WO1993014047A1 - Procede et installation de biomethanisation et compostage integres - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and its implementation, providing the conditions for synergistic integration of the biological processes of biomethanization and composting, with a view to their application in the field of treatment and recycling of waste biomass, in particular of the organic fraction of urban waste sorted at source and collected selectively.
- the present process applies equally to the techniques of continuous or semi-continuous biomethanization, and of so-called accelerated composting, for example: in a silo, silo-corridor or rotary bioreactor.
- the claimed process responds flexibly to the uncertainty that characterizes the qualitative distribution of waste over time, by allowing the largest instantaneous transfer of compatible materials from one treatment line to the other, thus making the best use of their complementarities, their complementarities and their respective carrying capacities.
- this unit has a special arrangement for adapting to the predominant nature of the waste present, which can be alternately woody and coarse or fine and wet, by reversing the order of engagement of its packaging members.
- - Claims 4 and 5 respectively establish the concept and the functional potentialities of the pre-treatment unit defined in the present invention.
- FIG. 2 ⁇ and 2 show schematically and without limitation the two operational variants characterized by a different order of engagement of the classification bodies (1.1) and granulo-trigger reduction (1.2) of said unit.
- These figures also show how the pre-treatment by-products constituted by the juices (1.3) and the materials with low ganulometry are separated and conveyed (l.- j preferably referred to biomethanization because of their absence of structure, as well as the way in which the residual solid fraction (1.5) is partly routed directly to composting and partly recycled according to a retroactive loop (1.6) allowing to act on the distribution of flows.
- the conditions for the interactive management of the two processing lines are achieved by the direct cooperation of the pre-processing unit described, with two separate functional sub-assemblies called transfer modules, and arranged at the head of each. processing lines.
- modules The purpose of these modules is to manage the interactivity of said treatment lines and to produce the necessary interfaces between the pre-treatment unit and the particular biomethanization and composting systems used.
- Claims 6 and 7 define said transfer modules and their main functions.
- FIG. 1 also shows how the relationship is established between the pre-treatment unit and each of the technical processes, via these modules, 'the first of which (2.1) initializes one or more bioreactors (2.2) of the biomethanization line and performs the interactivity of said line with that of composting by means of a second module (3.1), which in turn initiates the specific process ⁇ XJL € composting (3.2) attached to this last line.
- the transfer module of the biomethanization line is the main seat of the biological and technical management of the claimed process as well as the place of its energy management.
- a conditioning step precedes the introduction of the materials into the bioreactor, with the double effect of normalizing them and isolating a residual liquid fraction.
- the biological, hydraulic and physical regulations of the whole process are operated through the differential - and integrated - management of the generated liquid fractions, which are also the heat transfer fluids which transfer to the incoming materials 10H energy ⁇ ce // c thermal ⁇ contained ⁇ in outgoing materials and dissipated ⁇ by the aforementioned packaging elements.
- FIG. 3 represents a non-limiting diagram of said module showing the relationships established between its respective bodies for conditioning and introducing materials in the solid (2.1.) And liquid (2.12) forms in the bioreactor (s), and extracting and packaging 'of Contents
- the figure also shows that additives (2-t-.) Can be dosed in the module to act on the biochemical sequence
- - Claims 9 and 10 respectively establish the characteristics preferably attached to the pre-processing and routing unit as well as to the transfer modules of each of the processing lines, in the application and the implementation of the method for the treatment and recycling of the organic fraction of urban waste sorted at source and collected selectively.
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Abstract
Procédé et installation pour le traitement et le recyclage de la biomasse des déchets, notamment des déchets urbains triés à la source, mettant en oeuvre parallèlement et de façon interactive une ligne de biométhanisation (2) et une ligne de compostage (3) entre lesquelles les déchets (4) sont répartis à l'aide d'une unité de pré-traitement et d'acheminement (1) appropriée.
Description
PROCEDE ET INSTALLATION DE BIOMETHANISATION ET COMPOSTAGE INTEGRES
DESCRIPTION
La présente invention concerne un procédé et sa mise en oeuvre, réalisant les conditions d'une intégration synergique des processus biologiques de la biomethanisation et du compostage, en vue de leur application dans le domaine du traitement et du recyclage de la biomasse des déchets, notamment de la fraction organique des déchets urbains triés à la source et collectés de façon sélective.
Un domaine dans lequel les processus mentionnés ont été ou sont encore la plupart du temps exploitées séparément, parfois consécutivement, mais jamais de façon parallèle et interactive, au sens des présentes revendications.
Le présent procédé s'applique indifféremment aux techniques de biomethanisation en continu ou semi-continu, et de compostage dit accéléré, par exemple : en silo, silo-couloir ou bioréacteur rotatif.
Sa mise en oeuvre conduit à 1'amélioration sensible des rendements biologique et énergétique des techniques mentionnées, dont l'intégration permet simultanément l'élargissement de leur capacité de traitement au spectre complet de la biomasse des déchets, et la minimalisation, voire la suppression de leurs rejets respectifs dans l'environnement.
- Les revendications 1 à 3 établissent respectivement le concept général, les principaux facteurs interractifs et la condition associative des voies de traitement qui déterminent 1'invention.
- Le schéma général du procédé (figure 1) , représente une unité de pré-traitement (1) alimentant une ligne de biomethanisation
(2) et de compostage (3) avec-des déchets (4) .
- L'effluent liquide et les boues résiduelles de la biomethanisation (5) sont injectés dans la ligne de compostage, tandis que l'eau ou autre liquide (6) nécessaire à l'équilibre du système, lui est restituée au niveau de la ligne de biomethanisation dont les produits sont respectivement le biogaz (7) , qui fournira tout ou partie de l'énergie de process, et la fraction solide et stabilisée de son effluent (8) dont les propriétés intrinsèques permettent d'envisager la valorisation dans l'industrie agro-alimentaire.
- En cas d'arrêt de la ligne de biomethanisation, son effluent injecté dans la ligne de compostage pourra être remplacé temporairement par de l'eau, évitant ainsi d'interrompre la production de compost (9) .
- Ledit schéma montre enfin que les indésirables (10) sont éliminés en tête de procédé, au niveau de l'unité de pré¬ traitement, qui remplit à cet égard une fonction de protection générale des installations.
Par l'intermédiaire d'une unité de pré-traitement et d'acheminement spécialement conçue, le procédé revendiqué répond avec souplesse à l'incertitude qui caractérise la distribution qualitative des déchets dans le temps, en permettant le plus large report instantanné des matières compatibles d'une ligne de traitement sur l'autre, exploitant ainsi au mieux leurs complémentarités, leurs supplémentarités et leurs capacités de charge respectives.
En outre, cette unité présente une disposition particulière d'adaptation à la nature prédominante des déchets en présence, qui peut être alternativement ligneuse et grossière ou fine et humide, par inversion de l'ordre d'engagement de ses organes de conditionnement.
- Les revendications 4 et 5 établissent respectivement le concept et les potentialités fonctionnelles de 1'unité de pré¬ traitement définie dans la présente invention.
- Les figures 2Λet 2 représentent de façon schématique et non limitative les deux variantes opérationnelles caractérisées par un ordre d'engagement différent des organes de classification (1.1) et de réduction granulo étrigue (1.2) de ladite unité. Ces figures montrent encore comment sont séparés et acheminés les sous-produits du pré-traitement constitués par les jus (1.3) et les matières de faible ganulométrie (l.- j préférentiellement aiguillés vers la biomethanisation en raison de leur absence de structure, ainsi que la manière dont la fraction solide résiduelle (1.5) est en partie acheminée directement vers le compostage et en partie recyclée suivant une boucle rétroactive (1.6) permettant d'agir sur la répartition des flux.
- Des stockages tampon (1.7) peuvent être rendus nécessaires en diverses places, suivant les conditions rencontrées dans l'approvisionnement des déchets et selon les particularités présentées par les techniques particulières de biomethanisation et de compostage engagées.
Suivant le procédé revendiqué, les conditions de la gestion interactive des deux lignes de traitement sont réalisées par la coopération directe de l'unité de pré-traitement décrite, avec deux sous-ensembles fonctionnels distinct appelés modules de transferts, et disposés en tête de chacune des lignes de traitement.
Ces modules ont pour mission de gérer 1'interactivité desdites lignes de traitement et de réaliser les interfaces nécessaires entre 1'unité de pré-traitement et les systèmes particuliers de biomethanisation et de compostage mis en oeuvre.
Les revendications 6 et 7 définissent lesdits modules de transfert ainsi que leurs principales fonctions.
Suivemi les cifco
^at-c . vn a v /usiC-a-r-. ri-oc/υ
•La figure 1 montre encore comment le rapport est établi entre l'unité de pré-traitement et chacun des procédés techniques, par l'intermédiaire de ces modules,' dont le premier (2.1) initialise un ou plusieurs bioréacteurs (2.2) de la ligne de biomethanisation et réalise 1'interractivité de ladite ligne avec celle du compostage par l'intermédiaire d'un second module (3.1), lequel initialise à son tour le procédé spécifique ÔXJL € compostage (3.2) attaché à cette dernière ligne.
Par les fonctions qu'il rassemble, le module de transfert de la ligne de biomethanisation est le siège principal de la conduite biologique et technique du procédé revendiqué ainsi que le lieu de sa gestion énergétique.
Pour réduire l'influence de l'hétérogénéité des déchets sur les conditions de la biomethanisation, une étape de conditionnement précède l'introduction des matières dans le bioréacteur, avec pour double effet de les normaliser et d'isoler une fraction liquide résiduelle.
De même pour l'extraction des matières digérées, ~u)ne ou plusieurs étapes de conditionnement permettent également d'isoler la fraction liquide et traiter séparémment le résidus solide.
Suivant cette conception, les régulations biologique, hydraulique et physique de tout le procédé sont opérées à travers la gestion différentielle - et intégrée - des fractions liquides générées, lesquelles sont aussi les fluides caloporteurs qui transfèrent aux matières entrantes 10H énergie^ ce//c thermique^ contenue^ dans les matières sortantes et dissipée^ par les organes de conditionnement précédemment mentionnés.
La revendication 8 précise et énumère les fonctions caractérisant spécifiquement le module de transfert de la ligne de biomethanisation.
- La figure 3 représente un schéma non limitatif dudit module montrant les rapports établis entre ses organes respectifs de conditionnement et d'introduction des matières sous les formes solide (2.1.) et liquide (2.12) dans le(s) bioréacteur(s) , ainsi que d'extraction et de conditionnement 'des matières
(*• g) digérées < - 1 " dont la fraction non recyclée dans le bioréacteur par la boucle rétroactive (2.14 ) est acheminée vers la ligne de compostage après avoir cédé sa chaleur aux matières entrantes dans un échangeur (2.1 s) . .
La figure montre encore que des additifs (2-t- .) peuvent être dosés dans le module pour agir sur le déroulement biochimique
En effet par le jeu des complémentarités développées entre les deux processus, il n'est plus nécessaire de rechercher à l'extérieur des rayons de collecte des déchets, des co-substrats qui engendreraient, dans l'hypothèse d'un recours exclusif au compostage dans les zones urbaines, un gonflement de la masse totale des déchets à traiter de l'ordre d'un quart à un tiers, assorti des frais de transport correspondant.
- Les revendications 9 et 10 établissent respectivement les caractéristiques préférentiellement attachées à l'unité de pré-traitement et d'acheminement ainsi qu'aux modules de transfert de chacune des lignes de traitement, dans l'application et la mise en oeuvre du procédé pour le traitement et le recyclage de la fraction organique des déchets urbains triés à la source et collectés de façon sélective.
Claims
1. Procédé pour le traitement et le recyclage de la biomasse des déchets, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre parallèlement et de façon interactive , une ligne de traitement par biomethanisation et une ligne de traitement par compostage, entre lesquelles les déchets sont répartis grâce au concours d'un dispositif de pré-traitement et d'acheminement appropriés, possédant en outre les moyens d'éliminer les matières indésirables ou non conformes.
2. Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que l'effluent liquide et les boues résiduelles de la biomethanisation sont introduits dans la ligne de compostage, de façon à compenser ses pertes par évaporation tout en stimulant sa microbiologie, et que l'eau ou tout autre liquide nécessaire au système lui sont restitués au niveau de la ligne de biomethanisation.
3. Procédé et installations destinées à sa mise en oeuvre suivant les revendications 1 et 2, caractérisés en ce que l'arrêt temporaire de l'une des ligne de traitement n'affecte pas le fonctionnement de l'autre.
4. Procédé et installations destinés à sa mise en oeuvre suivant la revendication 1 , caractérisés en ce que le dispositif de pré-traitement constitue une unité fonctionnelle distincte possédant, outre les moyens d'éliminer les matières indésirables, deux organes au moins de classification et de réduction granulométrigue : Le premier ayant pour fonction de filtrer les matières de plus faible granulométrie ainsi que les jus en vue de leur biomethanisation, et le second de normaliser la granulométrie des matières résiduelles.
5. Procédé et installations destinées à sa mise en oeuvre suivant les revendications 1 , 3 et , caractérisés en ce que le dispositif de pré-traitement ' possède, outre la possibilité d'acheminer les matières sans nuisance vers leurs lignes de traitement respectives, celle de régler les degrés de conditionnement et de répartition, y compris dans le temps, de ces matières, notamment par la mise en jeu, seule ou combinée des moyens suivants : a) la recirculation partielle ou totale des matières entre les organes de classification et de réduction granulométrique mentionnés; b) la modification des paramètres granulométriques desdits orga¬ nes; c) l'inversion de l'ordre d'intervention desdits organes; d) la mise en jeu de stockages tampons.
6. Procédé et installations destinées à sa mise en oeuvre suivant la revendication 1 , caractérisés en ce que la ligne de biomethanisation est composée au minimum d'un bioréacteur de type continu ou semi-continu, mis en oeuvre par un sous-ensemble fonctionnel spécifique appelé module de transfert, réunissant l'ensemble des fonctions d'alimentation du ou des digesteurs, ainsi que les moyens de mise en interaction de ladite ligne avec celle de compostage.
7. Procédé et installations destinées à sa mise en oeuvre suivant les revendications 1 a 5, caractérisés en ce que l'incorporation des effluents de la biomethanisation aux matières à composter ainsi que 1'amorçage de la fermentation sont réalisés dans un dispositif également modularisé, pouvant conduire le processus jusqu'au stade de 1'hygienisation complète du substrat, et que ledit processus est ensuite achevé par une technique de compostage appropriée.
8. Procédé et installations destinés à sa mise en oeuvre suivant les revendications 1 et 6, caractérisés en ce que ledit module de transfert comprend au minimum les organes : a) de conditionnement et d'introduction distints des fractions solide et liquide du substrat dans le(s) bioréacteur(s) ; b) d'extraction, de séparation des phases solide et liquide, ainsi que de conditionnement et de transfert des matières digérées; c) de transfert aux matières entrantes de la chaleur provenant des matières sortantes et du fonctionnement des organes pré- 
ainsi que les moyens d'introduire des substances additives complémentaires dans les flux de matières, notamment pour corriger le déroulement du processus de traitement ou la formule de ses produits.
9. Procédé et installations destinées à sa mise en oeuvre pour le traitement conjoint des déchets alimentaires et végétaux issus des collectes dites sélectives ou assimilés suivant les revendications 6, 1 et 8, caractérisés en ce que les organes de pré-traitement de ces matières peuvent être constitués suivant les cas par un dispositif de calandrage ou de tamisage à trémie réglable ou interchangeable, combiné avec un dispositif de broyage disposant également d'un moyen de réglage de sa granulométrie, de telle manière que l'introduction des déchets soit possible par une voie ou par l'autre suivant leur nature initiale et que leur conditionnement selon les besoins du procédé puisse être aisément ajusté.
10. Procédé et installations destinées à sa mise en oeuvre pour le traitement conjoint des déchets alimentaires et végétaux suivant les revendications 6, 7 et 8, caractérisés en ce que les opérations de conditionnement et d'introduction des matières e α sont réalisés simultanément par un dispositif d'extrusion jè mécanique comprenant vis, couteaux, filières, que l'extraction et la stabilisation de 1'effluent solide sont successivement réalisés par une presse et une granuleuse du même principe à vis, éventuellement disposée sur le même axe, que la gestion des fractions liquides est assurée par une pompe doseuse, et que l'incorporation des effluents liquides et les boues dans les matières à composter est assuré par un tronçon de tambour rotatif spécialement adapté à cette fonction.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| CH00005/92A CH688193A5 (fr) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | Procédé et installation de biométhanisation et compostage intégrés. |
| CH5/92-9 | 1992-01-06 |
Publications (1)
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| WO1993014047A1 true WO1993014047A1 (fr) | 1993-07-22 |
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