FR 2508927 A1 19830107 FR 8113293 A 19810702 TITRE DE L'INVENTION -DGESTEUR CONTINU POUR LA ,P R O D U C T I O N D E B I O M E T H A N E A P A R T I R DE SUBSTANCES ORGANIQUES- Domaines techniques auxquels l'invention se rapporte : La présente invention concerne les appareils destinés à produire en contigu du biométhane à partir de substances organiques contenues dans des décnets animaux ou végétaux provenant essentiel lement de ltagrlculture ou des industries dérivées de celle-ci. Elle concerne également les .systèmes d'épuration des effluents fortement charges de matières organiques puisque la fermentation méthanogène s'accompagne d1 une forte réduction de la D B O 5. Etat de la technique Actuellement les digesteurs continus sont de 2 types - Les digesteurs verticaux - A chambre un-que : Les matières au cours de la diges tion se déplacent principalement vers le haut, le reste, vers Le bas sous forme de boues qui ont tendance à sédi menter au fond du digesteur. - A double chambre t les matières au cours de la diges- tion s'élèvent de bas en haut dans la première chambre, elles passent gnéralement par surverse dans la seconde cnambre oui elles se déplacent de haut en bas. - Les digesteurs horizontaux ou encore appelés "à déplacement" - Ils sont composés d'un long réservoir horizontal et les matières au cours de la digestion sont poussées de l'entrée vers la sortie à l'autre bout, ou encore ils sont modulaires et les produits se déplacent de cellules en cellules au cours de la dlgestion. Actuellement les appareils continus existants ont en commun au moins une ou plusieurs des difficultés suivantes - Difficultés avec la crotte . La destruction de la croûte qui se forme à la surface des produits en cours de digestion est parfois ré-ii e de façon insuffisante. il en résulte dss troubles dans le fonctionnement troubles qui peuvent aller jusqu'à la mise hors service du digesteur - Difficultés avec les boues du fond : Parfois ces boues sont éliminées de façon insuffisante, elles sédimentent, durcissent et le volume utile de digestion diminuepeu à peu. - Pertes thermiques : Le chauffage des entrées à la température de digestion représente une dépense éner gétique importante (dans le cas d'un fonctionnement ther mophile le chauffage des entrées peut représenter 50 % de l'énergie produite) ; il est donc intéressant de récupérer de la chaleur sur les sorties, c'est un point qui a été généralement négligé jusqu'à présent, il faut dire que le problème consiste à échanger de la chaleur à basse température avec des produits en phase hété rogène. - Absence de maitrise de l'hydraulique interne. Jusqu'à présent il faut bien dire que l'on ne sait pas ce qui se passe dans les digesteurs sis à part que le volume des sorties est à peu près égal an volume des entrées. Le point fondamental c'est que l'on ne sait pas comment se répartissent les entrées dans le volume des produits présents dans le digesteur. ni tutelle est ltefficacité des différents systèmes de brassage utilisé. Du point de vue de la biologie l'objectif à atteindre est cependant des entrées débarassées d'oxygène et réparties par petite quantité de façon homogène dans tout le volume du digesteur. Moyens mis en oeuvre Ce digesteur ne traite que des produits manipulables par poipe. Le digesteur se compose tout d'abord d'unerfosse de régule lation ; bien que séparée du digesteur proprement dit elle faut partie intégrante de celui-ci sur le plan fonctionnel, son ralle étant d'homogénéiser les entrées (éventelellement avec un apport d'eau ai on désire abaisser la teneur en matières sèches) : et d'alimenter le digesteur le plus régulièrement possible. la régulation des entrées se fait à partir des indications données par un contrôleur de niveau 09. Pour cela une pompe de relevage immergée OS alimente périodiquement à refus le canal des entrées 46 de l'échangeur de chaleur1 le trop plein retourne à la fosse.Le canal des entrées fait des retours sur lui-m8me de façon à avoir la longueur maximum, il est rigoureusement contigu et parallèle sur tout son parcours avec le canal des sorties 47 qui lui véhicule les produits aortants du digesteur. Une plaque métallique donc conlue- trice de la chaleur sépare les 2 canaux ou' les produits entrants et les produits sortants circulent à contre courant en échangeant de la chaleur. Régulièrement les produits sont brassés par un jeu de palettes 106 et 108, en position de brassage les palettes font un angle de 450 avec l'axe longitudinal des canaux.De plus périodiquement dans chaque canal les palettes poussent devant elles les liquides et plus particulièrement les particules lourdes ayant tendance à sédimenter ; pour cela au cours de leur mouvement elles se placent perendiculairement par rapport à l'axe longitudinal des canaux. Les produits entrants ayant donc subi un préchauffage dans l'échangeur de chaleur quittent le canal des entrées et sont envoyés en 13 à l'étage supérieur du compartiment primaire, puis ils passent à l'étage moyen puis à l'étage inférieur. Les entrées et sorties de chaque étage sont disposées de façon que les produits parcourent le chemin le plus long possible, als cours de ce parcours ils sont brassés dans chaque étage par un tateur qui se déplace de façon rectiligne. Au début de ce parco2rs, c'est-à-dire à l'entrée de l'étage supérieur, les produits entrants sont ensemencés avec 10 % de produits sortants de étage nférieur.Dans ce compartiment primaire les produits sont mis à la température de digestion choisie soit dans la zone mésopnile 90St cans le zone termophile ils aubissent un début de digestion p', less bactéries formatrice8 d'acides, dans ce conpartiment on a des actions de dépolymérisation et de formation d'acides organiques, en même temps I'oxygene bout est colaommé par les bactéries productrices d'acides. La digestion méthanogène se réalise dans les compartimentis secondaire et tertiaire. Le compartiment secondaire présente la caractéristique suivante : il est divisé en 2 sous compartiments de volume variable 22 et 23 par une paroi mobile 24 qui se déplace alternativement d'avant en arrière puis d'arrière en avant en balayant à chaque fois la totalité du volume du compartiment ..secondaire moins à chaque extrémité un volume résiduel qui se trouve enfermé entre la paroi fixe et la paroi mobile. Au fond du compartiment secondaire débouche dans l'axejdes canalisations qui permettent d'aspirer les produits devant la paroi mobile et de les refouler derrière la paroi mobile. La meme canalisation sert successivement à l'aspiration puis au refoulement.Toutes les canalisations peuvent etre, par un ensemble de vannes reliées à une pompe de recirculation. Le volume balayé par la paroi mobile pendant un temps donné est égal au débit de la pompe pendant ce meme temps ce qui fait que lorsque la paroi mobile s'est déplacée d'une extrémité à l'autre l'ensemble du volume du compartiment secondaire est passe dans la pompe 35 da recirculation pour être envoyé à nouveau dans ce même compartiment. Les fractions supérieilrs des volumes résiduels dont il a été question plus haut sont prélevés par les canalisations 31 et 32 et envoyées dans le compartiment tertiaire de même les fractions inférieures sont prélevées par les canalisations situées au fond et aux extrémités et envoyées dans le compartiment tertiaire. Au cours de chaque transfert des produits du compartinent secondaire de part et d'autre de la paroi mobile une pompe volumétrique 17 injecte dans l'aspiration de la pompe de recirculation 35 les produits qui sont prélevés à la sortie de l'étage inférieur du compartiment primaire. Le rapport entre les débits de la pompe d'injection et la poupe de recirculation dépend du nombre d'aller et retour que l'on fait faire à la paroi mobile pendant un temps déterminé.De toute façon pour avoir un fonctionnement optimum sur le plan biologique on a intérêt à ce que ce rapport soit faible c'est A-dire inférieur à 5 Xo de façon à ne pas déborder le pouvoir tampon des produite en cours de digestion et donc éviter 1 'abaissenient du Ph da à l'introduction des produits en provenance du compartiment pri maire. Rappelons que l'abaissement du Ph en-dessous de la eutrali- té est défavorable à l'activité des bactéries méthanogènes. La digestion méthanogène se poursuit dans le compar timent tertiaire. Nous avons vu précédemment comment ce compar timent était alimenté à partir des volumes résiduels du compar timent secondaire niais au cours de ce transfert il n'y a pas d'in- jection de produits en provenance du compartiment primaire. I - A la partie supérieure du compartiment tertiaire on a un bac d'alimentation du canal pour les produits sortants de l'échangeur. Ce bac est alimenté de 2 façons : - Tout d'abord périodiquement la pompe de recirculation 35 prélève les boues au fond du compartiment tertiaire par la canalîsstion 40 et les envoie par l'intermédiaire de la canalisation 43 ail fond de ce bac. - D'autre part les flottants passent par dessus la paroi latérale 45 pour alimenter le bac par le dessus. - Les produits digérés sortent par le canal de sortie de l'échangeur de chaleur - Toutes les surfaces libres des produits dans les ca naux d'entrée et de sortie de l'échangeur, dans les compartiments primaire, secondaire et tertiaire et leurs subdivisions sont ail m8me niveau , ceci est obtenu : - A l'entrée par une lame déversante située à lXorigine du canal d'entrée de l'échangeur, canal qui est alimenté à refus par la pompe de relevage de la fosse de régu- lation, cette lame déversante régule donc les niveau dans le canal d'entrée de l'échangeur et dans tous les étages du compartiment primaire. - Le compartiment secondaire et ses subdivisions, le compartiment tertiaire et ses subdivisions, le canal de sortie de l'échangeur sont alimentés en toute par la pompe d'injection 17 . Dans tous ces contenants les niveaux sont maintenus égaux entre eux par des orifices d'équilibres en particulier à travers la paroi mobile et à travers la paroi séparant le compartiment secondaire et le compartiment tertiaire, le niveau général est main tenu constant par une lame déversante située à la sortie du canal où s'écoulent les produits sortants. - Le maintient de la température de digestion se fait à l'aide d'un plancher chauffant qui constitue le fond des comparti trente primaire, secondaire et tertiaire. - La récupération du biogas se fait au-dessus des cQn- partiments secondaires et tertiaires par une bache souple dont les bords plongent dans les produits en cours de digestion assurant ainsi l'étanchéIté par un joint hydraulique. - L'accessibilité aux différents composants est obtenue de la façon euivante - Une passerelle supportée par les contreforts destinés à renforcer la paroi externe permet d'accéder tout autour à la partie supérieure du digesteur. - La couverture est constituée par des caissons qui pi votent autour de l'une de leurs extrémités ; leur bas culement permet d'accéder aux différents éléments iso lants de la partie supérieure ; le déplacement de ceux ci permet un accès facile aux éléments que l'on veut visiter. Avantages apportés par l'invention : - La particularité fondamentale est l'utilisation d'une paroi mobile avec déplacement régulier de la quasi totalité de la masse des produits en digestion alternativement de part et d'autre de cette paroi à l'aide d'une pompe et d'un ensemble de canali sations fixes ; ceci a pour conséquences principales : - La disparition totale du problème de la crotte puisque la croate est détruite mécaniquement lors des déplacements de la paroi mobile et que ces débrits sont aspirés à chaque extrémité pour entre ensuite rejetés assez rapidement à l'extérieur. - La disparition du problème posé par la sédimentation des boues au fond du digesteur, sédimentation qui aboutit à la diminution du volume utile de digestion. ; ce problème est résolu de le même façon que le problème de la croûte ; mécaniquement les boues ne peuvent plus sédimenter et celles qui sont en excédent sont rejetées assez rapidement à l'extérieur. - La possibilité d'avoir un ensemble parallèlipipédique, très compact facile à construire, à isoler et possédant une très bonne accessibilité. - Ce qui est fondamental c'est que l'on maîtrise l'hy- draulique interne du digesteur et que l'on place les bactéries méthanogènes dans des conditions optimums de rendement par un apport régulier et homogène de nutriments dans toute la masse en digestion.D'autre part : - Ces nutriments sont débarassés de leur oxygène dissout, ce qui est très important car les bac téries méthanogènes sont sensibles à la moindre trace d'oxygène (Rappelons que cet oxygène a été absorbé par les bactéries formatrices d'acides dans le compartiment primaire et que dans ce compartiment primaire se déve lopperont des populations spécifiques) - Les apports étant dilués de façon homogène dans tout le volume de digestion, et dilués à faible dose on a ainsi une utilisation optimum du pouvoir tam pon de la masse des produits en digestion ; il sera donc facile de maintenir le Ph des produits en cours de diges tion dans des zones de Ph favorable aux bactéries m4,tha- nogènes, on évitera ainsi la formation de poches acides dans lesquelles et au voisinage desquelles la digestion méthanogène est fortement ralentie. - En définitive on vise la formation de zones mortes dans le digesteur ce qui est bien air un facteur très favorable au rendement. - Ajoutons également que l'intégration aux structures du digesteur d'un dispositif de récupération de la chaleur str les produits sortants est à même d'amAliorer la rendement ti:ermique globale de ces appareil. Enoncé des figures - Figure 1 Planche 1 - La figure 1 est le diagramme hydraulique de l'en ensemble du digesteur - Figure 2 planche 2 - La figure 2 est une coupe longitudinale passant par le plan médian - Figure 3 planche 3 - La figure 3 est une coupe horizontale schématique, le plan de coupe étant confondu avec le plan déterminé par la surface formée par les produits en cours de digestion - FiRure 4 planche 4 - La figure 4 est une demi-coupe verticale dont le plan passe par le compartiment secondaire en dehors de la paroi mobile - Figure 5 Planche 4 - La figure 5 est une demi-coupe verticale dont le plan passe par le compartiment primaire - Figure 6 Planche ~2 - La figure 6 est une coupe verticale à travers l'é changeur de chaleur passant par ie plan médian du com partiment primaire - Figure 7 planche 5 - La figure 7 est une coupe verticale passant par le plan médian du canal de sortie de l'échangeur, c'est l'extrêmité du canal près de la lame déversante qui est repréa.ntée - Figure 8 Planche 5 - La figure b représente une vue scliématîque des pa lettes qui assurent lo brassage et l'avancement des pro duits dans les canaux d'entrée et de sortie de l'échan geur de chaleur - Forure 9 planCha 5 - La figure 9 représente schématiquement les palettes en position de brassage dans les canaux d'entrée et de sortie de l'échangeur - Fixe 10 planche 5 - La figure 10 représente schématiquement la position des palettes lors de l'avancement des produits dans le canal d'entrée - Figure 11 planche 5 - La figure 11 représente schématiquement la position des palettes lors de l'avancement des produits dans le canal de sortie - Figure 12 planche 6 - La figure 12 est une vue de détail schématique mon trant la suspension de la paroi mobile - Figure 13 Planche 6 - La figure 13 est une vue de dessus schématique de la commande des vannes - Figure 14 planche 6 - La figure 14 est une coupe schématique verticale passant par l'axe du dispositif de mesure du Ph, ce dis positif étant en attente de mesure - Ligure 15 planche 6 - Même coupe que dans la figure 14 mais le dispositif de mesure du Ph est en cours de mesure. Description détaillée - sur la figure 1 - Les produits à diaprer arrivent dans la fosse de régulation 1 par la conduite d'amenée 2 , de liteau pour une dilution éventuelle est amenée par la canalisation 3 commandée par la vanne 4 , les produits sont homogénéisés par l'agitateur 8 .Le niveau est repéré par le contr81eur de niveau 9 , c'est à partir de cette indication que ;'on régule les introductions dans le digesteur, introductions qui se font le plus régulièrement possible. L'alimenté tation du canal d'entrée 46 de l'échangeur de chaleur se fait à l'aide de la pompe immergée 5 et de la canalisation 6 le retour des trop-pleins d'alimentation se fait par le canalisation 7 - Les produits arrivent dans l'échangeur de chaleur 10 par le canal d'entrée 46 ce canal est alimenté à refus par la pompe 5 ;; la lame déversante 11 y maintient le niveau constant - Les produits passent ensuite dans le cospartiment primaire qui est divisé en 3 étages. ils circulent donc aucces8i- voient dans l'étage supérieur 13 , puis dans l'étage moyen 14 et enfin à l'étage inférieur 15 ou par la canalisation 16 ils sont aspirés par la pompe volumétrique 17 qui les envois soit en tCte de l'étage supérieur 13 par la vanne 21 et la canalisation 20 soit dans la canalisation d'aspiration de la pompe de recirculation 35 par la vanne 19 et la canalisation 18 - La pompe de recirculation 35 envoie les produits dans le compartiment secondaire qui est divisé en 2 sous compar- piments 22 et 23 séparé par une paroi nubile 24.Du fond du compartiment secondairaxpartent des canalisations 30 qui successivement permettent d'aspirer les produits en cours de digestion devant la paroi mobile 24 et de les refouler derrière. Chaque canalisation 30 se divise en 2 branches verticales 71 et 72, les branches verticales 71 sont toutes reliées par 1' intermé- diaire de vannes 37 à un collecteur général d'aspiration 33 les branches verticales 72 sont toutes reliées à un distributeur général de refoulement 34 par l'intermédiaire de vannes 36 La pompe de recirculation 35 aspire dans le collecteur général d'aspiration 33 et refoule dans le distributeur général de refoulement 34 la vitesse d'avancement de la paroi mobile est telle que le volume qu'elle balaye en un temps donné est égal au volume débité par la pompe de recirculation 35 pendant le même temps.De chaque coté de la paroi mobile et à 1 'angle supérieur une communication 25 à travers la paroi mobile permet 1' égalisation des niveaux dans les notia-compartiments 22 et 23. Â chaque extrémité du compartiment secondaire les canalisations 31 et 32 sont reliées au collecteur général d'aspiration par l'intermédiaire des vannes 38 et 39 ; elles permettent l'aspiration des flottants. - Le compartiment tertiaire 27 comporte à la partie supérieure un bac 28 d'alimentation du canal de sortie de l'échan- sur Du fond du compartiment tertiaire part une canalisation 40 qui est reliée au collecteur général d'aspiration par l'inteTné- diapre de la vanne 42 , cette canalisation 40 peut être égale- ment mise en communication avec le distributeur général de refoulement 34 par l'intermédiaire de la vanne 41 . L'égalisation des niveaux entre le compartiment tertiaire et le sous-compartiment secondaire est réalisé par la communication 29 . Le bac 28 est alimenté à partir du distributeur général de refoulement par la vanne 44 et la canalisation 43 .Il est également alimenté par les flottante qui passent au-dessus des arêtes supérieures 45 des parois latérales du bac 28. Le bac d'alimentation 28 alimente le canal de sortie 47 de l'échangeur ; le niveau dans ce canal est régulé par la lame déversante 12 Tous les niveaux des surfaces libres des produits dans tous les contenants sont à la même hauteur 26 (sauf évidemment dans la fosse de régulation). L'appareil peut comporter une régulation de Ph dans ce cas les bases sont stockées dans un réservoir 48 . Elles sont envoyées par une pompe 49, une vanne 50, et une canalisation 51 dans la canalisation située sur l'aspiration de la pompe de recirculation 35 Sur la figure 2 (La figure 2 est une coupe longitudinale passant par le plan médian). - La partie inférieure du digesteur proprement dit est constituée par une dalle de béton 52 ; au-dessus on a une couche continue d'isolant 53 puis on a une dalle 54 dans laquelle sont encastré ies canalisations 30 - La paroi verticale externe qui appariait sur la coupe est constituée d'une paroi externe en béton 56 . d'une couche continue d'isolant 57 et dtune paroi interne en béton 58 ; à chaque estramité supérieure on a 2 bardages 59 et 60 - La partie supérieure est constituée d'une couverture 81 , auessun du compartiment des vannes et de l'éch;ngelr on a des panneaux isolants mobiles 63 , au-dessus des compartiements secondaire; et tertiaire on a une couche isolante fixe 62 - L' int4rieur est divisé par des parois fixes en un certain nombre de compartiments, la paroi 66 sépare le compar tisent dea vannes, de l'échangeur et dl compartiment primaire ; c'est dans cette paroi que passent les tubes d'alimentation 73 et de retour 74 du circuit de chauffage ; la paroi 65 sépare les coepartiments primaire et tertiaire tandis que la paroi 64 sépare les coepartiventa tertiaire et secondaire. - Le compartiment primaire est surmonté de l'échangeur de chaleur 10 il est divisé en un étage supérieur 13 brassé par 75 , un étage moyen 14 brassé par 76 , un étage inférieur 15 brassé par 77 - Le compartiment secondaire est divisé en 2 boues compartiments 22 et 23 par la paroi mobile 24 , du fond par des orifices 80 partent des canalisations 30 qui se divisent dans leurs parcours verticaux en 2, les canalisations 71 par l'intermédiaire des vannes 37 rejoignent le collecteur général d'aspiration 33 tandis que les canalisations 72 sont réunis au distributeur général de refoulement 34 par les vannes 36 - Le compartiment tertiaire 27 est brassé par 79 du fond part la canalisation 40 , à sa partie supérieure on a le bac 28 d'alimentation du canal de sortie de l'échangeur ; il est alimenté au fond par la canalisation 43 et au-dessus par les flottants qui passent par-dessus l'arête 45 , il est brassé par 78 - Le niveau général des produits est représenté par 26 la communication 29 assure l'égalité des niveaux entre le souscompartiment secondaire 23 et le compartiment tertiaire 27 - Le biogaz est récupéré au-dessus du compartiment secondaire et du compartiment tertiaire par la bâche souple 67 , 1 'étan- chétté sur les bords est assurée par le joint hydraulique 68 , le biogaz est évacué par la canalisation 69 - A l'extérieur du ctté du compartiment des vannes se se trouve le local technique 70 9ur la figure 3 :: - ( La figure 3 est une coupe schématique horizontale, le plan de coupe passe par le plan déterminé par la surface libre des produits ) - Les parois latérales sont constituées de l'extérieur -ers 1' intérieur, d'une paroi en béton armé 56 , d'une couche con tinue d'isolant 57 , d'une paroi en béton armé 58 - Les parois fixes 66 , 65 et 64 délimitent succes- sivement le compartiment des vannes, le compartiment primaire, le compartiment tertiaire et le compartiment seçondaire. - Le canal d'entrée 46 de l'échangeur est alimenté à refus, le niveau est maintenu constant par la lame déversante il les retours se faisant par la canalisation 07 . Les produits quittent le canal d'entrée pour entrer à l'étage supérieur du com partissent primaire par l'ouverture 90 située au fond du canal. Le canal de sortie 47 de l'échangeur est alimenté par le bac 28 et l'ouverture 91 ; il se termine par la lame déversante 12 les 2 canaux sont séparés par des parois isolantes 88 et par des plaques métalliques conductrices 87 5 les produits d'un même canal circulant en sens inverse sont séparés par les parois iso lantes 89 - Les 3 étames du compartiment primaire sont brassés par des lames animées d'un mouvement alternatif, la commande de ces lames se fait de chaque c8té pour l'étage inférieur par les pas sages 84 , pour l'étage moyen par les passages 85 , pour l'étage supérieur par les passages 86 - Le compartiment secondaire est divisé en 2 sous- com partiments 22 et 23 par la paroi mobile 24 , celle-ci comporte des déflecteurs 92 dont le ralle est de rabattre les boues dans l'axe central ; du fond partent par les orifices 80 les canali- sations 30 à chaque extrêmité partent les canalisations 31 et 32 pour l'aspiration des flottants - Le compartiment tertiaire 27 et alimenté et vidan gé par la conduite 40 ; il possède à sa partie supérieure le bac 28 d'alimentation du canal de sortie de l'échangeur le bac est n menté au fond par la canalisation 43 et er surface par dessus 45 - Le collecteur général d'aspiration É et le distri buteur général de refoulement 34 sont slt.és côte à côte tres- versalement, au bout de ceux-ci et côte @ côte se trouvent la pompe d'injection 17 et la pompe de recirculation jF - Le local technique 70 clos par le bardage 60 ren ferme en particulier les mécanismes 82 de déplacement de la paroi mobile 24 et les mécanismes 83 de commande mécanique groupée des brasseura des canaux de l'échangeur, des 3 étages du compartiment primaire du compartiment tertiaire et du bac d'alimentation de 1 'échangeur : tous ces brasseurs étant à mouvement rectiligne et alternatif Sur la figure 4 - (La figure 4 est une demi-coupe verticale passant par l'ion des sous-compartiments secondairea 22 ou 23) - De l'extérieur vers l'intérieur la paroi inférieure est constituée successivement :: d'une dalle de béton 52 , d 'une couche continue d'isolant 53 , d'une dalle de béton 54 où sont noyées les c'tnalisations telles que 30 servant au transport des produits, et enfin d'une dalle chauffante 55 qui est parcourue par des tubes tels que 102 ou circule de l'eau chaude - Les parois latérales de l'extérieur vers l'intérieur sont constituées d'une paroi 56 en béton armé renforcé de distance en distance par des contreforts 93 qui s'appuient sur le sol 94 ces contreforts supportent à la partie supérieure une passerelle 95 avec une rambarde 96 , ensuite on trouve une couche continue d'isolants 57 et enfin une paroi interne 58 en béton armé - A la partie supérieure on a une couverture constituée par des caissons 98 qui se soulèvent et basculent vers l'intérieur, une étanch6Sté 81 au faitage et des supports 97. L'isolation est assurée par des panneaux isolants fixes 62 et 100 et des panneaux isolants mobiles 99 - Le niveau des produits est représenté par 26 - Le biogaz est récupéré par la bâche souple 67, un déflecteur 101 canalise le biogaz sous la boche Sur la iiRure (i :: - (La figure 5 est une demi-coups verticale passant le oospartiment primaire) - De l'extérieur vers l'intérieur la paroi latérale est constituée des mêmes éléments 56 , 57 , 58 , 95 et 96 décrits précédemment - A la partie supérieure l'isolation est assurée par des panneaux amovibles 63 - A l'intérieur on a successivement embossé les uns dans les autres l'échangeur de chaleur 10 et successivement lté- tage supérieur 13 l'étage moyen 14 l'étage inférieur 15 du compartiment primaire, les tiges qui supportent et comrnandent les agitateurs passent respectivement par les espaces 86 , 85 et 84. - L'ouverture 90 permet aux rpoduits de passer du canal d'entrée de l'échangeur d l'étage supérieur 13 du compartiment primaire Sur la figure 6 : ( La figure 6 est une coupe verticale passant par le plan médian de l'échangeur ) - On voit que l'échangeur est constitué par un certain nombre de modules d'échange où le canal 46 d'entrée des produits est contigu au canal 47 de sortie des produits ; la séparation entre les 2 canaux est assurée par une plaque conductrice 87 - Les parois latérales 104 , le fond 103 de mime que les parois 89 séparant 2 modules d'échange sont constitués d'isolants Sur la figure 7 : (La figure 7 est une coupe longitudinale à 1' extrêmité du canal 47 de sortie de î'écjangeur) - On voit la lame déversante 12 qui régule le niveau 26 et la pente 125 du fond de ltextrêmité du canal qui permet l'évacuation des boues qui y sont poussées mécaniquement par les palettes Sur la figure 8 :: (La figure 8 est une représentation scnématique d'une palette) - On voit qu'elle est constituée 'un plat 126 fixé sur un tube support 105 le positionnement angulaire de la palette est obtenu par action sur la biellette 107 Figures 9. 10 et 11 - Sur ces 3 figures sont représentées schématiquement les position des palettes : 3 positions possibles - Sur la figure 9 les palettes sont en po3i- tion de brassage. Elles font des aliers et retours suc cessifs. leur la figure 10 les palettes 106 poussent devant elles les produits dans le canal d'entrée 46 dans le canal de sortie 47 les palettes 108 s'ef facent, elles ne font dans cette position qu'un mouve ment aller, au retour elles prennent la position décrite sur la figure 11 - Sur la fissure 11 les palettes 108 pous sent devant elles les produite dans le canal de sortie 47 au cours de ce mouvement les palettes 106 s'ef rao ns. Au cours d'un aller et retour les palettes font avancer les produits successivement dans le canal d'entrée puis dans le canal de sortie. Sur la figure 12 : -( La figure 12 est une vue de détail schématique montrant la suspension de la paroi mobile ) - Sur cette figure on voit les parois béton externe 56 et interne 58 , les couches isolantes fixes 57 , 62 et 100 , les cadres isolants amovibles 99 , la banche de récupération du biogaz 67 et le déflecteur 101 - En ce qui concerne la paroi mobile proprement dite elle est constituée d'une paroi principale 24 . cette paroi est échancrée en 25 ce qui permet l'égalisation des niveaux de chaque côté de la paroi mobile, la partie supérieure 111 de la paroi mobile est au-dessus du niveau 26 des produits en cours de digestion, la paroi mobile est suspendue par un axe recourbé 110 et des roues 109 qui se déplacent en prenant appui sur la ra4 antérieure 58 Sur la figure 13 - La figure 13 est une vue de dessus schématique de la commande des vannes - Les organes de manoeuvre des vannes se déplacent de façon rectiligne. ils sont tous alignés, ce sont les éléments 112 et 113 , ils coulissent à l'intérieur de pi?P'ces de commande 114 qui se déplacent de bas en haut et de haut en bas. Les actions d'embrayage des pièces 114 avec les organes de manoeuvre des vannes se font par des électro-aixants. De même ce sont des électro-aimants qui verrouillent les vannes en position ouverte ou fermée. Les mouvements de montée et de descente des 2 pièces de commande 114 sont obtenus par un système vis-écrou 115 . Chaque vis est commandée par une poulie 116 , une courroie crantée 117 et une poulie motrice 118 . Les 4 m9 sont commandés simultanément par 4 poulies 118 superposées et solidaires du même axe moteur. - Figure 14 et 15 - Il s'agit du système de mesure du Ph. La figure 14 montre le système au repos, la figure 15 montre le système en train d'effectuer une mesure - La mesure se fait dans le collecteur général d' aspi- ration 33 , la sonde de Ph 121 est fixée sur l'étrier 120 l'introduction et la sortie de la sonde dans le collecteur 33 sont commandées par les mouvements de montée et de descente de la pièce 122 qui est commandée de la mdme façon que les vannes. La mesure se fait lorsque toutes les vannes étant fermés le canal 33 nlest plus en charge. t' étanchéité est assurée par une pièce tronccnique 119 . Le lavage de la sonde est assuré par de l'eau amenée par une canalisation 123 et la manoeuvre d'une électrovanne 124. / R E V E N D I C A T I O N S / - Revendication n 1 Appareil pour la production en continu de biométhane à partir de substances organiques caractérisé - En ce que l'appareil est constitué par une cuve parai lélipipédique dont le grand axe est horizontal - En ce que cette cuve couverte et isolée est séparée par des cloisons intérieures 64 65 66 en un certain nombre de compar timents : un compartiment où sont logés les pompes 17 et 35 et les vannes telles que 36 et 37 et 3 autres compartiments dénommés compartiment primaire constitué par les volumes 13 14 et 15 compartiment secondaire constitué par les volumes 22 et 23 et compartiment tertiaire constitué par le volume 27 - En ce que les produits en cours de digestion passent successivement : dans un échangeur de chaleur 10, dans le comparu timent primaire, dans le compartiment secondaire, dans le compartiment tertiaire puis de nouveau dans l'échangeur où ils cèdent de la chaleur aux produits entrants. - En ce qu'un réseau de canalisations permet à partir de 2 pompes 17 et 35 d'effectuer tous les transferts de produits à l'intérieur de l'appareil. - En ce que toutes les surfaces libres des produite dans le digesteur sont au même niveau général 26. - En ce que le compartiment secondaire où s'effectue prin- cipalement la digestion est séparé en 2 par une cloison mobile 24 qni se déplace alternativement d'un bout à l'autre de ce compartiment pendant que la pompe 35 aspire les produits devant la cloison mobile 24 pour les refouler derrière en même temps que sont in- jectés dans la veine des produits en recirculation, les produits en provenance du compartiment primaire à l'aide de la pompe 17 - En ce que le biogaz est recueilli par ure bâche stiple 67 à la surface des compartiments secondaire et tertiaire. - Revendication n 2 - 4pareil selon la revendication 1 comprenant une cuve parallélipépidique couverte, isolée et cloisonnée caractérisée - En ce que sa partie externe comporte une dalle en béton 52 reposant sur le sol, des parois latérales 56 en béton armé renforcées par des contreforts 93 qui soutiennent à leurs parties supérieures une passerelle 95 qui longs la partie supérieure des 2 faces externes longitudinales et la face externe transversale opposée au local technique 70. - En ce que sa couverture est assurée par 2 rangées de caissons 98 formant un toit à double pente, tous ces caissons basculent de l'extérieur du digesteur vers l'intérieur du digesteur. - En ce que le fond de la cuve et ses parois latérales sont intégralement recouvertes d'une couche continue d'isolants 53 et 57 - fln es que à la partie supérieure : la surface située audessus du compartiment des vannes et au-dessus de l'échangeur est intégralement recouverte par des caissons isolants amovibles 63 qui laissent un volume libre de 0,50 m ervlron au-dessus du nivean géné- ral des produits, la surface située au-dessus du compartiment tertiaire et du compartiment secondaire est intégralement recouverte d'une couche d'isolants de la façon suivante : la surface située audessus de la biche de récupération 67 du biogaz est recouverte par un isolant fixe 62 , le volume laissé libre au-dessus du niveau gé général des produits est de 0,30 m environ, le reste de la surface, c'est-à-dire le long des parois est recouverte par des caissons isolants amovibles 99. - En ce cu'au-dessus de la couche isolante du fond 53 et sur toute la surface on a une dalle béton 54 dans laquelle sont noyés les tubes 30 de transfert des produits, au-dessus de cette dernière sur toute la surface moins le compartiment des vannes on a une dalle béton 55 où sont noyés les tubes de chauffage 102. - En ce que la couche isolante latérale 57 eet recou- verte à l'intérieur sur 3 faces par une paroi continue en béton 58. - En ce que à l'extérieur, accolé à la cuve contre le compartiment des vannes et dans le prolongement des faces tr- 'orsales longitudinales est situé le local technique 70. - En ce que trois cloisons fixes verticales 64 65 et 66 cloisonnant sor toute la section et perpendiculairement su grand axe de la ctrwe l'intérieure de la cuve en 4 compartiments successivement et dans l'ordre : un compartiment dit compartiment des vannes, en truite un compartiment qui est occupé à l'étage supérieur par l'échan- gear de chaleur 10 et en-dessous par le compartiment appelé compartirent primaire (volume 13, 14 et 15) ensuite un compartiment appels compartiment tertiaire 27 et enfin par un compartiment appelé compartiment secondaire (volumes 22 et 23) - Revendication n 3 - 4pareil selon la revendication 1 coeiprensnt un échan- gour de chaleur 10 caractérisé - En ce qu'il occupe principalement un volume situe audessus du compartiment primaire, ce volume a pour surface de base la surface du compartiment moins une bande de 30 cm da large de chaque opté, et pour hauteur le quart de la hauteur intérieure utile de la cuve. - En ce qu'il comprend un canal d'entrée 46 des produits; de section rectangulaire constante ayant pour largeur 10 cm environ et pour hauteur la hauteur de l'éegangsur, ce canal traverse le compartiment des vannes et pénètre dans la zone occupée par l'échan- (peur proprement dit qu'il parcourt en faisant des allers et retours arocesaffe de façon à parcourir la distance maximum, les produits le parcourt dans le sens de leur entrée dans le digesteur. - En ce qu'il comprend un canal de sortie 47, qui a les laies caractéristiques que le canal d'entrée et lui est rigoureusement contigu sur tout son parcours, les produits le parcourt dans le sens de leur sortie du digesteur. - En ca que dans les sections contigues parcourues parallèlement su grand axe de la cuve le canal d'entrée et le canal de sortie sont séparés sur toute leur hauteur par une plaque métallique 87 d'épaisseur 1 mm environ - En ce que dans les sections consignes parcourues perpendiculairement au grand axe de ls cuve le canal d'entrée et le canal de sortie sont séparés sur toute la hauteur par ure cloison iso lante 88. - En ce que dans les sections contigues parcourues parallèlement au grand axe de la cuve par le même canal soit d'entrée soit de sortie les 2 sections sont séparées sur toute la hauteur par une cloison isolante 89. - En ce que le fond des canaux, et les parois latéralea externes des canaux a tués à la périphérie de l'échangeur sont constitués par des parois isolantes 103 et 104. - En ce qu'au début du canal d'entrée 46 on a une lame déversante Il dont la face supérieure horizontale est exactement au même niveau 26 que le niveau général des produits dans l'ensemble du digesteur. - En ce qu'à la fin du anal d'entrée 46 une fente rectan- glaire 90 au fond du canal permet la commucication avec l'étage superieur 13 du compartiment primaire. - En ce que le canal de sortie 47 ss termine par une lame déversante 12 dont la face supérieure horizontale est exactement au même niveau 26 que le niiez général des produits dans l'ensemble du digesteur, et que le fond du canal s'achève par une pente continue 125 de 500 par rapport à l'horizontale qui, è l'extrémité, se con- fond avec la lase déversante 12 - En ce que dans chaque section de canal parallèle au grand axe du digesteur on a une ou plusieurs palettes verticales de section légèrement inférieure à la section du canal, ces palettes dont la face pinne 126 peut présenter des angles variables par rapport au plan médian des canaux sont montées surin axe vertical 105 qui leur communique également des mouvements rectilignes d'aller et retour, les faces planes 126 des palettes peuvent travailler dans 3 positions différentes - En position brassage toutes les faces 126 des palettes font un angle de 450 par rapport au plan médian des canaux, elles font dans cette position un certain nombre d'aller et retour. - En position pour faire avancer les produits dans le ca nal d'entrée 46 toutes les faces planes 126 des palettes du ca nal d'entrée font un angle de 900 par rapport au plan médian de chaque section de canal : les faces planes 126 des palettes situées dan8 le canal de sortie 47 font alors un angle de 0 par rapport au mEme plan ; l'ensemble des palettes ne fait dans cette position qu'un mouvement d'aller. - Le mouvement de retour des palettes sert à faire avancer les produits dans le canal de sortie 47. toutes les faces planes 126 des palettes du canal de sortie 47 font alors un angle de 900 par rapport au plan médian du canal et toutes les faces planes 126 des palettes du canal d'entrée 46 font au cours de ce mouvement de retour un angle de 0 par rapport au plan médian du canal. - Revendication n 4 - Appareil selon la revendication 1 comprsnant un compar- timent primaire (volumes 13, 14, 15) caractérisé s - En ce que ce compartiment situé sous l'échangeur de chaleur 10 a une hauteur totale égale au trois-lart de la hauteur intérieure utile de la cuve. - En ce qu'il est divisé en 3 étages de même hauteur intérieure par 2 cloisons horizontales qui déterminent donc : un étage supérieur 13, un étage moyen 14 et un étage inférieur 15 ; et en ce que chacune des 2 cloisons horizontales se raccorde sur chaque coté parallèle au grand axe du digesteur à une cloison verticale dont la face supérieure dépasse légèrement le niveau général des produits dans le digesteur, de chaque côté les 2 cloisons verticales sont pla cées de telle façon que de chaque caté on ait 3 espaces libres : 84 85, 86, de 10 cm de large environ. - En ce que chacun des 3 étagés 13, 14 et 15 est brassé par des pales 75, 76. 77 animÉes d'un mouvement rectiligne alternatif, les bras de fixation des pales qui les soutiennent et les entrainent mécaniquement passent dans les espaces libres 84, 85, 86 définis à la fin de l'alinéa précédent. - En ce que les produits passent de l'étage supérieur 13 à l'étage moyen 14 puis à l'étage inférieur 15 par des o'vertures 8i- tuées de telle façon que le parcours des produits soit maximum - En ce que les produits sont prélevés à l'étage inférieur 15 de telle façon qu'ils aient parcouru le chsiin maximum par une canalisation 16 reliée à une pompe volumétrique 17 qui les envois à l'aide des 2 canalisations 18 et 20 équipés chacune d'une vanne - Soit à l'entrée de l'étage supérieur du compartiment pri maire (avec la canalisation 20 )cur ensemencer les produits frais - Soit dans la canalisation 33 située sur l'aspiration de la pompe de recirculation 35 (avec la canalisation 18 ) - En ce que son volume total est tel que les produits y séjournent de 1 à 2 Jours. - Revendication ne 5 - Appareil selon la revendication 1 comprenant un compartiment secondaire caractérisé - En ce que ce compartiment secondaire est divisé en 2 sous-compartiments 22 et 23 de volume variable par une cloison mobile 24 qui peut se déplacer d'un mouvement rectiligne alternativement d'un bout à l'autre de ce compartiment Jusqu' 20 cm environ de chaque estrdzité. - En ce que la cloison mobile 24 a une section telle qu' elle coulisse arec un léger jeu latéral et au fond, que sa face supérieure horizontale est située à environ 10 cm au-dessus du niveau général 26 des produits, que de chaque cbté dans le coin supérieur une échancrure 25 de section carrée la traverse de part en part en permettant le passage du déflecteur de gaz 101 fixe, horizontalement tout le long de la paroi verticale interne de la cuve et le passage des liquides soit dans un sens soit dans l'autre pour équilibrer les niveaux de part et d'autre de la cloison 24. - En ce que la cloison mobile 24 porte sur chaque face et à la base 2 déflecteurs 92 qui font un angle tel qu'ils ont ten-, dance à ramener les boues du fond dans l'axe central lorsque la cloison 24 avance. - En ce que la cloison mobile 24 est suspendue de chaque côté à un galet 1c9 qui se déplace à la face supérieure de la paroi latérale verticale 58 interne à la cuve, la cloison 24 est tirets alternativement dars chaque sens par un mécanisme 82 qui est situé dans le local technique 70, la transmission se fait par cable. La vitesse d'avancement est telle que le volume balayé par la cloison 24 pendant un temps donné est égal au débit de ls pompe de recirculation 35 pendant ce même temps. - En ce que du fond de la cuve partent des canalisations 3Q eti alternativement servent à aspirer les produits devant la cloison 24 et à les refouler derrière ; la même canalisation sert donc tan tbt à aspirer tantôt à refouler.Les orifices 80 de ces canalisations sont au fond de la cuve, ils sont tou alignés sur un axe médian dans le avens longitudinal de la cuve, on a un orifice à chaque entre lité, les orifices interirdiairea sont environ à 2 mètres les uns des autre Ces canalisations 30 après un parcours horizontal dans la dalle 54 située immédiatement au-dessus de l'isolant 53 arrivent toutes à la bese du compartiment des vannes ; là, elles se divisent chacune en 2 tronçons ascendants 71 et 72 , l'un 71 par l'intermédiaire de vannes 37 est relié au collecteur général dSaspira- tion 33, l'autre 72 par l'intermédiaire de vannes 36 est relié au distributeur général de refoulement 34. - En ce qu'à chaque extrémité part une canalisation 31 et 32 ; chacune a un départ qui se situe à 20 Cm en dessous du niveau général 26 des produits puis elle descend verticalement à peu près dans un plan médian près de la paroi, effectue son parcours horizontal dans la dalle 54 et remonte ensuite verticalemant dans le comparti ment des vannes où par l'intermédiaire des vannes 38 et 39 elles sont reliées au collecteur général d'aspiration 33. - Revendication n 6 - Appareil selon la revendication 1 comprenant un comparti Dent tertiaire 27 caractérisé : - En ce que son volume est tel que les produits y séjournent 1 Jour ou 2 ai le but recherché est la production de biométhane et qu'en dpuration son volume est fonction de la diminution de DB05 recherché - En ce qu'il communique avec le compartiment secondaire par un tube 29 de 23 cm de diamètre environ qui traverse la paroi 64 qui sépare les 2 compartiments - En ce que du fond part une canalisation 40 qui a exactement les mêmes caractéristiques de construction et de relations que les canalisations 30 qui partent du fond du compartiment secondaire. - En ce qu'à sa partie supérieure se trouve un bac d'ali- mentation 28 qui alimente le canal 47 de sortie de l'échangeur à travers une échancrure 91 dans la paroi 65 de séparation et que le fond de ce bac est au mEme niveau que le fond du canal de sortie 47 de l'échangeur, que ces parois latérales parallèles au grand axe de la cuve sont éloignées l'une de l'autre d'une longueur égale au 1/4 de la largeur de la cuve. - nn ce que le bac d'alimentation 28 qui alimente le ea- nal de sortie 47 de l'échangeur est alimenté par une canalisation 43 qui part du distributeur général de refoulement 34, comporte une vanne 44 et une conduite qui débouche au fond du bac, et en ce qu'il est également alimenté par surverse au-dessus de la face supérieure horizontale 45 des parois latérales1 les dites faces supérieures se trouvant en dessous du niveau du général 26 des produits. - En ce que le volume du compartiment lui-même et le bac d'alimentation du canal de sortie de de l'échangeur sont brassés par des pales 79 et 78 animées d'un mouvement rectiligne alternatif. - Revendication n 7 - Appareil selon la revendication I comportant un système de canalisations caractérisées - En ce que toutes les canaliaations en provenance du compar- timent secondaire (canalisations 30, 311 32) ou tertiaire (canali- sation 40) dans lesquelles il faut exercer une aspiration sont reliées au collecteur général d'aspiration 33 et qu'à chaque fois cette liaison est réalisée par l'intermédiaire d'une vanne. - En ce que toutes les canalisations qui se rendent dans les compartiments secondaires (canalisations 3o) t tertiaires (canalisa- tion 40) ainsi que dans le bac d'alimentation du canal de sortie de l'échangeur (canalisation 43) et dans lesquelles il faut refouler des produits sont reliés au distributeur général de refoulement 34 et que pour chaque canalisation concernée cette liaison est réalisée par l'intermédiaire d'une vanne. - En ce que le collecteur général d'aspiration 33 et le dis 'ributeur général de refoulement 34 sont situés côte à côte au-dessus du compartiment des vannes, et que ce sont 2 canalisations à section rectangulaire dont l'axe longitudinale est perpendiculaire au grand axe longitudinale de la cuve, qu elles sont en charge de 50 cm environ, que toutes les canalisations qui 'y raccordent débouchent à travers leurs parois horizontales inférieures, qu'à chaque débouché de canalination on a une vanne dont l'élément obturateur est constitué par un disque, circulaire dont les actions d'ouverture ou ds fermeture sont provoquées par des mouvements rectilignes alternatifs. -En ce que le collecteur général d'aspiration 33 est relié à l'aspiration d'une pompe 35 et que le refoulement de cette pompe débouche dans le distributeur général de refoulement 34 et que le refoulement de la pompe volumétrique 17 qui transporte les produits en provenance du compartiment' primaire est également relié à l'a8pi- ration de cette pompe 35. - Revendication n 8 - Appareil selon la revendication 1 comprenant un système de récupération du biogaz caractérisé : - En ce que la récupération du biogaz s'effectue au-dessus du compartiment secondaire et du compartiment tertiaire - En ce que la récupération se fait par une bâche souple 67 dont les bords latéraux plongent dans les produits en digestion assurant ainsi l'étanchéité par un joint hydraulique 68 - En ce que le départ ds1 gaz s'effectue par une canalisa- tion 69 dont le départ se situe à travers la face supérieure de la bâche. - Revendication ne 9 - Appareil selon la revendication 1 comprenant facultativement un système de mesure et de régulation du Ph caractérisé : - En ce que la soude de Ph 121 est fixée sur un porte électrode à claire-voie 120 qui peut se déplacer selon un mouvement rec- tiligne vertical alternatif, et que le mécanisme de commande de ces moivements est le même que celui du mouvement des 'vnnnes. - En ce que l'électrode occupe soit une position basse et elle est alors à l'intérieur du collecteur général d'aspiration 33 où se fait la mesure, soit en position haute dans l'air que, dans cette dernière position ltobturation de la paroi supérieure du collecteur général d'aspiration 33 est obtenue par un tampon de fourme tronconique 119 et que la sonde peut être lavée par un liquide amené par une canalisation firme 123 équipée d'une électro-vanne 124. - Revendication n 10 - Appareil selon la revendication 1 comportant un méca nisme de commande mécanique des vannes et du porte-électrode de Ph Caractérisé : En ce que toutes les tiges de commande des vannes et du porte-électrode de Ph sont verticales et groupées dans deux plans ver ticaux parallèles. - En ce que chaque tige de commande peut être solidarisée ou désolidarisée par action d1un électro-aimant d'une pièce horizontale de commande 114 qui effectue des montées et des descentes, que les mou- vements des deux pièces 114 de commande sont obtenues par action à chaque extrémité de ces pièces d'un système vis 115 écrou 116 non réversible et que les 4 vis 115 sont coenrnandées mécaniquement en syn chronisme à partir du m8me arbre moteur 118. - En ce que chaque tige de commande peut être verroullée en position haute ou en position basse par action d'un électro-aimact. - Revendication n It - Appareil selon la revendication 1 comportant un système de brassage caractérisé : - En ce que ce systeme concerne l'avencement et le brassage des produits dans les c anaux d'entrée 46 et de sortie 47 de rlé- changeur de chaleur par un ensemble de palettes verticales 126, et le brassage par des pales horizontales du fond des étage2 supérieurs (pale 75) moyens (pale 76) et inférieurs (pale 77) du compartiment primaire, du compartiment tertiaire (pale 79) et du bac dEalimentation du canal de sortie de l'échangeur (pale 78) - En ce que tous les organes t palettes 126 d'avancement et de brassage des produits, et pales 75, 76, 77, 78, 79 de brassage des produits srnt solidaires mécaniquement d'un bâti qui les supporte et leur communique des mouvements rectilignes de va-et-vient alterna- tifs, que le bSti prend appui par l'intermédiaire de galets sur la face supérieure de la paroi intérieure 58 en béton de la cuve et que le mouvement mécanique d'entrainement alternatif lui est communiqué par un système moteur 83 situé dans le local technique 70.