"Procédé de traitement des lisiers de porcherie"
La présente invention a pour objet un procédé de traitement des lisiers de porcherie.
La production nationale porcine avoisine 26,5 millions de têtes par an, ce qui représente un cheptel permanent de 11 millions de porcs.
En fonction de son mode d'alimentation, chaque porc produit environ 1 m3 de lisier au cours de sa vie. Les porcs sont en fait beaucoup plus polluants 10 que les êtres humains : chaque animal génère en effet une charge équivalente à 5 habitants.
L'épuration d'une telle pollution est techniquement compliquée et ce, d'autant plus, que l'on observe une grande disparité et une importante 15 atomisation des élevages.
Il est cependant bien connu que le lisier de porc, qui est constitué par un mélange de matières organiques et minérales plus ou moins diluées, possède une valeur fertilisante très intéressante.
Cette propriété se trouve notamment confirmée par le tableau ci-dessous qui indique les concentrations moyennes des principaux éléments présents dans le lisier de porc :
:
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Désignation Maxi Moyenne Mini ¦
~ 3--3----- C--__ _=__ _ --___ I , ~ matière sèche 11,26 7,43 3,60 l minéraux 2,76 1,94 1,12 ¦ .
% matière organique8,54 ~5,50 2,46 ~ N total 0,74 0,55 ~137 % N-NH4 0,43 0,33 0,23 ¦
% P2 05 0,64 0,40 0,15 ¦ % K20 0,51 0,39 0,27 lS Compte tenu de cette composition, la :;
destination la plus fréquente des lisiers de porc est l'épandage sur les sols, l'azote ammoniacal étant essentiellement oxydé en nitrate et absorbé sous cette ;~
forme par les plantes suivant le cycle :
nitrosomonas + 30~ - > 2N02- + 2H20 + 4H
2N02 nitrobacter + 2 > 2N03- ~ -Un tel épandage sur les sols n'est cependant pas sans présenter de nombreux inconvénients :
La charge polluante du lisier de porcherie peut être représentée par les valeurs moyennes suivantes o~tenues à partir d'un mélange provenant de ~ -différents élevages en tenant compte de critères tels la tallle d'exploitation, le temps de stockage ou le type de production :
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DC0 (demdnde ~.himique en oxygènc) en my tl'02 /1 : 29 663 DB05 (dem~llde biologi4ue en oxygène) en mg d'02/1 : ~ 75~
pH : 7,06 Conducti~lté en ~S/cm2 : 39 866 Indice de bio~égr~hilite ( DB0-- ) : 3,45 "Process for the treatment of pigyard manure"
The subject of the present invention is a process for the treatment of pig manure.
National pork production is close to 26.5 million head per year, which represents a permanent herd of 11 million pigs.
Depending on its mode of feeding, each pig produces about 1 m3 of slurry during his life. Pigs are actually much more polluting 10 than human beings: each animal generates indeed a charge equivalent to 5 inhabitants.
The purification of such pollution is technically complicated and all the more so since we observe a great disparity and a significant 15 atomization of farms.
However, it is well known that manure pork, which consists of a mixture of materials more or less diluted organic and mineral, has a very interesting fertilizing value.
This property is located in particular confirmed by the table below which indicates the average concentrations of the main elements present in pig manure:
:
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Designation Maxi Average Mini ¦
~ 3--3 ----- C --__ _ = __ _ --___ I, ~ dry matter 11.26 7.43 3.60 l minerals 2.76 1.94 1.12 ¦.
% organic matter 8.54 ~ 5.50 2.46 ~ Total N 0.74 0.55 ~ 137 % N-NH4 0.43 0.33 0.23 ¦
% P2 05 0.64 0.40 0.15 ¦% K20 0.51 0.39 0.27 lS Given this composition, the:;
the most common destination for pig manure is spreading on soils, ammoniacal nitrogen being essentially oxidized to nitrate and absorbed under this; ~
formed by plants following the cycle:
nitrosomonas + 30 ~ -> 2N02- + 2H20 + 4H
2N02 nitrobacter + 2> 2N03- ~ -However, such spreading on soils is not not without having many drawbacks:
The polluting load of pigyard slurry can be represented by mean values following o ~ held from a mixture from ~ -different farms taking into account criteria such as the operating height, storage time or type of production:
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DC0 (demdnde ~ .himique enoxygènec) in my tl'02 / 1: 29 663 DB05 (dem ~ biologi4ue in oxygen) in mg of O2 / 1: ~ 75 ~
pH: 7.06 Conducti ~ lté en ~ S / cm2: 39 866 Bio ~ egr ~ hilite index (DB0--): 3.45
2 dissous < 1 % de la saturdtion Ces mesures, en particulier l'indice de biodégradabilité (représentant le rapport de la quantité d'oxygène nécessaire pour transformer les molécules présentes dans le lisier en eau et en gaz carbonique à la quantité d'oxygène consommée pendant cinq jours par les bactéries présentes dans le lisier) prouvent bien que l'on est en présence de conditions permettant d'envisager une épuration biologique.
Cependant, et malgré l'importance des matières organiques, cette possibilité se trouve freinée par la forte valeur de l.a conductivité qui est directement liée à la quantité de sels dissous ; il est en effet bien connu que ces derniers induisent des variations de la pression osmotique qui freinent le développement des bactéries de la flore banale permettant d'obtenir des réactions à cinétique normale.
Cette caractéristique, liée à la faible teneur des lisiers en oxygène dissous, limite ainsi le développement des bactéries habituelles et participe à
la mise en placedes bactéries anaérobies (donc à
cinétique lente) induisant des fermentations appartenant au groupe des fermentations putrides produisant des substances très volatiles et olfactives dont le seuil de perception est parfois inférieur à la ppm. Cette nuisance pour l'environnement est particulièrement gênante lors des chutes de pression : 3S
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2~5~'~3~L.
atmosphericlue créant alors un déséquil.ibre entre les pressions .internes et externes et provo~uant ainsi un relar~age plus lmportant des gaz dissous~ Cet .inconvénient fait que l'épandage des lisiers est soumis à des normes limitantes voire contraignantes pour les éleveurs : 11 est notamment interdit d'épandre des lisiers pendant les mois d'été.
Par ailleurs, il est généralement admis que, pour se trouver dans les conditions idéales pour une épuration biologique, le rapport C/N/P doit être égal à 100/5/1. Par convention, le facteur C qui représente le carbone organique total est assimilé à la DBO5, ce qui, en considérant la valeur moyenne de la DBOs dans des lisiers de porcherie pourrait s'écrire :
DBO5 - N _ p 8 750 mg 437 mg 88 mg Or, dans le cas d'un lisier de porcherie ~oyen, ces valeurs deviennent en réalité : -:
8 750 mg 3 330 mg 1 778 mg :~
Ces valeurs correspondent à un rapport C/N/P
égal à 100/38/20, ce qui signifie que, par rapport aux valeurs idéales, les lisiers de porcs contiennent environ 7,5 ~ois trop d'azote et 20 fois trop de phOSphore Cette forte teneur en azote entraîne la formati.on de quantité importante de nitrates très solubles et se fixant plus ou moins bien dans les sols et qui, lors de fortes précipitations, se trouvent entralnés et stockés dans les nappes sous-jacentes, pouvant rendre l'eau impropre à la consommation ~.
domestique ; ces fortes quantités de nitrates présentent également l'inconvénient d'avoir un effet fertilisant de nature à modi.fier la flore des cours d~eau en aidant liimplantation de végétaux et .
2~
réduisant d'autant la disponibilité en o~ygène, ce qui provoque la ~i.sparition de ce:rtains po.issons : il s'agit là du phénomène bi.en connu d'eutrophisation, qui, dans 1e cas de réserves fermées telles que les lacs, peut aboutir à leur transformation en tourbières.
La présence d'un excès de phosphore n'est pas non plus sans inconvénient, même si elle est, a priori, moins gênante que la présence de nitrates : en effet, sous l'action de fortes précipitations, il se produit un léger lessivage des phosphates qui se trouvent stockés et relargues dans le temps, ce qui représente un effet dynamisant sur la pousse des végétaux.
Il convient, par ailleurs, de mentionner que les lisiers présentent également des quantités relativement importantes de potasse dont la solubilité
est comparable à celle des nitrates, et qui, par conséquent, induisent les memes problèmes.
Pour remédier aux inconvénients susmention-nés, on a mis au point, selon le document YR-A-89 08 034, un procédé de traitement consistant, schématique-ment, à faire subir au lisier un traitement biologique avant de lui ajouter un agent coagulant de façon à
séparer une phase liquide et une phase concrète représentant environ 20 ~ du volume initial, contenant la majeure partie de la fraction utile au développement des cultures et pouvant etre stockée en vue d'un épandage ultérieur.
Ce procédé présente l'avantage de n'entral-ner aucune contrainte pour les éleveurs et de permettre de tirer profit, de manière écologiquement et économiquement acceptable, de la valeur fertili-sante des lisiers.
Le traitement biologique prévu conformément .. . .. . . ..... . . . ..
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à ce document a pour objet de transforrner une partie de l'azote ammoniacal en a~ote organique notarnment sous ~orme de protéine dans le but d'augrnenter l'efficacite de l'a~ent coagulant, et parallèlement, de favorise~ un processus de dégradat.ion par voie aérobie aux dépens de processus anaérobis, qui comme il a déjà été indiqué, sont largement responsables des fermentations malodorantes.
Malgré ces avantages, ce processus n'a pu permettre d'aboutir aux résultats espérés, compte tenu de la nécessité absolue de ne traiter que des lisiers âgés de moins de cinq jours.
Un autre inconvénient du procédé susmention-né est lié au risque de prise en masse d'une partie ou de tout le lisier, rendant très di~ficile et meme parfois impossible le traitement de celui-ci.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé
nouveau de traitement du lisier, préalablement à la coagulation et à la séparation de la phase liquide et de la phase concrète, et ce, tout en permettant une utilisation optimale des qualités ~ertilisantes du lisier, une large diminution de la production d'odeurs nauséabondesj et une élimination des risques de prise en maSse~
La mise au point de ce procédé est basé sur la constatation que les lisiers de porcs à l'engrais-sement contiennent, en moyenne, 55 g de matières sèches par litrel ce qui est très élevé ; ces matières sèches SQnt pour environ 30 % d t origine minérale et pour environ 70 % d'origine organique (lignine, cellulose, hémicellulose, pectine ...). Ces matières, qui entrent dans l'alimentation des porcs mais ne sont pas susceptibles d'être digérées, se retrouvent telles quelles dans les lisiers et sont en grande partie .. . . . . .. . . ..
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Z~ 31.
responsables des phénomènes de prise en mas~e.
L'idée à la base cle l.linvention consiste àfa.ire subir aux lisiers un traitement biologique en le mettant à réagir avec des bactéries aptes à donner des cellulases de façon à permettre de degrader par hy~rolyse la cellulose, qui correspond à plus de 50 %
de la teneur en ~ibres des lisiers, jusqu'à obtention de monomères en C6.
Cette réaction qui peut être schématisée par 0 l'équation :
en2ymes (C6HloOs)n + n H2O ~ - ~ n C6Hl206 peut avantageusement être mise en oeuvre et controlée en utilisant un mélange d'oligo-éléments et de bactéries ayant une activité métabolique bien définie du type dit anaérobies facultatives, c'est~à-dire pouvant vivre en l'absence ou en présence d'oxygène et adaptant leur système enzymatique à cette absence ou à
cette présence ; on peut ainsi transformer un carbone organique non assimilable (polymères) en glucose (sucre immédiatement assimilable par les bactéries) et qui plus est source d'apport d'énergie parmi les plus importantes.
Rinsi, en libérant l'énergie non assimilable en l'état, il est possible d'accélérer la production de cellulases, et par suite d'augmenter la vitesse de dégradation par hydrolyse de la cellulose.
Il est à noter que l'accélération ainsi obtenue de la déyradation et de l'hydrolyse de la cellulose, induite par les bactéries mises en oeuvre est stoppée par la disparition par assimilation des nutriments indispensables qui étaient présents dans le lisier de départ ; il est, pour cette raison, nécessaire de refaire constamment un apport de nutritionnel.
La réact.ioll susTnentionnée, conorme à
l'invention perme~t, grace à la seule aCtiOIl des bactérles, de modifier fondamentalement la viscosité
du milieu, c'est-à-dire de passer à un produit à la llmite du visqueux à un produit fluide, donc, exempt de risque de prise en masse.
Cette réaction peut avant.ageusernent être mise en oeuvre dans un réacteur biologique dans lequel le temps de séjour est de l'ordre de 10 jours, c'est-à-dire pou~ant contenir environ 10 fois la production journalière de lisiers d'une exploitation donnée. Il est ainsi possible de traiter des lisiers d'age quelconque, et donc de remédier aux inconvénients de l'art antérieur qui obligeait à ne traiter que des lisiers âges de moins de cinq jours.
La réaction de dégradation de la cellulose par voie enzymatique correspond à une bioréaction exothermique qui entralne une augmentation de la température du lisier qui s'établit à une valeur constante de l'ordre de 19 C.
Compte tenu de cette température relative-ment élevée, associée à la diminution de la viscosité
dynamique du milieu, les gaz de fermentation malodo-rants dissous dans le lisier peuvent s'échapper plus facilement.
En effet, les gaæ nauséabonds produits se stockent dans le lisier jusqu'au moment où la pression interne devient supérieure à la pression atmosphérique : les problèmes d'odeur peuvent donc etre ramenes à
des notions de diffusivité. D'après l'équation de Stokes Einstein :
D = k.
T étant la temperature du milieu, n étant la viscosité dynamique du milieu.
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En conséquence, une augmentation de la température et une diminution de la viscosité
augmelltent la diffusivité des gaz. On peut donc admettre que, sur une période de ternps relativement courte, l'augmentation des odeurs et le résultat de la synergie de l'accroissement de la tempe'~rature dans le lisier et de sa baisse de viscosité.
Il serait souhaitable gue l'expulsion des gaz puisse se produire en deça du seuil de perception olfactif.
A titre d'exemple, les seuils de perception de quelques molécules issues des lisiers sont les suivants :
Hydrogène sulfuré 0,005 ppm -Méthanéthiol 0,002 ppm Diméthyl sulfure 0,0003 ppm Ethylpyrazine 6 ppm 2-méthoxy-3-isopropyl pyrazine 0,002 ppb Indépendamment des caractéristiques susmen-tionnées, la formation d'odeurs nauséabondes ne seproduit qu'en l'absence d'oxygène ; plus précisément, pour chaque type de bactérie, il existe un potentiel Redox au-dessus duquel une fermentation donnée ne peut plus se produire ; ce niveau de potentiel est, à titre d'exemple, d'environ -300 mV pour l'hydrogène sulfuré.
On a eu l'idée, conformément à l'invention, ~ -d'utiliser ce classement des potentiels Redox en associant au traitement biologique, une assistance mécanique permettant de transférer l'oxygène de l'air dans le réacteur. Le pilotage du matériel est avantageusement assuré par une électrode de potentiel Redox associée à un relais de manière à maintenir le lisier à un niveau de potentiel prédéterminé.
Ce traitement combiné s'est avéré très efficace ; de plus,. le coût de traitement d'un rnètre , ~ .''.
1 o Z~ 3~l.
cube cle lisier est de l'ordre de 16,50 F, ce qui est nettement inférieuL au procédé de l'art antérieur.
On s'est par ailleurs rendu compte que, de façon surprenante, le mélange bactérlen mis en oeuvre conformément à l'invention est susceptible d'attaquer le groupement COOCH3 des pectines présentes dans le lisier en le déméthoxylant conformement à la réac~
tion :
CO~CH3 + H20 ym > COOH ~ CH30 ~ H
Ce processus entraîne l'apparition de charges négatives tout au long des chalnes de pectine, ce qui en présence de cations di ou trivalents provoque, suite à l'association des chaînes entre elles, une modification de leur poids moléculaire et donc une séparation de phases.
Conformément à l'invention, le processus de traitement peut, ensuite, se poursuivre de façon similaire à celle décrite dans le document FR-A-89 08 034, c'est-à-dire par l'addition d'un agent coagulant tel que par exemple un sel acide ayant un pH voisin de 1. Il est ainsi possible d'obtenir, après l'activation biologique des lisiers, l'association des chaînes de pectine entre-elles et la coagulation des protéines.
Le résultat est le développement d'un voile résultant des deux ph~nomènes ci--dessus décrits et aboutissant à la clarification des lisiers. La phase concrète, grace au dégagement des gaz produits lors de la réaction chimique, monte à la surface du liquide et peut être récupérée par simple raclage ou concentrée par l'intermédiaire de tout moyen mécanique tel un filtre presse ou une table d'égouttage.
Plus l'hydrolyse des celluloses est poussée, moins il y a de matières sèches à remonter.
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Lors d'une étude au laboratoire portant ~sur deux échant.illons, la fraction sous nageante correspondant à enviroll 95 % du volurrle originel du lisier a eté analysée ; on a pu obtenir les résultats suivants :
Echantillon Echantil.lon Moyenne n 1 n 2 Matières sèches 0,80 % 0,65 ~ 0,725 %
Matières minérales 0,50 % 0,50 % 0,50 %
Matières organiques 0,30 % 0,15 ~ 0,225 %
Azote total (NTK) 0,066 % Q,073 % 0,0695 %
phOsphore (P2O5) 0,003 % 0,004 ~ o 0035 Potassium (K20) 0,20 % 0,22 ~ 0,21 %
Si l'on compare ces résultats aux données du lisier brut, nous trouvons les rendements suivants :
LisierMoyenne Rendements brutdes lisiers traités Matières sèches 7,42 %0,725 % 90,23 Matières organiques 5,98 % 0,225 % 96,24 %
Azote total 0,721 %0,0695 % 90,36 %
Phosphore (P205)0,459 %0,0035 ~ 99,24 .%
Potassium (K 0)0,361 %0,21 ~ 41,83 Les tableaux ci-dessus montrent que la phase liquide a ainsi perdu environ 90 % de sa valeur fertilisante au profit de la phase concrète.
L'invention se rapporte également à une installation pour la mise en oeuvre du procédé
susmentionné.
Cette installation comporte, avantageusement un réacteur biologique, une pompe permettant de transférer le lisier dans ce réacteur, des organes .
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d'alimentation en oxygène ainsi que des oxgalles permettallt la comrrlarlde de ce~te alimentation à partir d'une électrode REDOX.
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.i , . : : ~ . - : 2 dissolved <1% of saturation These measures, in particular the index of biodegradability (representing the ratio of amount of oxygen needed to transform molecules present in slurry in water and gas carbon dioxide to the amount of oxygen consumed during five days by bacteria present in the slurry) prove that we are in the presence of conditions allowing to consider a biological purification.
However, and despite the importance of organic matter, this possibility is found braked by the high value of the conductivity which is directly related to the amount of dissolved salts; he is indeed well known that these induce osmotic pressure variations that slow down the development of bacteria from the common flora allowing to obtain kinetic reactions normal.
This characteristic, linked to the low dissolved oxygen content of the liquid manure, thus limiting the development of usual bacteria and participates in the establishment of anaerobic bacteria (therefore slow kinetics) inducing fermentations belonging to the putrid fermentations group producing highly volatile and olfactory substances whose perception threshold is sometimes lower than the ppm. This environmental nuisance is particularly annoying during pressure drops : 3S
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2 ~ 5 ~ '~ 3 ~ L.
atmosphericlue creating a free imbalance between the internal and external pressures and thus provoking a relar ~ age more lmportant dissolved gases ~ Cet drawback that spreading slurry is subject to limiting or even binding standards for breeders: 11 is notably prohibited to spread slurry during the summer months.
Furthermore, it is generally accepted that, to be in the ideal conditions for a biological purification, the C / N / P ratio must be equal at 100/5/1. By convention, factor C which represents total organic carbon is assimilated to BOD5, this which, considering the average value of BODs in pigyard slurry could be written:
BOD5 - N _ p 8,750 mg 437 mg 88 mg However, in the case of a pigyard slurry ~ average, these values actually become: -:
8,750 mg 3,330 mg 1,778 mg: ~
These values correspond to a C / N / P ratio equal to 100/38/20, which means that, compared to ideal values, pig manure contains about 7.5 ~ too much nitrogen and 20 times too much phosphorus This high nitrogen content leads to the formati.on of significant amount of very nitrates soluble and fixing more or less well in soils and which, during heavy precipitation, are entralées and stored in the underlying tablecloths, can make the water unfit for consumption ~.
domestic; these high amounts of nitrates also have the disadvantage of having an effect fertilizer likely to modify the flora of the courtyards of water by helping the planting of plants and .
2 ~
thereby reducing the availability of o ~ ygene, which causes the ~ i.sparition of this: rtains po.issons: it this is the well-known phenomenon of eutrophication, which, in the case of closed reserves such as lakes, can lead to their transformation into peat bogs.
The presence of an excess of phosphorus is not also not without drawback, even if it is, has a priori, less annoying than the presence of nitrates:
Indeed, under the action of heavy precipitation, it produces a slight leaching of phosphates which are stored and released over time, which represents a stimulating effect on the growth of plants.
It should also be mentioned that slurries also have quantities relatively high potash whose solubility is comparable to that of nitrates, and which, by Therefore, induce the same problems.
To remedy the above drawbacks-born, we developed, according to document YR-A-89 08 034, a consistent, schematic treatment process ment, to subject the slurry to a biological treatment before adding a coagulant to it separate a liquid phase and a concrete phase representing approximately 20 ~ of the initial volume, containing most of the useful fraction at crop development and can be stored in view of subsequent spreading.
This process has the advantage of not centralizing no constraints for breeders and allow to profit, in an ecological way and economically acceptable, of the fertili-slurry health.
Biological treatment planned in accordance ... ... . ...... . . ..
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to this document is intended to transform part ammoniacal nitrogen as an organic ote in particular protein ~ form to increase the effectiveness of the coagulant a ~ ent, and in parallel, to promote ~ a process of degradation by way aerobic at the expense of anaerobic processes, which as it has already been stated, are largely responsible for smelly fermentations.
Despite these advantages, this process could not allow to achieve the expected results, taking into account the absolute necessity of treating only slurry less than five days old.
Another disadvantage of the above-mentioned process born is linked to the risk of solidification of part or of all the slurry, making it very difficult and even sometimes impossible the treatment of it.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a method new slurry treatment, prior to the coagulation and separation of the liquid phase and of the concrete phase, while allowing a optimal use of the fertilizing qualities of slurry, a large decrease in odor production nauseating and elimination of the risks of taking in mass ~
The development of this process is based on the finding that pig slurries for fattening-contain on average 55 g of material dry per litrel which is very high; these materials dry SQnt for about 30% of mineral origin and about 70% of organic origin (lignin, cellulose, hemicellulose, pectin ...). These materials, which enter pig feed but are not not likely to be digested, are found such what in the slurries and are largely ... . . . ... . ..
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Z ~ 31.
responsible for phenomena of mas ~ e.
The idea behind the invention is to undergo biological treatment of the liquid manure by reacting with bacteria capable of giving cellulases so as to allow degradation by hy ~ rolyse cellulose, which corresponds to more than 50%
the content of ~ iber of the slurry, until obtaining of C6 monomers.
This reaction which can be schematized by 0 the equation:
en2ymes (C6HloOs) n + n H2O ~ - ~ n C6Hl206 can advantageously be implemented and controlled using a mixture of trace elements and bacteria with well-defined metabolic activity of the so-called optional anaerobic type, that is to say able to live in the absence or presence of oxygen and adapting their enzyme system to this absence or to this presence; we can transform a carbon organic non-assimilable (polymers) into glucose (sugar immediately assimilated by bacteria) and which is also a source of energy supply among the most important.
Thus, by releasing non-assimilable energy as is, it is possible to speed up production of cellulases, and as a result of increasing the speed of degradation by hydrolysis of cellulose.
It should be noted that the acceleration as well obtained from the deyradation and hydrolysis of the cellulose, induced by the bacteria used is stopped by the disappearance by assimilation of essential nutrients that were present in the starting slurry; it is, for this reason, need to constantly replenish nutritional.
The above mentioned reaction, consistent with the invention perme ~ t, thanks to the sole aCtiOIl bacteria, fundamentally change the viscosity from the middle, that is to say to switch to a product at the It limits viscous to a fluid product, therefore, free risk of solidification.
This reaction may first be implementation in a biological reactor in which the residence time is around 10 days, ie pou ~ ant contain about 10 times the production daily slurry from a given farm. he it is thus possible to treat old manure arbitrary, and therefore to remedy the drawbacks of the prior art which required treating only manure less than five days old.
The cellulose degradation reaction enzymatically corresponds to a bioreaction exothermic which causes an increase in slurry temperature which is established at a value constant on the order of 19 C.
Given this relative temperature-high, associated with a decrease in viscosity environmental dynamics, malodo- fermentation gases rants dissolved in the slurry can escape more easily.
Indeed, the foul smelling gaæ produced store in the slurry until the pressure internal becomes higher than atmospheric pressure : odor problems can therefore be reduced to notions of diffusivity. From the equation of Stokes Einstein:
D = k.
T being the temperature of the medium, n being the dynamic viscosity of the medium.
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As a result, an increase in the temperature and a decrease in viscosity increase the diffusivity of gases. So we can admit that over a relatively ternps period short, increased odor and the result of synergy of increased temperature in the slurry and its drop in viscosity.
It would be desirable that the expulsion of gas may occur below the perception threshold olfactory.
For example, the perception thresholds of some molecules from manure are the following:
Hydrogen sulfide 0.005 ppm -Methanethiol 0.002 ppm Dimethyl sulfide 0.0003 ppm Ethylpyrazine 6 ppm 2-methoxy-3-isopropyl pyrazine 0.002 ppb Regardless of the above characteristics Once formed, the formation of foul smells is produced only in the absence of oxygen; more precisely, for each type of bacteria there is a potential Redox above which a given fermentation cannot more happen; this level of potential is, as a example, around -300 mV for hydrogen sulfide.
We had the idea, according to the invention, ~ -to use this classification of Redox potentials in combining biological treatment, assistance mechanical to transfer oxygen from the air in the reactor. The control of the material is advantageously provided by a potential electrode Redox associated with a relay so as to maintain the slurry at a predetermined potential level.
This combined treatment has proven to be very effective; Furthermore,. the cost of processing a meter , ~. ''.
1 o Z ~ 3 ~ l.
slurry key cube is around 16.50 F, which is clearly inferior to the process of the prior art.
We also realized that, from surprisingly, the bacterial mixture used according to the invention is likely to attack the COOCH3 group of pectins present in the slurry by demethoxylating it in accordance with the reac ~
tion:
CO ~ CH3 + H20 ym> COOH ~ CH30 ~ H
This process leads to the appearance of negative charges throughout the pectin chains, which in the presence of di or trivalent cations causes, following the association of chains between them, a change in their molecular weight and therefore a phase separation.
According to the invention, the process of treatment can then continue so similar to that described in document FR-A-89 08 034, i.e. by the addition of a coagulating agent such as for example an acid salt having a pH close to 1. It is thus possible to obtain, after activation organic manure, the association of chains of pectin between them and protein clotting.
The result is the development of a veil resulting from the two phenomena described above and leading to the clarification of slurry. The sentence concrete, thanks to the release of gases produced during chemical reaction, rises to the surface of the liquid and can be recovered by simple scraping or concentrated by any mechanical means such as a filter press or drip table.
The more the hydrolysis of the celluloses is pushed, the less dry matter there is to reassemble.
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During a laboratory study on ~
two samples, the swimming fraction corresponding to enviroll 95% of the original volume of slurry has been analyzed; we were able to get the results following:
Sample Medium Sample n 1 n 2 Dry matter 0.80% 0.65 ~ 0.725%
Minerals 0.50% 0.50% 0.50%
Organic matter 0.30% 0.15 ~ 0.225%
Total nitrogen (NTK) 0.066% Q, 073% 0.0695%
phOsphorus (P2O5) 0.003% 0.004 ~ o 0035 Potassium (K20) 0.20% 0.22 ~ 0.21%
If we compare these results with data from raw manure, we find the following yields:
Slurry Average Yield raw slurry treaties Dry matter 7.42% 0.725% 90.23 Organic materials 5.98% 0.225% 96.24%
Total nitrogen 0.721% 0.0695% 90.36%
Phosphorus (P205) 0.459% 0.0035 ~ 99.24.%
Potassium (K 0) 0.361% 0.21 ~ 41.83 The tables above show that the phase liquid has thus lost about 90% of its value fertilizer for the benefit of the concrete phase.
The invention also relates to a installation for implementing the process mentioned above.
This installation advantageously includes a biological reactor, a pump for transfer the slurry into this reactor, organs .
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oxygen supply as well as oxgalles permallt the comrrlarlde of this ~ you feeding from a REDOX electrode.
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