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PROCEDE ET ENVELOPPE POUR LE TRAITEMENT DE DECHETS
ORGANIQUES
La présente invention est relative à un procédé de traitement de déchets organiques, en particulier de déchets organiques liquides.
Jusqu'à présent, les déchets liquides d'animaux étaient traités par épandage de ceux-ci sur des champs. Un tel épandage est une des causes les plus importantes de pollution de nappes phréatiques, des eaux de rivières,... à cause de la haute teneur de ces déchets en N, P, K, S,...
Le demandeur a remarqué que les déchets liquides d'animaux ou d'autres déchets liquides tels des boues de traitement d'eaux consistent en une phase liquide dans laquelle des matières solides sont dispersées et que la phase liquide contient de l'eau et des composés contenant du N, P, K, S qui sont plus facilement dégradés que les matières solides.
Le demandeur a remarqué que, pour des déchets d'animaux tels que des lisiers (déchets liquides de porcs), il était possible d'accroître la vitesse de traitement des déchets lorsqu'on traite séparément la phase liquide et la phase solide, principalement lorsque cette dernière est placée dans une enveloppe, dont les parois forment une barrière pendant au moins 3 mois après le remplissage de ladite enveloppe.
L'invention est donc relative entre autres à un procédé dans lequel les déchets sont placés dans une enveloppe ayant des parois poreuses pour séparer au
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moins partiellement la phase liquide des déchets solides et dans lequel la phase liquide est collectée de manière à la traiter séparément des déchets solides.
Le demandeur a remarqué qu'en utilisant une telle enveloppe, il était possible de séparer du lisier de cochons en une phase liquide contenant environ 50% de la quantité totale de N, P, K, S et en une autre phase contenant des matières solides ou particules avec la quantité de N, P, K, S restante.
La phase liquide peut alors être traitée séparément de la phase contenant les matières solides.
Par exemple, ladite phase liquide qui contient des composés qui sont facilement dégradés peut être épandue sur des champs en tant que fertilisant, puisque grâce à la grande vitesse de dégradation de ces composés et/ou à la grande vitesse d'absorption de ces composés par des plantes, les risques de pollution de nappes phréatiques ou de rivière sont minimisés.
La phase contenant les matières solides pour lesquelles des temps de dégradation plus longs sont requis peut être stockée dans ladite enveloppe sur un site de compostage ou peut être placée dans un conteneur en carton et jetée dans un trou avec d'autres déchets tels que des déchets municipaux.
Le demandeur a remarqué qu'en plaçant la phase contenant des matières solides dans une enveloppe réalisée en une matière biodégradable dont la paroi a des pores qui sont fermés par des matières solides lors du passage à travers ceux-ci d'une phase liquide, il était possible d'accroître la vitesse de
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dégradation de la matière solide. Cet accroissement semble être dû à la formation d'une barrière entre le milieu interne (matière solide) de l'enveloppe et le milieu externe de celle-ci, ladite barrière empêchant, par exemple lorsqu'il pleut, d'une part, la perte de microorganismes utiles à la dégradation et, d'autre part, un mélange de la matière solide avec une grande quantité d'eau de pluie.
Lorsqu'il pleut, l'eau de pluie glisse sur la surface de l'enveloppe.
La paroi de cette enveloppe dont les pores de grandes dimensions ont été bouchés par des particules de matière solides forme également une barrière thermique de sorte que la température de la matière contenue dans l'enveloppe peut croître plus rapidement grâce à la chaleur dégagée par les réactions de dégradation ou de fermentation.
L'enveloppe doit être réalisée en une matière dégradable de sorte que le contenu de l'enveloppe peut être soumis à une acidification sans transfert de microorganismes vers l'extérieur de l'enveloppe, à une méthanisation sans transfert de microorganismes ou sous addition d'eau et finallement à une méthanisation en présence d'eau, telle que de l'eau de pluie, de l'eau souterraine.
Ladite enveloppe est de préférence réalisée en cellulose ou dérivés de cellulose et la paroi de laquelle a une structure en non tissé.
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Lorsque ladite enveloppe a la forme d'un sac et lorsque ladite enveloppe est destinée à être jetée dans un trou ou décharge avant d'être recouverte d'une couche de terre, ladite enveloppe est avantageusement placée dans un conteneur en carton avant d'être déchargée.
L'invention a aussi pour objet un procédé de traitement de déchets organiques tels que phases solides de déchets d'animaux ou déchets municipaux.
Dans les procédés connus, les déchets organiques solides sont collectés et déversés dans un trou avant d'être recouverts d'une couche de terre. Les déchets municipaux sont généralement collectés au moyen de sacs qui sont déversés dans le trou.
Après déversage, un bulldozer est utilisé pour niveller les ordures dans le trou et pour les comprimer. Lors de cette opération, les sacs sont déchirés.
Lorsque des camions spéciaux sont utilisés pour le ramassage des ordures et pour leur transport vers la décharge ou trou, les sacs sont déjà comprimés ou rendus compacts et sont dès lors déjà après cette opération déchirés.
Les ordures ou déchets placés dans le trou ou décharge sont alors recouverts d'une couche de terre.
Dans ce procédé connu, après avoir recouvert les déchets d'une couche de terre, les déchets déversés en premier lieu dans le trou (c'est-à-dire la couche inférieure des déchets) ont déjà été soumis à l'action
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de microorganismes pour l'acidogénèse ou l'acidification de sorte que la méthanisation de ces déchets par des microorganismes peut commencer, tandis que les déchets déversés en dernier lieu (c'est-à-dire la couche supérieure des déchets) commencent seulement à être soumis à une acidogénèse ou acidification.
Lorsqu'il pleut, l'eau de pluie traverse les déchets de sorte que cette eau est enrichie en composés acides, nitrate, et déplace les microorganismes dans les déchets.
Dès lors, des microorganismes pour l'acidogénèse ou acidification ainsi que des composés acides présents dans la couche supérieure des déchets sont déplacés vers une couche inférieure de déchets. Le demandeur a remarqué qu'un tel déplacement était défavorable pour les réactions de méthanisation de la couche inférieure.
De même, le demandeur a remarqué que des produits gazeux provenant des réactions de méthanisation dans la couche inférieure tels qu'entre autres CH., HL, H2S inhibent les réactions d'acidogénèse ou d'acidification lorsqu'ils traversent la couche supérieure.
Ce transfert de composés acides, microorganismes, produits gazeux est dès lors néfaste pour le rendement du traitement des déchets placés dans le trou. De très longs temps, 5 ans voire plus, sont dès lors requis pour obtenir un traitement sensiblement total de tous les déchets.
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Le demandeur a trouvé que lorsque les déchets étaient placés dans un conteneur en carton, ce dernier favorisant la croissance de microorganismes utiles à l'acidogénèse et/ou la méthanisation, il était possible d'éviter les désavantages du procédé connu, c'est-à-dire d'éviter le passage de produits gazeux à travers des déchets en phase d'acidification ou d'acidogénèse, d'éviter le passage de composés acides dans les déchets dans une phase de début de méthanisation.
Le demandeur a également remarqué que l'utilisation de conteneur en carton réduisait les pertes possibles en microorganismes lorsqu'il faut puisqu'uniquement lorsque le carton est dégradé, une telle perte est possible.
Le demandeur a trouvé que les conteneurs doivent avoir des propriétés mécaniques suffisantes pendant une période d'au moins environ trois mois à compter du déversage du conteneur dans le trou, de manière à réduire pendant cette période un passage possible d'eau, de composés acides, de produits gazeux dans le conteneur, ainsi qu'à réduire la perte en microorganismes.
Avantageusement, les conteneurs sont déchargés dans le trou en couches séparées entre elles par une couche de sable.
Selon une forme de réalisation du procédé suivant l'invention, le conteneur en carton ou un sac destiné à être placé dans un conteneur en carton présente des pores-ayant une dimension inférieure à 100 microns, de préférence comprise entre 20 et 50 microns, de manière à permettre, lors de la collecte dans le
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conteneur ou sac de liquides chargés de particules organiques, auxdits liquides de passer à travers les pores du conteneur ou sac pour concentrer les déchets organiques dans le conteneur ou sac.
Des fines particules de déchet organique se placent dans les pores lors du passage à travers ceux-ci de liquides, de sorte que lorsque le conteneur ou conteneur contenant le sac est déchargé dans le trou, sa paroi forme une barrière réduisant pendant une période d'au moins 3 mois à compter du déversage une introduction possible d'eau dans le conteneur.
Des conteneurs qui conviennent pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention sont des conteneurs ayant au moins une ouverture pour le remplissage et l'évacuation de produits gazeux. Lesdits conteneurs sont réalisés en carton et ont une paroi dont l'épaisseur est telle qu'ils conservent des propriétés mécaniques suffisantes pendant une période d'au moins trois mois à compter du déversage du conteneur dans le trou, de manière à créer pendant cette période une barrière entre les déchets organiques contenus dans le conteneur et le milieu existant à l'extérieur du conteneur.
Avantageusement, la paroi des conteneurs est constituée d'une couche de carton et d'une couche de bitume, de matière synthétique biodégradable ou d'un film biodégradable ayant une porosité inférieure à 100 microns. Ladite paroi peut, par exemple, être réalisée en carton ou être un carton muni, sur au moins une de ses faces, d'un fin film biodégradable, tel qu'en polypropylène.
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Le carton est de préférence un carton à plusieurs couches dont une couche intermédiaire est ondulée.
Pour obtenir un carton ayant une résistance suffisante, le carton peut être renforcé ou peut avoir une épaisseur supérieure à 0,4 cm, de préférence comprise entre 0,5 et 1 cm. Dans une forme de réalisation du conteneur, le carton contient des souches de microorganismes pour l'acidogénèse ou la méthanisation pour favoriser le développement de microorganismes dans les déchets.
D'autres détails et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés.
Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique d'un procédé suivant l'invention ; les figures 2 à 5 sont des vues schématiques montrant différentes étapes d'un autre procédé suivant l'invention ; - la figure 6 est une vue partielle, à plus grande échelle de l'étape représentée à la figure 5 ; - la figure 7 est une vue en coupe en perspective d'un conteneur qui peut être utilisé dans un procédé suivant l'invention, et
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la figure 8 est une vue avant du conteneur montré à la figure 7 en position couchée.
Dans la figure 1, un procédé suivant l'invention est montré schématiquement. Dans ce procédé, des déchets organiques liquides, tels que des lisiers de cochon, des déchets liquides de poules ou des boues de traitement d'eau, sont stockés dans un réservoir 40 et sont conduits par un tuyau 41 et une pompe 42 dans des sacs 43. Les déchets organiques liquides consistent en une phase liquide dans laquelle des matières solides ou particules sont dispersées.
Lesdits sacs 43 sont placés dans un support de sac 44 destiné à maintenir en forme le sac lors de son remplissage avec des déchets organiques liquides.
Lesdits supports de sac 44 sont placés. sur un convoyeur 45 à bande, cette dernière étant constituée d'un tamis. Le convoyeur 45 est situé au-dessus d'un collecteur 46 destiné à collecter des liquides provenant des sacs.
Le sac 43 est réalisé en cellulose et a une structure non tissée présentant des pores ayant une dimension inférieure à 100 microns. Lesdits pores permettent l'évacuation au moins partielle du sac de la phase liquide des déchets. Lors du passage de la phase liquide à travers les pores, des matières solides ou particules entrent dans les pores de manière à les fermer et à former une barrière entre les déchets restant dans le sac ou enveloppe et le milieu extérieur pendant une période d'au moins trois mois à compter du remplissage du sac ou enveloppe.
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La phase liquide passant à travers les pores coule à travers la bande-tamis du convoyeur dans le collecteur 46. La phase liquide récoltée dans le collecteur 46 contient des composés qui sont plus facilement dégradés et absorbés par des plantes,..., que les composés de la phase restant dans le sac.
Ladite phase liquide peut alors être épandue sur des champs ou traitée dans des stations d'épuration, tandis que les matières ou particules solides restantes contenues dans le sac peuvent être traitées sur un site de compostage ou peuvent être traitées simultanément avec d'autres déchets organiques tels que des déchets municipaux.
Dans une forme de réalisation de sac ou conteneur poreux utilisé pour traiter des déchets liquides, en particulier des déchets liquides d'animaux tels que des lisiers de cochons, la paroi du sac ou conteneur est muni d'un moyen pour capter au moins partiellement l'ammoniac présent dans les déchets. Un tel moyen peut par exemple être un sel, du charbon actif ou une résine telle qu'une résine d'acide fort par exemple des copolymères sulfonés de styrène et de divinylbenzène (résine échangeuse d'ions).
De cette manière le sac ou conteneur garde au moins partiellement l'ammoniac présent dans la phase liquide, de sorte que la phase liquide sortant du sac ou conteneur contient moins de 50% de l'azote présent dans les déchets. La phase liquide sortant du sac ou conteneur peut alors sans aucun risque être épandue sur des champs.
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Le contenu du sac ou conteneur poreux peut, alors après broyage, être mélangé a un métal alcalin ou alcalinot-erreux tel qu'un oxyde, hydroxyde, carbonate de calcium et/ou de magnésium et placé dans un conteneur tel qu'un conteneur en carton de manière à obtenir un engrais NPK de composition déterminée.
Grâce à un tel sac ou conteneur le procédé peut être considéré comme étant un système écologique intégré permettant, d'une part la séparation d'une phase liquide de la phase solide et, d'autre part, d'obtenir un engrais NPK à haute valeur ajoutée sur'le site même où les déchets d'animaux sont produits.
Avantageusement, les déchets organiques liquides sont traités dans une enveloppe ayant la forme d'un conteneur en carton dont la paroi a des pores de dimension inférieure à 100 microns. La phase liquide des déchets organiques peut alors passer à travers ladite paroi de manière à concentrer la matière solide dans le conteneur. Lors du passage de la phase liquide à travers les pores, de la matière solide bouche les pores pour former une barrière au moins pendant une période de trois mois à compter de son remplissage.
Ledit conteneur peut alors être déversé dans un trou avec d'autres déchets tels que des déchets municipaux.
Aux figures 2 à 5 est représenté un autre procédé suivant l'invention.
Dans ce procédé, des déchets organiques tels que des déchets municipaux, lisiers de cochons sont collectés dans des conteneurs en carton 1. Lesdits conteneurs 1 transportés par un camion 2 sont déversés dans un trou 3 dont le fond 4 est avantageusement muni
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d'un film en polyéthylène ou d'une couche d'argile 5 sur lequel sont placés des drains 6 destinés à collecter des eaux et à amener ces eaux vers une station d'épuration 7 (voir figure 2).
'Au moyen d'un bulldozer, les conteneurs 1 sont placés en couche 8 et sont recouverts d'une couche de sable 9 (voir figure 3).
Les conteneurs 1 réalisés en carton ont des parois ayant une épaisseur suffisante pour résister au passage sur eux d'un bulldozer et à la compression due à la couche de sable 9.
Des tubes verticaux 10 sont placés dans le trou 3, lesdits tubes servant de collecteur de gaz. Le gaz qui est collecté est conduit, par exemple, à un brûleur (non représenté). Lesdits tubes verticaux 10 sont reliés à des tubes horizontaux 11 placés dans la couche de sable.
Après avoir recouvert la première couche 8 de conteneurs 1 avec une première couche de sable 9, une deuxième couche 12 de conteneurs 1 est placée sur la première couche de sable 9, une seconde couche de sable 13 munie de tubes horizontaux 11 est placée sur la seconde couche 12 de conteneurs 1, une troisième couche 14 de conteneurs 1 est placée sur la seconde couche de sable 13 et enfin une troisième couche de sable 15 est placée sur la troisième couche 14 de conteneurs 1 (voir figure 4).
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A ce moment, les déchets organiques contenus dans les conteneurs 1 de la première couche 8 ont déjà été soumis à une acidogénèse ou acidification et la méthanisation des déchets de cette couche 8 commencent, tandis que pour les déchets contenus dans les conteneurs 1 de la troisième couche 14, l'acidogénèse ou l'acidification ne fait que commencer.
Après une période d'environ trois mois à compter du déchargement des conteneurs 1 de la première couche 8 dans le trou 3, le carton desdits conteneurs 1 de la couche 8 commencent à se dégrader de sorte que ladite première couche 8 devient une couche sensiblement homogène (voir figure 5).
Dans la figure 6, qui est une vue partielle, à plus grande échelle de la première et deuxième couches, les écoulements des eaux et des gaz ont été représentés.
Lorsqu'il pleut, l'eau W coule à travers les différentes couches 8,9, 12 et est évacuée par le drain 6. Comme représenté à la figure 6, l'eau ne peut passer à l'intérieur du conteneur 1 de la couche 12 et n'est pas capable de s'enrichir avec des composés acides produits lors de l'acidogénèse ou l'acidification des déchets contenus dans les conteneurs 1. Ces composés acides ne passent dès lors pas dans la première couche 8 qui est en phase de méthanisation.
D'autre part, des produits gazeux G1 tels que CH., H et H2S qui sont produits dans la première couche 8 sont au moins partiellement G3 collectés par les tubes 10, 11. Les produits gazeux non collectés G2 ne sont pas capables d'entrer dans le conteneur 1 grâce à
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la paroi en carton. De plus, dans lesdits conteneurs 1 certains produits gazeux G4 sont déjà produits, cette production formant également une barrière contre l'introduction de produits gazeux G2 à l'intérieur de conteneurs 1.
De plus, la paroi en carton des conteneurs fournit une barrière thermique, c'est-à-dire qu'entre l'eau de pluie froide W qui traverse la couche de conteneurs et les déchets organiques contenus dans le conteneur, seul un faible transfert thermique existe.
La température des déchets contenus dans les conteneurs peut dès lors être maintenue aussi haute que possible et reste sensiblement constante, favorisant de cette manière la croissance de microorganismes.
Dans le procédé montré à titre d'exemple uniquement aux figures 2 à 6, les parois des conteneurs sont réalisées en carton de manière à favoriser la croissance de microorganismes utiles à l'acidogénèse ou la méthanisation, et ont une épaisseur telle que lesdites parois conservent des propriétés mécaniques suffisantes pendant une période d'au moins trois mois à compter du déversement du conteneur dans le trou ou décharge. Lesdites parois créent pendant cette période une barrière entre les déchets organiques contenus dans le conteneur et le milieu extérieur au conteneur, de manière à'réduire un passage possible d'eau dans le conteneur et une perte possible de microorganismes hors du conteneur.
Les figures 7 et 8 montrent une forme de réalisation d'un conteneur qui peut être utilisé dans un procédé suivant l'invention.
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Le conteneur 1 comprend une partie cylindrique 21 fermée à ses extrémités par une première plaque 22 et une seconde plaque 23. La première plaque 22 présente une ouverture centrale 19 pour remplir le conteneur 1, ladite ouverture étant fermée par un couvercle 24 après le remplissage du conteneur 1.
Ladite plaque 22 est également munie de petites ouvertures situées entre le bord 31 de la plaque 22 et l'ouverture centrale 19, dans lesquelles des papiers filtres 25 à 30 sont placés de manière à permettre l'évacuation de produits gazeux.
Lorsque le conteneur 1 est déversé dans un trou, il est de préférence placé dans une position dans laquelle les plaques 22,23 sont verticales (voir figure 8). Un peu de liquide qui est contenu dans le conteneur peut passer à travers certains papiers filtres 25 à 29. Cependant, après quelques minutes d'écoulement, les pores des papiers filtres se bouchent de sorte que lesdits papiers filtres forment également une barrière au passage de liquides. Ledit conteneur peut être réalisé en carton. Quelques exemples de carton qui peuvent être utilisés sont donnés ci-après.
Exemple 1
Un carton à trois couches dont la couche du milieu est ondulée avait une épaisseur de 0,5 cm. Ce carton a été préparé de manière connue en soi à partir d'un mélange de cellulose.
Ensuite, une couche de bitume a été déposée sur le carton avec une brosse (épaisseur de la couche de bitume : 0,1 cm).
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Ladite couche de bitume était destinée à former la face interne du conteneur.
Exemple 2
Un mélange connu pour carton contenant de la cellulose, du carbonate de calcium et d'autres additifs connus a été préparé (Ref 1). A ce mélange, des souches de Clestridium et de Méthanobactérium ont été ajoutées de manière à obtenir un carton contenant environ 10.000 germes par cm3 de carton. La densité
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I du carton était d'environ 650 g/m2 Exemple 3
Sur un carton mono couche ayant une épaisseur de à 0,4 cm, un papier filtre y a été fixé à différents points au moyen de colle. La taille des pores du papier filtre était de 50 li Ledit papier filtre était destiné à former la face interne d'un conteneur.
Préalablement à la fixation du papier filtre des trous ont été percés dans le carton au moyen d'aiguilles.
Exemple 4
Un film de carton d'une épaisseur d'environ 0,1 cm a été enroulé sur un mandrin de manière à obtenir un corps cylindrique dont la paroi avait une épaisseur de 0,5 cm. Après avoir enlevé ledit corps cylindrique (des agrafes maintenant la forme cylindrique dudit corps) du mandrin le corps est muni à chacune de ses extrémités de plaques dont les bords sont après
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pliage collés sur le corps cylindrique.
Des conteneurs qui peuvent également être utilisés dans des procédés selon l'invention sont : * Une boîte en carton courante, par exemple, une boîte ayant un volume d'environ 1m3 dans laquelle un sac poreux en cellulose est introduit (pores de dimension inférieure à 100 microns) :
Une telle boite peut être utilisée comme suit pour le traitement de lisier de cochons.
Le lisier de cochon (+ liquide) est placé dans le sac de manière à permettre à concentrer dans le
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sac les matières solides du lisier. Environ 50% des nitrates du lisier restent dans le sac, tandis que les autres 50% sont recueillis sous forme d'un liquide coloré utile pour l'agriculture. Le sac contenant le lisier concentré est alors placé dans la boîte, cette dernière étant ensuite déchargée dans un trou.
* Un conteneur en carton dont la paroi a une épaisseur de 1 cm et présente des pores ayant une dimension comprise entre 20 et 30 .
Lorsque du lisier de cochons (liquide) est placé dans cette boîte, un liquide coloré sort par les parois. Ce liquide est collecté et utilisé en tant que fertilisant.
La concentration en matières solides du lisier de cochons permet de réduire le coût du transport des déchets vers un trou ou décharge.
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Des cartons présentant des pores ayant une dimension prédéterminée peuvent être fabriqués par la technique décrite dans l'exemple 3 ou par d'autres techniques connues.
Pour activer ou initier l'acidogénèse, l'acidification ou la méthanisation, de nombreuses souches peuvent être utilisées en tant qu'additifs aux déchets ou au carton, ou au film (de bitume) couvrant le carton.
Ces souches sont, par exemple, des souches de Cellulolytrys, Clestridium, Bacillus, Methanobactérium, Methanospérillium, Methanojanica, Desulfovibris Acetobacter, Pseudomonas,...
Ref 1 :"Le Carton Ondulé"édité en 1984 par U. S. F. O.
90, rue d'Anst, F-75009 PARIS
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PROCESS AND ENCLOSURE FOR TREATING WASTE
ORGANIC
The present invention relates to a method for treating organic waste, in particular liquid organic waste.
Until now, liquid animal waste has been treated by spreading it on fields. Such spreading is one of the most important causes of pollution of groundwater, river water, ... because of the high content of this waste in N, P, K, S, ...
The applicant has noted that liquid animal waste or other liquid waste such as water treatment sludge consists of a liquid phase in which solid materials are dispersed and that the liquid phase contains water and compounds containing N, P, K, S which are more easily degraded than solids.
The applicant has noted that, for animal waste such as liquid manure (liquid pig waste), it is possible to increase the speed of treatment of the waste when the liquid phase and the solid phase are treated separately, mainly when the latter is placed in an envelope, the walls of which form a barrier for at least 3 months after the filling of said envelope.
The invention therefore relates inter alia to a method in which the waste is placed in an envelope having porous walls to separate at
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at least partially the liquid phase of solid waste and in which the liquid phase is collected so as to treat it separately from solid waste.
The applicant noted that by using such an envelope, it was possible to separate pig slurry into a liquid phase containing about 50% of the total amount of N, P, K, S and into another phase containing solids or particles with the amount of N, P, K, S remaining.
The liquid phase can then be treated separately from the phase containing the solid materials.
For example, said liquid phase which contains compounds which are easily degraded can be spread on fields as a fertilizer, since thanks to the high rate of degradation of these compounds and / or the high speed of absorption of these compounds by plants, the risks of pollution of groundwater or rivers are minimized.
The phase containing the solids for which longer degradation times are required can be stored in said envelope on a composting site or can be placed in a cardboard container and thrown into a hole with other waste such as waste municipal.
The Applicant has noticed that by placing the phase containing solid materials in an envelope made of a biodegradable material whose wall has pores which are closed by solid materials during the passage through them of a liquid phase, it was possible to increase the speed of
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degradation of solid matter. This increase seems to be due to the formation of a barrier between the internal medium (solid material) of the envelope and the external medium thereof, said barrier preventing, for example when it rains, on the one hand, the loss of microorganisms useful for degradation and, on the other hand, a mixture of the solid matter with a large amount of rainwater.
When it rains, rainwater slides on the surface of the envelope.
The wall of this envelope, the large pores of which have been blocked by particles of solid material also forms a thermal barrier so that the temperature of the material contained in the envelope can increase more quickly thanks to the heat given off by the reactions. degradation or fermentation.
The envelope must be made of a degradable material so that the content of the envelope can be subjected to acidification without transfer of microorganisms to the outside of the envelope, to anaerobic digestion without transfer of microorganisms or with the addition of water and finally anaerobic digestion in the presence of water, such as rainwater, groundwater.
Said envelope is preferably made of cellulose or cellulose derivatives and the wall of which has a nonwoven structure.
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When said envelope has the shape of a bag and when said envelope is intended to be thrown into a hole or discharge before being covered with a layer of soil, said envelope is advantageously placed in a cardboard container before being discharged.
The invention also relates to a process for treating organic waste such as solid phases of animal waste or municipal waste.
In known methods, solid organic waste is collected and discharged into a hole before being covered with a layer of soil. Municipal waste is generally collected by means of bags which are poured into the hole.
After dumping, a bulldozer is used to level the rubbish in the hole and to compress it. During this operation, the bags are torn.
When special trucks are used for the collection of refuse and for their transport to the landfill or hole, the bags are already compressed or compacted and are therefore already torn after this operation.
The garbage or waste placed in the hole or landfill is then covered with a layer of soil.
In this known process, after having covered the waste with a layer of soil, the waste discharged first into the hole (i.e. the lower layer of waste) has already been subjected to the action
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microorganisms for acidogenesis or acidification so that anaerobic digestion of this waste with microorganisms can begin, while the waste last discharged (i.e. the top layer of waste) only begins to be subjected to acidogenesis or acidification.
When it rains, rainwater passes through the waste so that this water is enriched in acid compounds, nitrate, and displaces the microorganisms in the waste.
Therefore, microorganisms for acidogenesis or acidification as well as acid compounds present in the upper layer of waste are moved to a lower layer of waste. The applicant has noticed that such a displacement was unfavorable for the methanation reactions of the lower layer.
Likewise, the applicant has noticed that gaseous products originating from anaerobic digestion reactions in the lower layer such as, inter alia, CH., HL, H2S inhibit the acidogenesis or acidification reactions when they pass through the upper layer.
This transfer of acid compounds, microorganisms, gaseous products is therefore harmful for the efficiency of the treatment of the waste placed in the hole. Very long periods of time, 5 years or more, are therefore required to obtain a substantially total treatment of all the waste.
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The applicant has found that when the waste was placed in a cardboard container, the latter promoting the growth of microorganisms useful for acidogenesis and / or methanization, it was possible to avoid the disadvantages of the known process, that is to say that is, to avoid the passage of gaseous products through waste in the acidification or acidogenesis phase, to avoid the passage of acid compounds in the waste in a phase of the start of methanization.
The applicant has also noticed that the use of a cardboard container reduces the possible losses of microorganisms when it is necessary since only when the cardboard is degraded, such a loss is possible.
The applicant has found that the containers must have sufficient mechanical properties for a period of at least approximately three months from the dumping of the container into the hole, so as to reduce during this period a possible passage of water, of acid compounds , gaseous products in the container, as well as reducing the loss of microorganisms.
Advantageously, the containers are unloaded into the hole in layers separated from each other by a layer of sand.
According to one embodiment of the method according to the invention, the cardboard container or a bag intended to be placed in a cardboard container has pores having a dimension of less than 100 microns, preferably between 20 and 50 microns, of so as to allow, when collecting in the
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container or bag of liquids loaded with organic particles, said liquids to pass through the pores of the container or bag to concentrate the organic waste in the container or bag.
Fine particles of organic waste are placed in the pores when liquids pass through them, so that when the container or container containing the bag is discharged into the hole, its wall forms a reducing barrier during a period of at least 3 months from the spill, possible introduction of water into the container.
Containers which are suitable for carrying out the process according to the invention are containers having at least one opening for filling and discharging gaseous products. Said containers are made of cardboard and have a wall whose thickness is such that they retain sufficient mechanical properties for a period of at least three months from the pouring of the container into the hole, so as to create during this period a barrier between the organic waste contained in the container and the environment existing outside the container.
Advantageously, the wall of the containers consists of a layer of cardboard and a layer of bitumen, of biodegradable synthetic material or of a biodegradable film having a porosity of less than 100 microns. Said wall can, for example, be made of cardboard or be a cardboard provided, on at least one of its faces, with a thin biodegradable film, such as polypropylene.
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The cardboard is preferably a cardboard with several layers, an intermediate layer of which is corrugated.
To obtain a cardboard having sufficient strength, the cardboard can be reinforced or can have a thickness greater than 0.4 cm, preferably between 0.5 and 1 cm. In one embodiment of the container, the carton contains strains of microorganisms for acidogenesis or anaerobic digestion to promote the development of microorganisms in the waste.
Other details and characteristics of the invention will emerge from the following description in which reference is made to the accompanying drawings.
In these drawings: - Figure 1 is a schematic view of a method according to the invention; Figures 2 to 5 are schematic views showing different steps of another method according to the invention; - Figure 6 is a partial view, on a larger scale of the step shown in Figure 5; FIG. 7 is a perspective sectional view of a container which can be used in a method according to the invention, and
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Figure 8 is a front view of the container shown in Figure 7 in the supine position.
In Figure 1, a method according to the invention is shown schematically. In this process, liquid organic waste, such as pig manure, liquid chicken waste or water treatment sludge, is stored in a tank 40 and is led by a pipe 41 and a pump 42 in bags 43. Liquid organic waste consists of a liquid phase in which solid materials or particles are dispersed.
Said bags 43 are placed in a bag support 44 intended to keep the bag in shape when it is filled with liquid organic waste.
Said bag supports 44 are placed. on a belt conveyor 45, the latter consisting of a sieve. The conveyor 45 is located above a collector 46 intended to collect liquids from the bags.
The bag 43 is made of cellulose and has a nonwoven structure having pores having a dimension of less than 100 microns. Said pores allow at least partial evacuation of the bag from the liquid phase of the waste. During the passage of the liquid phase through the pores, solids or particles enter the pores so as to close them and form a barrier between the waste remaining in the bag or envelope and the external medium for a period of at least at least three months from filling the bag or envelope.
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The liquid phase passing through the pores flows through the sieve belt of the conveyor in the collector 46. The liquid phase collected in the collector 46 contains compounds which are more easily degraded and absorbed by plants, ..., than the phase compounds remaining in the bag.
Said liquid phase can then be spread on fields or treated in sewage treatment plants, while the remaining solid materials or particles contained in the bag can be treated on a composting site or can be treated simultaneously with other organic waste such as municipal waste.
In one embodiment of a porous bag or container used for treating liquid waste, in particular liquid animal waste such as pig manure, the wall of the bag or container is provided with means for at least partially capturing the ammonia present in the waste. Such a means can for example be a salt, activated carbon or a resin such as a strong acid resin, for example sulfonated copolymers of styrene and divinylbenzene (ion exchange resin).
In this way the bag or container at least partially keeps the ammonia present in the liquid phase, so that the liquid phase leaving the bag or container contains less than 50% of the nitrogen present in the waste. The liquid phase leaving the bag or container can then without any risk be spread on fields.
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The contents of the porous bag or container can, then after grinding, be mixed with an alkali or alkaline-earth metal such as an oxide, hydroxide, calcium and / or magnesium carbonate and placed in a container such as a container. carton so as to obtain a NPK fertilizer of determined composition.
Thanks to such a bag or container, the process can be considered as an integrated ecological system allowing, on the one hand the separation of a liquid phase from the solid phase and, on the other hand, obtaining a high NPK fertilizer. added value on the site where animal waste is produced.
Advantageously, the liquid organic waste is treated in an envelope having the shape of a cardboard container, the wall of which has pores of dimension less than 100 microns. The liquid phase of organic waste can then pass through said wall so as to concentrate the solid material in the container. During the passage of the liquid phase through the pores, solid material plugs the pores to form a barrier at least for a period of three months from its filling.
Said container can then be poured into a hole with other waste such as municipal waste.
Figures 2 to 5 show another process according to the invention.
In this process, organic waste such as municipal waste, pig manure is collected in cardboard containers 1. Said containers 1 transported by a truck 2 are poured into a hole 3 whose bottom 4 is advantageously provided
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a polyethylene film or a layer of clay 5 on which are placed drains 6 intended to collect water and to bring this water to a treatment plant 7 (see FIG. 2).
'By means of a bulldozer, the containers 1 are placed in layer 8 and are covered with a layer of sand 9 (see Figure 3).
The containers 1 made of cardboard have walls having a thickness sufficient to withstand the passage over them of a bulldozer and the compression due to the layer of sand 9.
Vertical tubes 10 are placed in the hole 3, said tubes serving as a gas collector. The gas which is collected is led, for example, to a burner (not shown). Said vertical tubes 10 are connected to horizontal tubes 11 placed in the layer of sand.
After having covered the first layer 8 of containers 1 with a first layer of sand 9, a second layer 12 of containers 1 is placed on the first layer of sand 9, a second layer of sand 13 provided with horizontal tubes 11 is placed on the second layer 12 of containers 1, a third layer 14 of containers 1 is placed on the second layer of sand 13 and finally a third layer of sand 15 is placed on the third layer 14 of containers 1 (see FIG. 4).
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At this time, the organic waste contained in the containers 1 of the first layer 8 has already been subjected to an acidogenesis or acidification and the anaerobic digestion of the waste of this layer 8 begins, while for the waste contained in the containers 1 of the third layer 14, acidogenesis or acidification is just beginning.
After a period of approximately three months from the unloading of the containers 1 of the first layer 8 into the hole 3, the cardboard of the said containers 1 of the layer 8 begins to degrade so that the said first layer 8 becomes a substantially homogeneous layer (see figure 5).
In FIG. 6, which is a partial view, on a larger scale of the first and second layers, the flows of water and gases have been represented.
When it rains, the water W flows through the different layers 8, 9, 12 and is discharged through the drain 6. As shown in FIG. 6, the water cannot pass inside the container 1 of the layer 12 and is not capable of enriching itself with acid compounds produced during acidogenesis or acidification of the waste contained in containers 1. These acid compounds therefore do not pass into the first layer 8 which is in anaerobic digestion phase.
On the other hand, gaseous products G1 such as CH., H and H2S which are produced in the first layer 8 are at least partially G3 collected by the tubes 10, 11. The non-collected gaseous products G2 are not capable of enter container 1 thanks to
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the cardboard wall. Furthermore, in said containers 1 certain gaseous products G4 are already produced, this production also forming a barrier against the introduction of gaseous products G2 inside containers 1.
In addition, the cardboard wall of the containers provides a thermal barrier, that is to say that between the cold rainwater W which passes through the layer of containers and the organic waste contained in the container, only a small transfer thermal exists.
The temperature of the waste contained in the containers can therefore be kept as high as possible and remains substantially constant, thereby promoting the growth of microorganisms.
In the method shown by way of example only in FIGS. 2 to 6, the walls of the containers are made of cardboard so as to promote the growth of microorganisms useful for acidogenesis or anaerobic digestion, and have a thickness such that said walls retain sufficient mechanical properties for a period of at least three months from the spillage of the container into the hole or discharge. Said walls create during this period a barrier between the organic waste contained in the container and the environment external to the container, so as to reduce a possible passage of water in the container and a possible loss of microorganisms outside the container.
Figures 7 and 8 show an embodiment of a container which can be used in a method according to the invention.
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The container 1 comprises a cylindrical part 21 closed at its ends by a first plate 22 and a second plate 23. The first plate 22 has a central opening 19 for filling the container 1, said opening being closed by a cover 24 after the filling of the container. container 1.
Said plate 22 is also provided with small openings located between the edge 31 of the plate 22 and the central opening 19, in which filter papers 25 to 30 are placed so as to allow the evacuation of gaseous products.
When the container 1 is poured into a hole, it is preferably placed in a position in which the plates 22, 23 are vertical (see FIG. 8). A little liquid which is contained in the container can pass through certain filter papers 25 to 29. However, after a few minutes of flow, the pores of the filter papers become blocked so that said filter papers also form a barrier to the passage of liquids. Said container can be made of cardboard. Some examples of cardboard that can be used are given below.
Example 1
A three-layer cardboard with a corrugated middle layer was 0.5 cm thick. This cardboard was prepared in a manner known per se from a mixture of cellulose.
Then, a layer of bitumen was deposited on the cardboard with a brush (thickness of the bitumen layer: 0.1 cm).
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Said bitumen layer was intended to form the internal face of the container.
Example 2
A known cardboard mixture containing cellulose, calcium carbonate and other known additives was prepared (Ref 1). To this mixture, Clestridium and Methanobacterium strains were added so as to obtain a carton containing approximately 10,000 germs per cm 3 of carton. The density
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I of the carton was about 650 g / m2 Example 3
On a single-layer cardboard having a thickness of 0.4 cm, a filter paper was attached to it at various points by means of glue. The pore size of the filter paper was 50 μl. The said filter paper was intended to form the internal face of a container.
Before fixing the filter paper, holes were drilled in the cardboard using needles.
Example 4
A cardboard film with a thickness of about 0.1 cm was wound on a mandrel so as to obtain a cylindrical body whose wall had a thickness of 0.5 cm. After removing said cylindrical body (staples maintaining the cylindrical shape of said body) from the mandrel the body is provided at each of its ends with plates whose edges are after
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folding glued to the cylindrical body.
Containers which can also be used in processes according to the invention are: * A common cardboard box, for example, a box having a volume of approximately 1m3 into which a porous cellulose bag is introduced (pores of size less than 100 microns):
Such a box can be used as follows for the treatment of pig manure.
Pig slurry (+ liquid) is placed in the bag so as to allow concentration in the
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bag the slurry solids. About 50% of the manure nitrates remain in the bag, while the other 50% is collected as a colored liquid useful for agriculture. The bag containing concentrated slurry is then placed in the box, the latter then being discharged into a hole.
* A cardboard container whose wall has a thickness of 1 cm and has pores with a size between 20 and 30.
When pig manure (liquid) is placed in this box, a colored liquid comes out through the walls. This liquid is collected and used as a fertilizer.
The concentration of solids in pig manure reduces the cost of transporting waste to a hole or landfill.
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Cartons having pores having a predetermined size can be manufactured by the technique described in Example 3 or by other known techniques.
To activate or initiate acidogenesis, acidification or anaerobic digestion, numerous strains can be used as additives to waste or cardboard, or to the (bitumen) film covering the cardboard.
These strains are, for example, strains of Cellulolytrys, Clestridium, Bacillus, Methanobacterium, Methanosperillium, Methanojanica, Desulfovibris Acetobacter, Pseudomonas, ...
Ref 1: "Le Carton Ondulé" edited in 1984 by U. S. F. O.
90, rue d'Anst, F-75009 PARIS