualité tout en supprimant les nuisances olfactives. A cet effet, l'invention a pour objet une station de compostage de déchets organiques, tels que fumier, fraction solide des lisiers, par fermentation aérobie, 25 en vue de la production notamment de fertilisant ou d'amendement organique des sols, caractérisée en ce que ladite station comporte au moins deux enceintes communiquant entre elles par une ouverture obturable normalement ouverte, la première enceinte de stockage/fermentation des déchets, munie d'une entrée obturable d'admission des déchets dans la station équipée de 30 moyens de soufflage d'air sous pression à travers les déchets en vue d'une fermentation aérobie des déchets, tandis que la seconde enceinte de maturation des déchets munie d'une sortie obturable d'évacuation des déchets traités présente une pluralité d'entrées d'air frais obturables en vue de permettre un renouvellement de l'air chargé, ladite installation comportant en 2904308 2 outre, disposés dans la première enceinte, des moyens d'aspiration de l'air contenu dans chacune desdites enceintes et de canalisation de l'air aspiré en direction d'une unité de traitement d'air, ces moyens d'aspiration, qui assurent la mise en dépression de chacune des enceintes, coopérant avec des moyens s qui asservissent l'ouverture de l'entrée d'admission des déchets de la première enceinte à au moins la fermeture de l'ouverture de communication entre lesdites enceintes en vue d'ernpêcher toute sortie d'air non traité hors de ladite station. io La mise en dépression de chacune des enceintes et la canalisation de l'air vers une unité de traitement sans risque d'échappement d'air non traité hors de la station permettent de maîtriser de manière quasi parfaite le problème des odeurs résultant du traitement de tels déchets. is Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la première enceinte de stockage/fermentation des déchets présente une première chambre, dite de stockage et d'humidification cles déchets, équipée de moyens d'humidification des déchets introduits à l'intérieur de ladite enceinte, et une seconde chambre, dite de fermentation aérobie des déchets, issus de la première chambre, cette 20 seconde chambre de l'enceinte de stockage/fermentation munie des moyens de soufflage d'air sous pression étant en outre équipée des moyens d'aspiration d'air en direction de l'unité de traitement d'air, l'unité de traitement d'air étant de préférence positionnée à l'extérieur de la seconde chambre accolée à une paroi de ladite chambre. 25 La présence de moyens de soufflage d'air permet un compostage sans retournement des déchets humidifiés avant leur mise en tas dans la seconde chambre. La proximité des rnoyens d'aspiration et des moyens de soufflage diminue encore les risques de, sorties d'air non souhaitées. Pour optimiser le temps de compostage par fermentation par voie aérobie, les moyens de soufflage d'air sous pression de l'enceinte de stockage/fermentation des déchets comprennent un dispositif de production d'air sous pression et une pluralité de conduits longitudinaux ménagés dans le sol de ladite enceinte, ces 30 s 20 2904308 3 conduits longitudinaux débouchant respectivement à la surface intérieure de la paroi de sol sous forme d'une fente longitudinale, de préférence continue, pour libérer de l'air sous pression introduit dans les conduits à partir du dispositif de production d'air sous pression. Cette disposition permet de maîtriser parfaitement les paramètres de la fermentation. Des sondes de mesure de la température sont prévues pour déclencher automatiquement une insufflation d'air dans les tas de déchets, ce qui limite la présence d'opérateurs. i0 L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente de manière schématique une station de 15 compostage conforme à l'invention ; la figure 2 représente une vue en coupe transversale schématique de la trémie et du convoyeur positionnés dans la première chambre de l'enceinte de stockage%fermentation de déchets dans ladite station et la figure 3 représente une vue schématique en coupe transversale d'une trémie associée à un convoyeur positionnés dans l'enceinte de maturation des déchets ; 25 Comme mentionné ci-dessus, la station 1 de compostage, objet de l'invention, est destinée à permettre le compostage de déchets organiques, tels que fumier, fraction solide des lisiers par fermentation aérobie. Une telle station 1 de compostage peut être amenée à traiter plusieurs milliers de tonnes de fumier issus principalement de fumier de volailles, de co-produits solides issus 30 de séparations de phases du lisier, seule la partie solide du lisier étant admise sur la plateforme de compostage, et de déchets verts, qui peuvent être d'origines diverses. A partir de tels déchets, une telle station 1 est apte à produire plusieurs milliers de tonnes d'engrais organiques et d'amendements organiques. 2904308 4 Ces matières premières : fumier, fraction solide des lisiers, etc. sont acheminées vers la station cle compostage en camions munis de bennes à fond mouvant bâchées. Ainsi, les fonds de benne sont munis d'un tapis convoyeur qui permet notamrnent de réduire les dimensions en hauteur de la station 1 de compostage et de limiter la production de poussières ou d'odeurs au déchargement. Cette station 1 se présente sous forme d'une construction comportant au moins deux enceintes 3, 4 isolées, étanches à l'état fermé de l'ensemble des ouvertures. Ces enceintes 3, 4 communiquent entre elles par io une ouverture 5 obturable normalement ouverte. La première enceinte 3, dite enceinte de stockage/fermentation des déchets 2, est munie d'une entrée 6 obturable d'admission des déchets 2 dans la station 1. Ainsi, les camions chargés en matière première se présentent devant cette entrée 6 d'admission des déchets. Cette première enceinte 3 est généralement compartimentée et is présente une première chambre 31 ou zone, dite de stockage et d'humidification des déchets 2, équipée de moyens 18 d'humidification des déchets 2 introduits à l'intérieur de ladite enceinte 3. Cette première chambre est équipée, au voisinage de l'entrée 6 d'admission des déchets 2 dans la station, d'une trémie 16 de réception des déchets disposée en série avec un 20 tapis 17 convoyeur. Ce tapis 17 convoyeur est équipé de moyens, tels que des buses 18, d'humidification des déchets 2. Ce tapis 17 est revêtu d'un capot, les buses étant positionnées sous le capot 19 comme l'illustre la figure 2. Les camions ayant donc franchi l'entrée 6 d'admission des déchets après ouverture du portail fermant ladite entrée viennent se positionner de manière à décharger 25 leur chargement à l'intérieur de la trémie 16 afin de permettre une évacuation et une humidification des déchets à travers les moyens 17, 18. Grâce à cette disposition, les déchets ne sont pas stockés à l'extérieur de la station 1. La première enceinte 3 de stockage/fermentation des déchets comporte encore une seconde chambre 32, dite de fermentation aérobie des déchets 2, issus de 30 la première chambre 31. La séparation entre première et deuxième chambres peut être formée par une cloison ménageant une ouverture ouverte de manière permanente. Ces première et seconde chambres peuvent également être simplement disposées dans le prolongement l'une de l'autre sans cloison séparative. Dans la seconde chambre de la première enceinte 3 de stockage, 2904308 s les déchets 2 sont soumis à une fermentation par voie aérobie. A cet effet, cette seconde chambre 32 est équipée de moyens 9, 10 de soufflage d'air sous pression à travers les déchets 2 issus de la première chambre 31. Ces moyens 9, 10 de soufflage d'air sous pression de la seconde chambre 32 de l'enceinte 5 3 de stockage comprennent un dispositif 9 de production d'air sous pression, tel que des ventilateurs, et une pluralité de conduits 10 longitudinaux ménagés dans le sol de ladite chambre. Ces conduits longitudinaux débouchent respectivement à la surface intérieure de la paroi de sol sous forme d'une fente longitudinale continue ou discontinue pour libérer de l'air sous pression introduit io dans les conduits à partir du dispositif de production d'air sous pression. Les ventilateurs aspirent donc l'air contenu à l'intérieur de ladite chambre pour alimenter en air lesdits conduits et permettre le soufflage d'air à travers les tas de matière stockés à l'intérieur de cette chambre. Les conduits de soufflage d'air s'étendent de manière parallèle à l'intérieur de ladite chambre qui peut 15 comporter plusieurs couloirs, chaque couloir étant équipé de ses propres conduits au niveau de sa paroi de sol. Généralement, l'acheminement des déchets s'opère directement depuis la première chambre de l'enceinte 3 vers un couloir de compostage à l'aide du tapis convoyeur représenté en 17 à la figure 2. Les déchets restent stockés à l'intérieur de la seconde chambre 32 de 20 fermentation aérobie une semaine avant d'être emmenés vers la seconde enceinte 4 de maturation des déchets. Cette seconde enceinte 4 est munie d'une sortie 7 obturable d'évacuation des déchets 2 traités. Cette enceinte 4 de maturation présente encore une pluralité d'entrées 8 d'air frais obturable en vue de permettre un renouvellement de l'air chargé du bâtiment. Ces entrées 8 d'air 25 sont équipées d'un organe d'obturation commandé automatiquement, tel qu'un volet et sont obturées lors de la fermeture de l'ouverture 5 de communication entre les enceintes 3, 4. Ces entrées 8 d'air peuvent également être obturées lors de l'ouverture de la sortie 7 d'évacuation des déchets équipant la seconde enceinte 4 de maturation. 30 Pour l'évacuation des déchets, ceux-ci sont à nouveau chargés dans une trémie positionnée au voisinage de la sortie d'évacuation des déchets équipant la seconde enceinte 4 de maturation. Cette trémie, représentée en 20 à la figure 3, est disposée en série avec un tapis 21 convoyeur débouchant dans 2904308 6 ladite sortie 7 d'évacuation. Cette sortie 7 d'évacuation est généralement équipée d'une manche qui permet le transfert des déchets traités depuis la trémie 20 vers le camion à. charger en déchets traités, ce camion étant positionné à l'extérieur de la construction. L'étape de maturation des déchets s est d'une durée variable fonction de la demande en aval de l'étape de maturation. L'étape de fermentation est quant à elle gérée de manière automatique, la ventilation étant régulée automatiquement grâce à des sondes de température qui déclenchent la ventilation dès qu'une chute de température est constatée. Le passage de la phase de compostage à la phase maturation lo se fait totalement à l'intérieur du bâtiment de la station. Les engins manuscopiques utilisés pour charger les trémies et déplacer les produits d'une chambre à une autre et le compost ne sortent pas à l'extérieur. Au cours de ce circuit suivi par les déchets 2 organiques, il est nécessaire à ls chaque étape de maîtriser les odeurs développées en vue d'empêcher toute dispersion de ces odeurs à l'extérieur. A cet effet, l'installation comporte en outre des moyens 11 d'aspiration de l'air contenu dans chacune desdites enceintes 3, 4 et de canalisation de l'air aspiré en direction d'une unité 12 de traitement d'air. Cette unité 12 de traitement d'air est positionnée à l'extérieur 20 de l'enceinte 3 et accolée à l'une de ses parois. La canalisation de l'air s'opère grâce à une gaine d'aspiration logée dans l'enceinte 3. Le but est donc de faire en sorte que l'ensemble de l'air, contenu dans chacune desdites enceintes 3, 4, soit traité par ladite unité 12 avant d'être rejeté à l'extérieur. Ces moyens 11 d'aspiration, qui assurent la mise en dépression de chacune des enceintes 3, 4, 25 coopèrent donc avec des moyens qui asservissent l'ouverture de l'entrée 6 d'admission des déchets 2 de la première enceinte 3 à la fermeture de l'ouverture 5 de communication entre lesdites enceintes 3, 4 en vue d'empêcher toute sortie d'air non traité hors de ladite station 1. En effet, si l'ouverture 5 de communication, normalement ouverte, entre lesdites enceintes 30 3, 4 n'est pas fermée lors de l'ouverture de l'entrée 6 d'admission des déchets 2 dans la station 1, il existe un risque d'échappement d'air à travers l'enceinte 4 de maturation. Pour éviter un tel risque, l'ouverture 5 de communication entre lesdites enceintes est fermée. Ainsi, la totalité de l'air de l'enceinte 3 de stockage/fermentation est canalisée vers l'unité 12 de traitement. En position 2904308 7 fermée de l'ouverture 5 de communication entre lesdites enceintes 3, 4, les entrées 8 d'air frais obturable, qui équipent l'enceinte 4 de maturation, sont également fermées pour éviter une fuite d'air à travers ces entrées 8 d'air frais. Les moyens, tels qu'une unité de pilotage, qui asservissent l'ouverture de 5 l'entrée 6 d'admission des déchets 2 de la première enceinte 3 à la fermeture de l'ouverture 5 de communication entre lesdites enceintes 3, 4, asservissent également cette ouverture de l'entrée 6 d'admission des déchets à la fermeture des entrées 8 d'air frais. io Les moyens 11 d'aspiration el: l'unité 12 de traitement d'air équipent la seconde chambre 32 de l'enceinte 3 de stockage/fermentation munie de moyens 9, 10 de soufflage d'air sous pression, l'unité de traitement étant disposée à l'extérieur de la seconde chambre. Ainsi, l'unité de traitement est positionnée au voisinage de l'air soufflé pour assurer la fermentation des déchets en vue de is réduire les risques de fuite d'air et de traiter au plus vite l'air le plus chargé en mauvaises odeurs. Grâce à la capacité des moyens 11 d'aspiration, la totalité de l'air des bâtiments de la station est renouvelée toutes les 7,5 minutes, ce qui représente environ 60 000 m3 d'air traité par heure. Ces moyens 11 d'aspiration assurent également la mise en dépression de l'enceinte 4 de maturation et la 20 canalisation de l'air contenu dans cette enceinte en direction de l'unité 12 de traitement. De cette manière, il est possible avec un seul ensemble de moyens d'aspiration et de traitement de traiter l'ensemble de l'air de la station. De préférence, les entrées 8 d'air frais de l'enceinte 4 de maturation sont positionnées, dans ladite enceinte 4, à l'opposé de l'ouverture 5 de 25 communication desdites enceintes 3, 4 entre elles, en vue de permettre, sous l'action des moyens 11 d'aspiration d'air, un balayage en air frais de l'enceinte 4 de maturation. En effet, du fait que les moyens 11 d'aspiration d'air sont positionnés dans la seconde chambre de la première enceinte et les entrées 8 d'air frais dans la seconde enceinte, lorsque l'air contenu dans la seconde 30 enceinte 4 de maturation, est aspiré, il balaye la totalité du contenu de l'enceinte. Il en résulte la possibilité de renouveler la totalité de l'air pour limiter le développement d'odeurs à l'intérieur de la station. La sortie 7 d'évacuation des déchets 2 de l'enceinte 4 de maturation est également obturée par un organe d'obturation dont le passage de la position fermée à la position ouverte 2904308 8 est asservi à l'état ouvert de l'ouverture 5 de communication entre lesdites enceintes 3, 4. En effet, il est indispensable que l'ouverture 5 de communication entre lesdites enceintes soit ouverte lorsqu'on procède à une sortie des déchets de l'enceinte 4 de maturation. A nouveau, les moyens 11 5 d'aspiration qui aspirent l'air contenu dans ladite enceinte 4, aspirent également l'air extérieur à travers la sortie 7 d'évacuation des déchets de ladite enceinte et empêchent toute sortie d'air pollué de ladite station. L'entrée d'air frais est représentée en 22 à la figure 3. Au cours de cette phase, les entrées 8 d'air frais peuvent être maintenues ouvertes ou fermées. Du fait de cet io asservissement, l'entrée 6 d'admission des déchets dans l'enceinte 3 ne peut être ouverte en même temps que la sortie 7 d'évacuation des déchets de l'enceinte 4 de maturation. Il est ainsi possible avec des moyens 11 d'aspiration situés en un seul emplacement de la construction de contrôler l'air contenu dans la totalité de la construction et d'empêcher tout rejet de mauvaises odeurs 15 à l'extérieur. Une fois l'air aspiré par les moyens 11 d'aspiration, ce dernier est traité par une unité 12 de traitement d'air raccordée auxdits moyens 11 d'aspiration. Cette unité 12 de traitement d'air comprend au moins deux unités 13, 14 de lavage 20 d'air et une unité 15 de biofiltration disposées en série. La première unité 13 de lavage sert à la délimitation d'un rideau d'eau à travers lequel l'air est forcé à circuler tandis que la seconde unité 14 de lavage comporte des moyens de micronisation d'un réactif acide apte à former avec les composés azotés et organiques volatils présents dans l'air une solution en suspension séparable de 25 l'air épuré. L'unité 15 de biofiltration comporte quant à elle un matériau de garnissage maintenu à un taux d'humidité optimal et sur lequel sont fixés des micro-organismes épurateurs. La station comporte encore des moyens de collecte de l'eau et des produits acides issus des première et seconde unités 13, 14 de lavage en vue notamment de leur réintégration au moins partielle 30 dans les déchets 2 traités ou à traiter. L'unité de traitement se présente généralement sous la forme d'un conteneur divisé en trois cellules disposées en cascade à travers lesquelles l'air, chargé en composants odorants subit une série de lavages. 2904308 9 La première unité de lavage assure l'abattage des microparticules et des poussières par le passage forcé et continu de l'air au travers d'un rideau d'eau. Cette précipitation gravitaire entraîne les poussières dans le fond du bac. L'eau chargée est évacuée séquentiellement et automatiquement vers la première s chambre de l'enceinte 3 de stockage/fermentation pour l'humidification des déchets. La seconde unité de lavage permet d'assurer un lavage de l'air à l'acide sulfurique. Cet acide élimine les composés azotés et organiques volatils io présents dans l'air. La solution obtenue à l'issue du lavage acide est du sulfate d'ammonium qui sera réincorporé aux déchets après maturation en fonction de la demande aval. Tout l'art à ce stade est de mettre en contact chaque molécule avec le réactif de façon forcée et d'optimiser le temps de contact de la solution avec l'air vicié compte tenu de la vitesse de l'air. Les consignes des is quantités de réactifs utilisées sont régulées par un pH-mètre en fonction du niveau d'acidité et de la température. Le pH de la solution réactive est mesuré par une sonde autonettoyante. Ce pilotage est entièrement automatique sans maintenance. Ces deux étapes de lavage à l'eau et lavage à l'acide permettent un abattement des composés azotés amine et ammoniaque d'environ 90 %. 20 Une fois la séparation physique du liquide en suspension et de l'air épuré rejeté assurée, on obtient un air sec avant la phase de biofiltration. Le gaz à traiter est donc forcé au travers d'un matériau de garnissage formé par exemple de billes de céramique et sur lequel ont été fixés des micro- 25 organismes épurateurs. Le biofiltre est hermétique et maintenu à température constante afin que les conditions climatiques n'interviennent pas sur l'efficacité du biofiltre. Grâce à ce biofilltre, les 10 % de composés azotés restant sont éliminés. II doit être noté que les produits issus des lavages décrits ci-dessus sont à chaque fois recyclés. Ainsi, l'eau issue de la première unité de lavage 30 est évacuée séquentiellement et automatiquement sur les tas de déchets placés dans l'enceinte 3 afin de permettre leur humidification. Les produits issus du lavage acide formés essentiellement de sulfate d'ammonium sont quant à eux incorporés aux déchets après maturation. Ainsi, les produits issus du traitement sont recyclés. 2904308 io La conception de la construction d'une telle station 1 permet de positionner les moyens 11 d'aspiration et l'unité 12 de traitement en un seul emplacement de la station 1 de compostage pour traiter l'ensemble de l'air de la station. s L'asservissement des différentes ouvertures entre elles permet d'éviter toute sortie d'air non traité hors de ladite station de manière à réduire grandement le rejet d'odeurs nauséaboncles dans l'atmosphère. La nuisance pour l'environnement d'une telle station de compostage est donc réduite. REVENDICATIONS 1. Station (1) de compostage de déchets (2) organiques, tels que fumier, fraction solide des lisiers, par fermentation aérobie, en vue de la production s notamment de fertilisant ou d'amendement organique des sols, caractérisée en ce que ladite station (1) comporte au moins deux enceintes (3, 4) communiquant entre elles par une ouverture (5) obturable normalement ouverte, la première enceinte (3) de stockage/fermentation des déchets (2), munie d'une entrée (6) obturable d'admission des déchets (2) dans la station 10 (1) étant équipée de moyens (9, 10) de soufflage d'air sous pression à travers les déchets en vue d'une fermentation aérobie des déchets, tandis que la seconde enceinte (4) de maturation des déchets (2) munie d'une sortie (7) obturable d'évacuation des déchets (2) traités présente une pluralité d'entrées (8) d'air frais obturable en vue de permettre un renouvellement de l'air chargé, 1s ladite installation comportant en outre, disposés dans la première enceinte (3), des moyens (11) d'aspiration de l'air contenu dans chacune desdites enceintes (3, 4) et de canalisation de l'air aspiré en direction d'une unité (12) de traitement d'air, ces moyens (11) d'aspiration, qui assurent la mise en dépression de chacune des enceintes (3, 4), coopérant avec des moyens qui 20 asservissent l'ouverture de l'entrée (6) d'admission des déchets (2) de la première enceinte (3) au moins à la fermeture de l'ouverture (5) de communication entre lesdites enceintes (3, 4) en vue d'empêcher toute sortie d'air non traité hors de ladite station (1). 25 2. Station (1) de compostage de déchets (2) organiques selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première enceinte (3) de stockage/fermentation des déchets (2) présente une première chambre (31), dite de stockage et d'humidification des déchets (2), équipée de moyens (18) d'humidification des 30 déchets (2) introduits à l'intérieur de ladite enceinte (3), et une seconde chambre (32), dite de fermentation aérobie des déchets (2), issus de la première chambre (31), cette seconde chambre (32) de l'enceinte (3) de stockage/fermentation munie des moyens (9, 10) de soufflage d'air sous pression étant en outre équipée des moyens (11) d'aspiration d'air en direction 11 2904308 de l'unité (12) de traitement d'air. 3. Station (1) de compostage de déchets (2) organiques selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens (9, 10) de soufflage d'air sous pression de l'enceinte (3) de stockage/fermentation des déchets (2) comprennent un dispositif (9) de production d'air sous pression et une pluralité de conduits (10) longitudinaux ménagés dans le sol de ladite enceinte (3), ces conduits longitudinaux débouchant respectivement à la surface intérieure de la paroi de sol sous forme d'une fente longitudinale, de préférence continue, pour libérer de l'air sous pression introduit dans les conduits (10) à partir du dispositif de production d'air sous pression. 4. Station (1) de compostage de déchets (2) organiques selon l'une des is revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les entrées (8) d'air frais obturables de l'enceinte (4) de maturation sont positionnées, dans ladite enceinte (4), à l'opposé de l'ouverture (5) de communication desdites enceintes (3, 4) entre elles, en vue de permettre, sous l'action des moyens (11) d'aspiration d'air, un balayage en air 20 frais de l'enceinte (4) de maturation. 5. Station (1) de compostage de déchets (2) organiques selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'enceinte (4) de maturation est équipée, au voisinage 25 de sa sortie (7) obturable d'évacuation des déchets (2), d'une trémie (20) disposée en série avec un tapis (21) convoyeur débouchant dans ladite sortie (7) d'évacuation. 6. Station (1) de compostage de déchets (2) organiques selon l'une des 30 revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la sortie (7) d'évacuation des déchets (2) de l'enceinte (4) de maturation est obturée par un organe d'obturation dont le passage de la position fermée à la position ouverte est asservi à l'état ouvert de l'ouverture (5) de communication entre lesdites enceintes (3, 4). 12