PROCEDE ET INSTALLATION DE BIOMETHANISATION ET COMPOSTAGE INTEGRES INTEGRATED BIOMETHANIZATION AND COMPOSTING PROCESS AND INSTALLATION
DESCRIPTIONDESCRIPTION
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.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.
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.An area in which the processes mentioned have been or are still most of the time operated separately, sometimes consecutively, but never in a parallel and interactive manner, within the meaning of the present claims.
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.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.
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.Its implementation leads to a substantial improvement in the biological and energy yields of the techniques mentioned, the integration of which simultaneously makes it possible to widen their processing capacity to the full spectrum of the biomass of waste, and the minimization or even the elimination of their respective releases to the environment.
- 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- Claims 1 to 3 respectively establish the general concept, the main interactive factors and the associative condition of the treatment routes which determine the invention. - The general diagram of the process (Figure 1), represents a pre-treatment unit (1) supplying a biomethanization line
(2) et de compostage (3) avec-des déchets (4) .(2) and composting (3) with -waste (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.- The liquid effluent and the residual biomethanization sludge (5) are injected into the composting line, while the water or other liquid (6) necessary for the balance of the system, is returned to it at the level of the line of biomethanization whose products are respectively biogas (7), which will provide all or part of the process energy, and the solid and stabilized fraction of its effluent (8) whose intrinsic properties make it possible to envisage recovery in the food industry.
- 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) .- If the biomethanization line stops, its effluent injected into the composting line can be temporarily replaced by water, thus avoiding interrupting the production of 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.- Said diagram finally shows that the undesirable (10) are eliminated at the head of the process, at the level of the pre-treatment unit, which fulfills in this respect a general protection function of the 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.Through a specially designed pre-treatment and routing unit, 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.
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.In addition, 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.
- 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.- Figures 2 Λ 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.
- 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.- Buffer storage (1.7) can be made necessary in various places, depending on the conditions encountered in the supply of waste and according to the particularities presented by the particular techniques of biomethanization and composting engaged.
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.According to the claimed process, 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.
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.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.
Les revendications 6 et 7 définissent lesdits modules de transfert ainsi que leurs principales fonctions.Claims 6 and 7 define said transfer modules and their main functions.
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.Follow the cifco ^ at-c. vn av / usiC-ar-. ri-oc / υ 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 ÔXJL € composting (3.2) attached to this last line.
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.By the functions it brings together, 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.
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.To reduce the influence of the heterogeneity of the waste on the conditions of biomethanisation, 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.
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.Similarly for the extraction of digested materials, ~ u) do or more conditioning steps also allow to isolate the liquid fraction and separately treat the solid residue.
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.According to this conception, 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.
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 matièresClaim 8 specifies and lists the functions specifically characterizing the transfer module of the biomethanization line. 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
(*• 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) . . ( * • g) digested <- 1 "whose fraction not recycled in the bioreactor by the retroactive loop (2.1 4 ) is conveyed to the composting line after having given up its heat to the incoming materials in an exchanger (2.1 s).
La figure montre encore que des additifs (2-t- .) peuvent être dosés dans le module pour agir sur le déroulement biochimiqueThe figure also shows that additives (2-t-.) Can be dosed in the module to act on the biochemical sequence
déchets et combinaison de déchets organiques, elle possède dans le contexte urbain, une application privilégiée dans la mesure où, contrairement au compostage et à la biomethanisation envisagés individuellement, elle peut traiter localement, complètement et économiquement toute la fraction organique générée. waste and combination of organic waste, it has a privileged application in the urban context insofar as, unlike composting and biomethanization envisaged individually, it can treat locally, completely and economically all the organic fraction generated.
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.Indeed, through the play of complementarities developed between the two processes, it is no longer necessary to look outside the waste collection departments for co-substrates which would generate, in the event of an exclusive use of composting in urban areas, an increase in the total mass of waste to be treated on the order of a quarter to a third, accompanied by the corresponding transport costs.
- 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 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.