FR2486067A1 - Procede a deux etapes pour le compostage de produits de putrefaction provenant de dechets organiques et/ou de boues de curage - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE A DEUX ETAPES POUR LE COMPOSTAGE DE PRODUITS DE PUTREFACTION PROVENANT DE DECHETS ORGANIQUES ETOU DE BOUES DE CURAGE. LES PRODUITS DE PUTREFACTION AMENES A UN RAPPORT CN APTE A LA PUTREFACTION SONT AMENES EN CONTINU ET EN CONTRE-COURANT AU COURS DE LA PREMIERE ETAPE I, TANDIS QU'ILS SONT AERES EN DISCONTINU AU COURS DE LA DEUXIEME ETAPE II QUI SUIT IMMEDIATEMENT LA PREMIERE, CETTE AERATION AYANT LIEU A DES INTERVALLES REGLABLES. L'INVENTION EST UTILISEE POUR LA PRODUCTION DE FOURRAGES A PARTIR DE DECHETS ORGANIQUES.
Description
La présente invention concerne un procédé à
deux étapes pour le compostage de produits de putréfac-
tion provenant de déchets organiques et/ou de boues de curage. D'après la demande de brevet de la République
Fédérale d'Allemagne DE-AS 24 23 744, il est connu de.
mélanger et d'aérer des boues de curage dans un silo de
putréfaction préalable avec addition de supports de car-
bone, pour les faire ensuite circuler après un temps de séjour de 24 heures dans l,'étage supérieur d'un silo à
putréfaction en comportant plusieurs, le produit de pu-
tréfaction étant alors aéré dans ce silo au cours d'une période comprise entre 12 et 24 heures avec de l'air préchauffé à +260C. Le produit de putréfaction ainsi traité est ensuite transféré dans un deuxième étage du silo o il est à nouveau aéré avec de l'air préchauffé à +260C. Ce processus se répète dans un troisième, un quatrième et un cinquième-étage du silo, après quoi, en ajoutant chaque fois 25 kg de cyanamide calcique pour 1 m3 de produit de putréfaction, on fait circuler 80% de ce dernier, via le silo de putréfaction préalable, dans un silo de putréfaction ultérieure ou un récipient d'aération afin d'effectuer une aération ultérieure avec
de l'air frais au cours d'une période de 8 à 10 jours.
Les 20% restants du produit de putréfaction sont ren--
yvoyés ensemnbli et mélangés dans le silo de putréfaction préalable avec de nouvelles boues de curage et une
quantité à nouveau prédéterminée d'un support de carbone.
De la sorte, les boues de curage sont putré-
3.0 fiées complètement, elles sont rendues hygiéniques et
soumises à une maturation ultérieure au cours de plu-
sieurs étapes opératoires successives, si bien que le
produit final est parfaitement utilisable en agriculture.
Etant donné que la durée de traitement dans les diffé-
rents étages atteint chaque fois 24 heures, on peut
envisager un passage continu.
Etant donné que, ainsi qu'on l'a constaté
par expériences on ne peut envisager de faire circu-
ler, par gravité et au moyen dzair comprimé, des boues de curage amenées à un état apte à la putréfaction, dans un procédé de ce type à plusieurs étapes9 il convient de prévoir, pour chacune d'elles, des éléments transporteurs mécaniques tels ques par exemple, des vis
transporteuses sans fin faisant circuler continuelle-
ment le produit de putréfaction. Toutefois, l'inter-
vention mécanique continuelle empêche la création dtun milieu biologique efficace à l'intérieur du produit de putréfaction en détruisant les filaments mycéliens qui se forment si bien que, en dépit des frais élevés
consentis pour l'appareillage, une putréfaction com-
plète du produit est impossible. De même, l'-aération inter-
mittente du silo de putréfaction préalable conjointement avec
un agitateur selon les propositions antérieures cons-
titue un obstacle à un bon amorçage de la putréfaction.
Par suite de celle aération à intervalles, on ne peut envisager que quelques espèces de bactéries et de micro-organismes participant normalement au processus de putréfaction dans des conditions de vie appropriées pour leur multiplication, ces conditions ne pouvant plus être modifiées au cours des stades ultérieurs de la putréfaction en raison du système de circulation d'air proposé. Enfin, l'aération différente.pour chaque stade de la putréfaction entraîne également des frais élevés tant en ce qui concerne l'appareillage
que le personnel.
Afin d'obtenir, comme produit final d'un processus de putréfaction devant être effectué à l'échelle industrielle, un humus de haute valeur,
biologiquement actif et parfait du point de vue hygié-
nique, autant que possible, toutes les bactéries et tous les microorganismes présents dans le produit de putréfaction doivent être dans des conditions de vie optimales afin qu'ils puissent se multiplier à la manière d'une explosion et qu'ainsi, grâce à leurs processus métaboliques, ils assurent la décomposition et la réaction des déchets organiques en humus en une plus courte période que dans la nature. Un processus de putréfaction de ce type est décrit, par exemple, dans la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne DE-AS 22 53 009. Dans cette demande de
brevet, en maintenant exactement les paramètres in-
fluençant le processus de putréfaction et réglés es-
sentiellement par l'admission d'air à l'intérieur de la colonne de matière se trouvant dans un réacteur à aération, on obtient une stratification différente de chaleur et d'oxygène et, partant, une répartition différente de bactéries spécifiques, conduisant ainsi
à une activité bactérienne aérobie et anaérobie diffé-
renciée qui est optimale pour le processus de putréfac-
tion. Dans un procédé de putréfaction de ce type, le produit de putréfaction circule dans le réacteur à aération au cours d'une période d'environ 14 à 20
jours, la durée de séjour étant déterminée essentielle-
ment par le degré de maturation souhaité du compost obtenu comme produit final. Si l'on raccourcit le
temps de putréfaction, on obtient alors un compost imma-
ture qui doit-alors être soumis à une maturation ulté-
rieure, de préférence, sous forme d'une meule. Cette maturation ultérieure nécessite des surfaces spéciales
et elle n'est absolument pas réglée en raison des in-
fluences atmosphériques. De même, il arrive que, par suite d'un esprit inévitable de lucre, un compost encore immature soit lancé dans le commerce, car le compost déversé en meules présente déjà extérieurement
l'aspect et l'odeur de la terre fraiche des bois.
Enfin, lors d'une maturation ultérieure dans la meule,
on enregistre des pertes d'azote utile.
En conséquence, la présente invention a pour objet d'optimaliser le compostage d'un compost formé à partir de déchets organiques et/ou de boues de curage en adoptant deux étapes opératoires en vue de créer, chaque fois en fonction du degré de matura- tion, des conditions biologiques optimales pour les bactéries et les micro-organismes agissant lors de la réaction de transformation du produit de putréfaction
en compost.
Au départ d'un procédé du type indiqué dans l'introduction ci-dessus, on réalise cet objet grâce
à la caractéristique suivante: les produits de putré-
faction amenés à un rapport C/N apte à la putréfaction sont aérés en continu et en contre-courant au cours
de la première étape, tandis qu'ils sont aérés en dis-
continu au cours de la deuxième étape qui suit immé-
diatement la première, cette aération ayant lieu à des
intervalles réglables.
Suivant une forme b réalisation préférée de
l'invention, les produits de putréfaction sont intro-
duits par le haut dans un premier récipient, tandis qu'ils sont expulsés par le fond de ce dernier de
telle sorte que chaque particule de la colonne de ma-
tière constituée des produits de putréfaction circule dans le premier récipient au cours d'une période de 7 à 14 jours, cette colonne de matière étant aérée continuellement et en contre-courant par le bas de telle sorte qu'il s'y forme des couches différentes
de chaleur et d'oxygène avec une répartition de bacté-
ries spécifiques aérobies et/ou anaérobies en vue de
putréfier chaque particule des produits de putréfac-
tion, tandis que les produits de putréfaction qui sont transférés dans un deuxième récipient dans la quantité dans laquelle ils sont évacués du premier, et qui sont
alors biologiquement actifs, circulent dans ce réci-
pient au cours d'une période de 14 à 20 jours, période au cours de laquelle ils sont aérés en discontinu à des intervalles calculés de telle sorte qu'il se produise exclusivement des processus de décomposition aérobies dans la colonne de matière se trouvant dans ce récipient afin de provoquer la maturation du produit
de putréfaction introduit.
On décrira ci-après d'autres caractéristi-
ques de l'invention.
Dans chacune des deux étapes, l'aération est réglée en fonction de la teneur en C02 de l'air évacué et de la teneur en humidité de chaque produit de putréfaction évacué de façon àd modifier la quantité d'air au cours de la première étape et la durée des intervalles, au cours de la
seconde.
Avant d'être transférés dans le deuxième récipient, les produits de putréfaction biologiquement actifs sont mélangés avec des additifs organiques et/
ou inorganiques qui les valorisent.
Au cours de la deuxième étape, la quantité d'air devant être acheminée au récipient, de même que
la durée de l'intervalle d'aération sont prédétermi-
nées à des valeurs fixes.
Tant au cours de la première étape qu'au cours de la seconde, la circulation d'air a lieu en
créant une surpression et/ou une dépression.
Ce procédé est appliqué pour la fabrication
de fourrages à partir de déchets organiques avec ou sans addi-
tifs que l'on ajoute éventuellement avant d'introduire le produit de putréfaction dans la deuxième étape du procédé. Grâce au procédé de putréfaction à deux étapes suivant l'invention, pour la première fois, on
achemine le produit putréfié au cours d'une étape opé-
ratoire excellente à une deuxième étape à l'abri de l'atmosphère et au cours de laquelle les organismes
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aérobies uniquement actifs au cours de cette étape
sont également dans des conditions de vie optimales.
Dès lors, un milieu biologique différent est attri-
bué à chaque étape opératoire, notamment une strati-
fication différenciée de bactéries et de m:icro-orga- nismes anaérobies et aérobies au cours de la première étape, ainsi qu'une maturation complètement aérobie du produit de putréfaction au cours de la deuxième étape, une aération continue à contre-courant étant adoptée au cours de la première étape, tandis qu'une aération à intervalles est appliquée au cours de la deuxième étane. Grâce à l'aération à intervalles, des
canaux d'air se formant éventuellement lors de l'aé-
ration à l'intérieur de la colonne de matière peuvent se multiplier, tandis que les micro-organismes qui ont été altérés par l'apport d'airpeuvent se régénérer
au cours de l'arrêt d'aération, pour agir ensuite li-
brement. Lors du transfert du produit de putréfaction de la première à la deuxième étape, on peut aisément
le mélanger avec des additifs organiques et/ou inorga-
niques qui le valorisent. De même, avant la deuxième
étape, on peut ajouter du sable ou des cendres fine-
ment broyées afin d'adapter le compost mûr à chaque utilisation envisagée, comme cela est souhaitable en
horticulture industrielle. Etant donné que la putré-
faction ultérieure est effectuée dans un récipient fermé de toutes parts, il ne se produit aucune perte d'azote lors de la maturation du compost quittant la première étape, tandis que toutes les fractions
d'azote sont transformées en nitrate. Enfin, la dé-
composition de la fraction de carbone du produit de putréfaction peut être réglée avec une plus grande précision que précédemment au cours de la deuxième étape. Dès lors, grâce au procédé de la présente invention, non seulement on économise des surfaces
pour le dépôt de meules, ainsi que de la main-d1oeu-
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vre, mais on obtient également un produit meilleur.
Le compost mûr obtenu au terme de la deuxième étape
peut être emballé directement pour être ensuite ache-
miné vers le lieu d'exploitation. Enfin, grâce au procédé de la présente invention, à partir de déchets organiques et d'additifs appropriés, on peut obtenir
des fourrages au cours d'un procédé effectué en cir-
cuit fermé sans polluer l'environnement par des éma-
nations nauséabondes ou une atmosphère encrassée.
On décrira un exemple de réalisation-de l'invention en se référant à une illustration plus ou moins schématique d'une installation permettant
la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Sur des fondations 10 enfouies dans le sol>
on dresse un premier récipient I à section transver-
sale circulaire, ainsi qu'un deuxième récipient II également à section transversale circulaire, les parois de ces récipients comportant une isolation thermique, chacun de ces récipients comportant, dans
sa partie supérieure, une ouverture d'admission cen-
trale Il (non représentée plus en détail) et, au fond, une ouverture d'évacuation centrale 12. Aux ouvertures
d'admission 11) sont raccordés des dispositifs d'ali-
mentation ET 1 et ET 2 actionnés par des moteurs (ces dispositifs étant simplement illustrés schématiquement)
tandis que, aux ouvertures d'évacuation 12, sont rac-
cordés des dispositifs d'évacuation AT 1 et AT 2 éga-
lement entraînés par des moteurs. Au fond de chacun des récipients I et II, est chaque fois assemblé un
dispositif d'alimentation d'air LZ1 et LZ2, ces dis-
positifs étant alimentés en air frais prélevé de l'at-
mosphère par-une soufflerie à pression 18, 19 entrat-
née par un moteur (non représenté). L'air frais as-
piré par les souffleries est entra né en circulation, via des conduits d'aération 20 (non représentés plus en détail), dans les récipients I et Il pour passer,
ainsi qu'on le décrira ci-après, à travers les amon-
cellements de matières HWl, HW2 se trouvant dans les récipients précités. A l'intervention de souffleries aspirantes 21, 22, une dépression est créée au-dessus de chacune des colonnes de matière formées par les amoncellements précités, de sorte que le mélange d'air/ gaz sortant chaque fois à l'extrémité supérieure de la colonne de matière correspondante est aspiré, pour être ensuite envoyé dans l'atmosphère après avoir été purifié à travers un filtre 23. Dans chacune des
conduites d'évacuation d'air, sont montés des dispo-
sitifs 24 et 25 destinés à mesurer la teneur en CO2.
Par exemple, suivant la teneur en CO2 de l'air évacué
et suivant une valeur théorique prédéterminée, à l'in-
tervention d'un régulateur (non représenté) influen-
çant les moteurs d'entrainement des souffleries 18 et
19, le débit d'air à travers l'amoncellement de ma-
tières 11HW1 pour le récipient I est réglé ainsi qu'on le décrira encore ci-après. Le réglage du débit d'air
à travers le récipient II a lieu à l'aide d'un méca-
nisme de commutation connu en soi SW (non représenté plus en détail), ce mécanisme déterminant la durée de fonctionnement de la soufflerie à pression 19, de même que-la durée de fonctionnement de la soufflerie
aspirante 22,ainsi qu'on le décrira ci-après.
Chacun des récipients I et II est pourvu
d'une soupape à dépression 26, 27 mettant l'inté-
rieur de chaque récipient en communication avec l'atmosphère dès qu'une dépression prédéterminée est
dépassée dans le récipient en cause.
L'ouverture d'évacuation 12 du récipient I
est reliée, via un dispositif transporteur TF, au dis-
positif d'alimentation ET 2 prévu pour l'ouverture
d'admission 11 du récipient II. A l'ouverture d'éva-
cuation 12 du récipient Il, est adapté un dispositif
de déchargement AF coopérant, d'une manière non repré-
sentée plus en détail, avec un dispositif d'alimenta-
tion 30 prévu pour des sacs 27 destinés à recevoir le
compost mûr.
Le dispositif d'alimentation ET1 reçoit les déchets organiques à putréfier par un dispositif
transporteur approprié 31, tandis que, à l'interven-
tion d'un dispositif transporteur 32, il reçoit les additifs nécessaires pour le réglage d'un rapport C/N apte à la putréfaction, de m9me que le support
de carbone, par exemple, la sciure de bois. Le dis-
positif d'alimentation ET2 peut également recevoir, à l'intervention d'un dispositif transporteur 33, les additifs organiques et/ou inorganiques valorisant le produit de putréfaction. Ces additifs sont mélangés
intimement avec le produit presque complètement putré-
fié retiré du récipient I, avant de les acheminer, via le dispositif d'alimentation ET2, au récipient II
o ils participent au processus de maturation.
Le système décrit fonctionne de la manière suivante: Le produit de putréfaction (sous forme de la colonne de matière- HW1), réglé à un rapport C/N apte
à la putréfaction, est introduit, à l'aide du disposi-
tif d'alimentation ET1, dans le récipient I duquel il est évacué par le dispositif AF, circulant ainsi de haut en bas dans le sens des flèches 40 à l'intérieur de ce récipient I, tout en étant en même temps aéré par le dispositif d'alimentation d'air LZ1 dans le
sens des flèches 42, c'est-à-dire à contre-courant.
Ltaération est dosée de telle sorte que l'on obtienne, à l'intérieur de la colonne de matière se trouvant dans le récipient I, une stratification différente de chaleur et d'oxygène et, partant, une répartition
différente de bactéries et de micro-organismes spéci-
fiques participant au processus de putréfaction, ce
qui conduit à une activité bactérienne aérobie et ana-
érobie différenciée optimale pour le processus de pu-
tréfaction. En ltoccurrence, le débit horaire d'air
est égal à environ 1-2,5 fois le contenu du récipient.
On règle l'alimentation du produit de putréfaction et ltévacuation du produit putréfié de telle sorte que chaque particule de matière séjourne dans lamoncelle- ment au cours d'une période dueniriron 7 à 14 jours pour circuler à travers le récipient I. Un procédé de ce
type est décrit et illustré, par exemple, dans la deman-
de de brevet de la République Fédérale d'AllemagnLe DE-AS
o 25 41 070.
Le produit putréfié (c'est-à-dire un compost dit frais) évacué par le dispositif AT. est achenminé, en
fonction de la quantité évacuée, par le dispositif trans-
porteur TF et le dispositif d2alimentation ET2, au réci-
pient II dans lequel il se forme également un amoncelle-
ment de matière HW2. Cet amoncellement est constitué complètement d'un produit de putréfacti.on biologiquement actif. On règle alors le dispositif d'évacuation AT2 du récipient II de telle sorte que chaque particule circule dans l'amoncellement de ce récipient II au cours d'une période d2environ 14 à 20 jours. Dès lors, le débit à travers le récipient II et le volume de son contenu sont déterminés en fonction du débit et du volume du contenu du récipient I. Au cours de cette période, on effectue une aération intermittente en faisant intervenir la soufflerie à pression 19 et/ou la
soufflerie aspirante 22 de façon à chasser sous pres-
sion, à travers le récipient, un volume d'air corres-
pondant à 1-2 fois le contenu du récipient à des in-
tervalles de 1/4 à 3/4 heure, ces intervalles étant interrompus par des arrêts de 1 à 5 minutes. On peut régler aussi bien la durée de l'intervalle que le temps d'arrêt à l'aide du mécanisme de commutation précité
SW (non représenté plus en détail). On règle l'inter-
valle en évaluant, en particulier, la teneur en CO2 de l'air évacué hors du récipient Il, ainsi qu'en mesurant la teneur en humidité du compost mûr évacué de ce récipient II. Le compost mûr évacué peut alors être déversé directement (c'est-à-dire immédiatement à
sa sortie du récipient II) dans des sacs 27, ctest-à-
dire qu'il peut être emballé.
En outre, lorsque le produit de putréfaction a atteint le degré de siccité souhaité, on peut bien entendu acheminer de 1' humidité, en particulier, au récipient I. Cet apport d'humidité est décrit également dans la demande de brevet précitée de la République Fédérale d'Allemagne DE-AS 25 41 070. Toutefois, en règle générale, il convient d'éliminer l'humidité, cette élimination s'effectuant forcément, en particulier,
grâce à llaération à intervalles choisie dans le réci-
pient II.
En répartissant la putréfaction de déchets organiques de la manière décrite en un processus de putréfaction réglé et en un processus de maturation
également réglé, on peut réaliser des conditions opti-
males de putréfaction à l'échelle industrielle sur un espace minimum, améliorant ainsi considérablement le produit final. De même, on peut régler le temps de
séjour du produit de putréfaction dans les différents-
récipients, de telle sorte qu'il n'y ait qu'une putré-
faction partielle dans le récipient I, la putréfaction complète et la maturation ayant lieu dans le récipient FI. Dans ce&cas également, on maintient la circulation d'air décrite,si bien qu'il se produit des processus de décomposition aussi bien anaérobies qu'aérobies dans le récipient l, alors qu'il ne se produit que des processus de décomposition aérobies dans le récipient Il. De plus,
on peut ajouter des additifs appropriés entre les deux éta-
pes opératoires, permettant ainsi de valoriser le compost mûr ou de fabriquer, sans plus, un fourrage à partir de compost, ainsi qu'à partir de déchets organiques après
addition-d'additifs appropriés et après leur fermenta-
tion avec le compost dans un processus opératoire con-
tinu.
Claims (8)
1. Procédé à deux étapes pour le compostage de produits de putréfaction provenant de déchets organiques
et/ou de boues de curage, caractérisé en ce que les pro-
duits de putréfaction amenés à un rapport C/N apte à la putréfaction sont aérés en continu et en contre-courant au cours de la première étape, tandis qu'ils sont aérés en discontinu au cours de la deuxième étape qui suit immédiatement la première, cette aération ayant lieu à
des intervalles réglables.
2. Procédé suivant la revendication 1, carac-
térisé en ce que la putréfaction a lieu dans des condi-
tions anaérobies et aérobies au cours de la première étape tandis que, en revanche, elle nla lieu que dans
des conditions aérobies au cours de la deuxième étape.
3. Procédé suivant l'une quelconque des re-
vendications 1 et 2 caractérisé en ce que les produits de putréfaction sont introduits par le haut dans un premier récipient, tandis qu'ils sont expulsés par le fond de ce dernier de telle sorte que chaque particule de la colonne de matière constituée des produits de putréfaction circule dans le premier récipient au cours d'une période de 7 à 14 jours, cette colonne de matière étant aérée continuellement et en contre-courant par
le bas de telle sorte qu'il sty forme des couches dif-
férentes de chaleur et d'oxygène avec une répartition de bactéries spécifiques aérobies et/ou anaérobies en
vue de putréfier chaque particule des produits de pu-
tréfactiôn, tandis que les produits de putréfaction qui sont transférés dans un deuxième récipient dans la quantité dans laquelle ils sont évacués du premier, et qui sont alors biologiquement actifs, circulent dans ce récipient au cours d'une période de 14 à 20 jours, période au cours de laquelle ils sont aérés en discontinu.à des intervalles calculés de telle sorte
qu'il se produise exclusivement des processus de décom-
position aérobies dans la colonne de matière se trouvant dans ce récipient afin de provoquer la maturation du
produit de putréfaction introduit.
4. Procédé suivant l'une quelconque des re-
vendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans chacune des deux étapes, l'aération est réglée en fonction de la teneur en CO2 de l'air évacué et de la teneur en
humidité de chaque produit de putréfaction -
évacué de façon à modifier la quantité d'air au cours de la première étape et la durée des intervalles, au
cours de la seconde.
5. Procédé suivant l'une quelconque des re-
vendications 1 à 3, caractérisé en ce que, avant dtgtre transférés dans le deuxième récipient, les produits de putréfaction biologiquement actifs sont mélangés avec des additifs organiques et/ou inorganiques qui les valorisent.
6. Procédé suivant la revendication 4, carac-
térisé en ce que, au cours de la deuxième étape, la quan-
tité d'air devant être acheminée au récipient, de mAnme
que la durée de l'intervalle d'aération sont prédétermi-
nées à des valeurs fixes.
7. Procédé suivant l'une quelconque des re-
vendications l-à 6, caractérisé en ce que, tant au cours
de la première étape qulau cours de la seconde, la cir-
culation d'air a lieu en créant une surpression et/ou
lune dépression.
8. Procédé suivant l'une quelconque des re-
vendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est appli-
qué pour la fabrication de fourrages à partir de déchets organi-
ques avec ou sans additifs que l'on ajoute éventuellement avant d'introduire le produit de putréfaction dans la
deuxième étape du procédé.
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