CA2098932A1 - Activated industrial production of biological gas and compost using liquid manure anaerobic mesophilic fermentation - Google Patents
Activated industrial production of biological gas and compost using liquid manure anaerobic mesophilic fermentationInfo
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Abstract
La présente invention concerne une usine de traitement des fumiers liquides organiques frais ayant moins de dix (10) jours, fonctionnant en respectant les règles de l'hygiène et de l'environnement tout en produisant de l'énergie sous forme de gaz méthane, un produit chimique secondaire sous forme de gaz carbonique et de l'engrais organique ou en combustible. Dans la présente invention afin de générer le maximum de gaz méthane, la fermentation anaérobique produisant le gaz biologique est réalisée par les bactéries mésophiles anaérobiques opérant dans des conditions optimales à la température de quarante (40) degrés centigrades + 15% et cette fermentation se déroule principalement dans une cuve étanche de fermentation appelée digesteur-accélérateur primaire comprenant au-dessus de la zone de fermentation des surfaces fixes de ruissellement horizontales ou verticales où prolifèrent des colonies microbiennes. Tandis que la post-fermentation et la décantation des boues organiques digérées se produisent dans une deuxième cuve étanche appelée digesteur secondaire. Afin d'être conforme aux normes de l'environnement, l'eau résiduaire est traitée dans un décanteur floculateur avant son rejet à l'extérieur de l'usine ou son utilisation par recirculation.The present invention relates to a plant for the treatment of fresh organic liquid manure having less than ten (10) days, operating in compliance with the rules of hygiene and the environment while producing energy in the form of methane gas, a secondary chemical in the form of carbon dioxide and organic fertilizer or as fuel. In the present invention in order to generate the maximum of methane gas, the anaerobic fermentation producing the biological gas is carried out by the anaerobic mesophilic bacteria operating under optimal conditions at the temperature of forty (40) degrees centigrade + 15% and this fermentation takes place. mainly in a sealed fermentation tank called primary digester-accelerator comprising above the fermentation area fixed horizontal or vertical runoff surfaces where microbial colonies proliferate. While the post-fermentation and decantation of the digested organic sludge takes place in a second sealed tank called the secondary digester. In order to comply with environmental standards, the waste water is treated in a flocculating decanter before it is discharged outside the plant or used by recirculation.
Description
2098~32 MEMOIRE DESCRlPTlF
La présente invention concerne la réalisation d'une usine productrice de gaz biologique (biogaz) et d'engrais organique (digestat) à partir de fumiers organiques liquides.
Approximativement jusqu'à 1960, les fumiers organiques liquides ne posaient pratiquement pas de problemes car la production était faible. Le producteur de fumier en connaissait bien la valeur comme engrais organique et, après fermentation, l'utilisait ..
pour ses besoins personnels.
Mais maintenant, le stade artisanal a été remplacé par la production industrielle qui pose de très graves problèmes de pollution car le tonnage des fumiers -~
produit est énorme. Par exemple, il y a actuellement en élevage au Québec environ cinq ~ :~
millions (5,000,000) de porcs qui produisent journellement vingt mille (20,000) tonnes de fumier liquide. ~ ~-. .
' Les éléveurs en général s'en débarassent en le faisant répandre pendant certaines périodes sur les terrains de culture et cela bien souvent en trop grande quantité
sans l'avoir fait fermenter. De cette manière, les germes pathogènes et les parasites prolifèrent et se retrouvent dans les produits agricoles ou polluent la nappe phréatique et les rivières, ce qui est très grave pour l'environnement et la santé publique.
De même, les ordures ménagères posent aussi actuellement de graves problèmes d'environnement car le tonnage produit dans les pays développés est énorme (environ 1 tonne/an par habitant).
Des procédés modernes permettent maintenant de broyer les ordures et d'effectuer des triages de manière à ne conserver que les matières organiques qui, sous la forme de boues liquides peuvent fermenter comme les fumiers organiques liquides provenant d'animaux. 2098 ~ 32 DESCRlPTlF MEMORY
The present invention relates to the production of a gas producing plant organic (biogas) and organic fertilizer (digestate) from organic manure liquids.
Approximately until 1960, liquid organic manures did not pose practically no problem because the production was low. The manure producer knew its value well as an organic fertilizer and, after fermentation, used it.
for his personal needs.
But now the artisanal stage has been replaced by production industrial which poses very serious pollution problems because the tonnage of manure - ~
product is huge. For example, there are currently in Quebec about five ~: ~
million (5,000,000) pigs producing twenty thousand (20,000) tonnes of liquid manure. ~ ~ -. .
'' Breeders usually get rid of it by spreading it for certain periods on the cultivated grounds and this very often in too great quantity without having it fermented. In this way, pathogens and parasites proliferate and end up in agricultural products or pollute the water table and rivers, which is very serious for the environment and public health.
Likewise, household waste also currently poses serious environmental problems because the tonnage produced in developed countries is enormous (around 1 ton / year per inhabitant).
Modern processes now shred garbage and sorting so as to keep only organic matter which, under liquid sludge can ferment like liquid organic manure from animals.
-2-. .
Ainsi, en étudiant et expérimentant les différents phénomènes de la fermentation anaérobique mésophile, j'ai découvert qu'il était possible de construire des usines rentables de traitement de fumiers organiques liquides produisant de l'énergie renouve]able et de l'en~rais organique tout en contribuant à dépolluer l'environnement et à préserver nos ressources en eau pure.
Relativement aux dessins qui illustrent la réalisation de l'invention~
- la figure no 1 représente le schéma de principe de l'usine. ~ `
- Ia figure no 2 représente une vue en plan de l'usine.
- la figure no 3 représente une vue en élévation de l'usine coupée suivant l'axe perpendiculaire du bâtiment et du digesteur-accélérateur primaire;
- la figure no 4 représente une vue en élévation de l'usine coupée suivant l'axe du bâtiment et du digesteur secondaire.
Prévu pour traiter les boues organiques dilluées produites par environ 300 t/jour d'ordures ménagères organiques ou le fumier liquide de 200 000 porcs soit environ 960m3/jour, I'usine fonctionne de la manière suivante:
, A l'arrivée de l'influent brut à l'usine de fermentation par pompage ou par camions-citerne, les fumiers organiques liquides passent par un appareil de pesée (1) avant de se vider par pompage ou gravité dans un dispositif étanche comprenant une citerne de réception d'une capacité de 2000 m3 (2). Ce volume permet de stocker et de répartir l'influent pendant une période d'environ 2 jours. Ainsi, une panne de système ne causerait pas de problème malgré l'arrivée de 960 m3/jour.
Du dispositif de réception, I'influent passe dans une cuve (3) où après brassage et dilution il est repris par un système de pompage (4) prévu pour influent très chargé et qui l'envoi dans le dispositif de digestion primaire. Le fonctionnement de cette partie de l'installation est entièrement automatique et est fonction: du niveau du -2-. .
So, by studying and experimenting with the different phenomena of anaerobic mesophilic fermentation, I discovered that it was possible to build profitable liquid organic manure processing plants producing energy renewable and organic energy while helping to clean up the environment and to preserve our pure water resources.
Relative to the drawings which illustrate the embodiment of the invention ~
- Figure 1 shows the block diagram of the plant. ~ `
- Figure 2 shows a plan view of the plant.
- Figure No. 3 shows an elevational view of the plant cut following the perpendicular axis of the building and the primary digester-accelerator;
- Figure No. 4 shows an elevational view of the plant cut following the axis of the building and the secondary digester.
Designed to treat dilute organic sludge produced by around 300 t / day of organic household waste or liquid manure from 200,000 pigs, or approximately 960m3 / day, the factory operates as follows:
, On arrival of the raw influent at the fermentation plant by pumping or by tankers, liquid organic manures pass through a weighing device (1) before emptying by pumping or gravity into a sealed device comprising a receiving tank with a capacity of 2000 m3 (2). This volume allows you to store and distribute the influent for a period of approximately 2 days. So a system failure would not cause any problem despite the arrival of 960 m3 / day.
From the receiving device, the influent passes into a tank (3) where after stirring and dilution it is taken up by a pumping system (4) designed to influence very loaded and sending it to the primary digestion device. The operation of this part of the installation is fully automatic and is a function of:
- 3 -digesteur qui commande le pompage de l'entrée de l'influent dans la cuve et de l'analyseur automatique qui, suivant les résultats de la fermentation anaérobique, commande la dilution et le temps de brassage en fonction du rapport carbone/~zote (C/N) qui doit pouvoir varier entre 6 et 22/1 et du pourcentage de matière organique sèche qui doit pouvoir varier entre 6 et 35~/o.
Après sa dilution et brassage, I'influent est pompé vers la digestion primaire qui s'effectue dans un dispositif composé d'une cuve en béton parfaitement étanche et calorifugée appelée digesteur-accélérateur primaire d'un volume de 9000 m3 (~) qui permet une fermentation anaérobique d'une durée de 5.5 à 7 jours avec une entréed'influent dilué d'environ 960 m3/jour.
Cette cuve se compose principalement~
- D'une partie haute avant un volume d'environ 2000 m3, où par pompage (6) l'effluent ruisselle sur des surfaces horizontales inclinées ou verticales qui servent d'habitats et de lieux de développement aux bactéries mésophiles acidogènes et méthanogènes (7). Ces surfaces rugueuses sont prévues pour offrir au minimum une surface d'un mètre carré par 100 kilogrammes/jour de solides volatils envoyés dans la cuve.
, - D'une partie basse (8!~ avant un volume d'environ 7000 m3, où l'effluent s'accumule après avoir ruisselé sur les plans inclinés.
:
Cette masse en fermentation, qui doit avoir la meilleure homogénéité
possible, est mise en mouvement et brassée par les pompes prévues pour le remplissage ~ -- 3 -digester which controls the pumping of the inlet of the influent into the tank and the automatic analyzer which, depending on the results of the anaerobic fermentation, controls the dilution and the brewing time as a function of the carbon / zote ratio (C / N) which must be able to vary between 6 and 22/1 and the percentage of organic matter dryer which must be able to vary between 6 and 35 ~ / o.
After dilution and mixing, the influent is pumped to the primary digestion which takes place in a device composed of a perfectly watertight concrete tank and insulated called primary digester-accelerator with a volume of 9000 m3 (~) which allows anaerobic fermentation lasting 5.5 to 7 days with a dilute inflow of approximately 960 m3 / day.
This tank mainly consists ~
- Of a high part before a volume of approximately 2000 m3, where by pumping (6) the effluent drips on inclined or vertical horizontal surfaces which serve as habitats and places of development for bacteria acidogenic and methanogenic mesophiles (7). These rough surfaces are designed to provide a minimum of one square meter per 100 kilograms / day of volatile solids sent to the tank.
, - Of a lower part (8! ~ Before a volume of about 7000 m3, where the effluent builds up after trickling on inclines.
:
This mass in fermentation, which must have the best homogeneity possible, is set in motion and stirred by the pumps provided for filling ~ -
(4) et qui assurent automatiquement une recirculation de l'effluent en fermentation grâce à un jeu de vannes électriques, de By-pass et de tuyauteries (9) et qui permettent en plus le prélèvement de l'effluent ~ de multiples endroits dans le digesteur-accélérateur primaire. Le brassage peut également être effectué par insuflation de biogaz.
, ':
- 4 - ;
r ~ ~ J.
r~ 20~98932 Au bout de 5.5 à 7 jours de fermentation, l'effluent recueilli à la partie médiane du digesteur-accélérateur primaire est dirigé vers un deuxième dispositif compos~
d'une cuve en béton parfaitement étanche et calorifugée, similaire à la partie basse de la précédente mais d'un volume de 3000m3, ce qui permet une fermentation anaérobie d'une durée de 3 jours maximum pour une entrée d'effluent de 810 m3/jour provenant du digesteur-accélérateur primaire. Ce deuxième digesteur est appelé digesteur secondaire (10). Ces 810 m3 d'effluent en fermentation sont transférés d'un digesteur à
l'autre par des pompes prévues pour effluent très chargé identiques aux précédentes (4).
Afin d'assurer une bonne décantation des boues, le digesteur secondaire ne comporte pas de brassage par recirculation de l'effluent en fermentation.
Afin de maintenir la fermentation optimum, la température de la masse doit être maintenue entre 36 et 45 degrés centigrades. Pour cela, des dispositifs de réchauffage appelés échangeurs-réchauffeurs à circulation d'eau chaude sont prévus pour échanger avec la masse en fermentation environ 14,000,000 de BTU maximum par heure (11). Ils seraient composés de plusieurs éléments pouvant fonctionner séparément et les mêmes pompes à effluent chargées assurent le brassage et la circulation de l'effluent réchauffé (4).
, A certains niveaux, des prises d'échantillons permettent de suivre la fermentation des boues et la température.
Le débit d'eau chaude dans les échangeurs serait commandé par des sondes de température placées à l'intérieur du digesteur primaire de manière à surveiller l'évolution des conditions de fermentation.
Cette eau chaude destinée à chauffer le digesteur primaire et le bâtiment est produite par 2 chaudières (12) de 10,000,00 BTU/heure, installées dans le bâtiment de commande et fonctionnant soit au gaz méthane produit par la fermentation anaérobie, soit électriquement ou bien en brûlant le digestat produit.
'', ~; ~., . ~ ~
En cas de panne l'hiver, une seule chaudière serait suffisante pour maintenir une température correcte pendant plusieurs jours. ~ ;
.. ~....
Le biogaz produit dans les digesteurs par la fermentation s'accumule à la -partie haute des digesteurs dans des dispositifs appelés cloche à gaz (13) et il se dirige ensuite vers des appareils épurateurs (14) et un grand réservoir (15) où il est stocké
avant sa compression et son traitement.
A la sortie du digesteur secondaire (16), par le trop plein, I'efffuent contientencore de l'azote dissous et des particules en suspension et il est nécessaire de le purifier complètement par une floculation et décantation secondaire dans un bassin à :; -compartiments multiples (17) appelé décanteur-floculateur. ~ ~, L'ef~luent épuré est canalisé vers l'extérieur de la station après chlorination,traitement à l'Alun et mesure du débit (23). Suivant le type d'usine, il sera réutilisé ou rejeté à l'extérieur. Les boues recueillies à la partie inférieure sont également dirigées vers la citerne à boues (18). i~
De la partie inférieure du digesteur secondaire où elles s'accumulent, les boues digérées sont chassées par la pression hydro-statique (18) vers un dispositf composé
d'une citerne de pompage (19) et de pompes ~ boues à piston (20) qui dirigent ces boues vers les appareils d'assèchement appelés assécheurs rotatifs à vide. -Ces appareils sont composés de grands cylindres entoilés tournant dans un bassin rempli de boues digérées (21). En créant une dépression à l'intérieur, I'eau filtre au travers de la toile et coule jusqu'au réservoir d'eau brute. Le gâteau de boues est ensuite détaché de la surface extérieure de la toile et un tapis transporteur le transporte vers le lieu de stockage (22) après avoir traversé un désydrateur.
~, ~
20~932 , ................................................................. .
.
En plus des pompes à vide les assécheurs rotatifs comprennent des pompes d'alimentation et des doseurs de réactifs coagulants.
En sortant des digesteurs, le biogaz abandonne son hydrogène sulfureux dans un appareil épurateur à rognures d'acier (14,1) (environ 1 g. maximum de H2S par m3). L'épurateur étant double, une moitié se régénère pendant que l'autre moitié est en service.
Le biogaz passe ensuite dans un condenseur (14,2) appelé épurateur H20 où il perd la plus grande partie de son humidité sur des éléments réfrigérants. Par la suite, le biogaz est dirigé vers le dispositif de stockage. Afin de posséder un volume tampon, il est prévu pour le biogaz un dispositif pouvant contenir environ 3 heures de production de gaz biologique. Ce dispositif appelé gazomètre (15) a une capacité utile d'environ 4,000 m3. C'est un gazomètre classique à cuve mobile métallique et étanchéité
par anneau liquide.
Depuis le gazomètre, le biogaz est acheminé vers le bâtiment des compresseurs où le méthane est comprimé avant son entreposage à l'extérieur (24) et après séparation du gaz carbonique (25) pendant le traitement du purification. .;
, Par la suite, en vue de sa livraison aux utilisateurs, le méthane serait entreposé dans des réservoirs sous pression (26) qui, au total, peuvent emmagasiner 2 jours de production, soit 6 réservoirs de 30 m3.
De même la production de gaz carbonique serait entreposé dans 3 réservoirs de 30 m3 (27).
Un local permettant la vente et l'expédition des différents produits (28) :
serait également prévu dans le bâtiment de l'usine.
-: ~ .., - 7 - :-~"''`,~..'''' ~"'.~.~','';
~='~''~
2098932 : :~
Pour fonctionner correctement, la partie fermentation de cette usine, absorbant 960 m3/jour de fumiers organiques liquides, a besoin de 4 hommes, 8 heures par jour et 6 jours par semaine, soit:
1. Un responsable de l'installation chargé de la surveillance de la commande, -de l'entretien général et des rapports avec les clients. ~ -2. Un mécanicien-électricien chargé des réparations, du graissage et remplaçant le responsable s'il le faut. ;~
3. Deux hommes pour l'arrivée des fumiers liquides, I'entrepôt, les gros ~ ~ -nettoyages et les livraisons.
4. Un bio-chimiste à temps partiel. ~ ; (4) and which automatically recirculate the effluent in fermentation thanks to to a set of electric valves, by-pass and pipes (9) which also allow effluent removal ~ from multiple locations in the digester-accelerator primary. Brewing can also be carried out by insufflation of biogas.
, ':
- 4 -;
r ~ ~ J.
r ~ 20 ~ 98932 After 5.5 to 7 days of fermentation, the effluent collected at the part center of the primary digester-accelerator is directed to a second compound device ~
a perfectly sealed and thermally insulated concrete tank, similar to the lower part of the previous one but with a volume of 3000m3, which allows an anaerobic fermentation lasting a maximum of 3 days for an effluent inlet of 810 m3 / day from of the primary digester-accelerator. This second digester is called a digester secondary (10). These 810 m3 of fermentation effluent are transferred from a digester to the other by pumps intended for very charged effluent identical to the previous ones (4).
In order to ensure good settling of sludge, the secondary digester does not no mixing by recirculation of the effluent in fermentation.
In order to maintain optimum fermentation, the temperature of the mass must be maintained between 36 and 45 degrees centigrade. For this, heating called heat exchangers with circulation of hot water are provided for exchange with the fermenting mass around 14,000,000 BTU maximum per hour (11). They would be composed of several elements that can work separately and the same charged effluent pumps ensure mixing and circulation of the effluent reheated (4).
, At certain levels, samples are taken to monitor the sludge fermentation and temperature.
The flow of hot water in the exchangers would be controlled by sensors temperature placed inside the primary digester so as to monitor changes in fermentation conditions.
This hot water intended to heat the primary digester and the building is produced by 2 boilers (12) of 10,000.00 BTU / hour, installed in the building control and operating either with methane gas produced by anaerobic fermentation, either electrically or by burning the digestate produced.
'', ~; ~., . ~ ~
In the event of a winter breakdown, a single boiler would be sufficient to maintain the correct temperature for several days. ~;
.. ~ ....
The biogas produced in digesters by fermentation accumulates at the -upper part of the digesters in devices called gas bell (13) and it goes then to purifiers (14) and a large tank (15) where it is stored before compression and processing.
At the outlet of the secondary digester (16), through the overflow, the effluent still contains dissolved nitrogen and suspended particles and it is necessary to purify it completely by secondary flocculation and settling in a basin at:; -multiple compartments (17) called decanter-flocculator. ~ ~, The purified effluent is channeled to the outside of the station after chlorination, treatment with Alum and measurement of the flow rate (23). Depending on the type of factory, it will be reused or rejected outside. The sludge collected at the bottom is also directed towards the sludge tank (18). i ~
From the bottom of the secondary digester where they accumulate, the digested sludge is removed by hydro-static pressure (18) to a compound device a pumping tank (19) and piston sludge pumps (20) which direct these sludge to dewatering devices called rotary vacuum dryers. -These devices are made up of large canvas cylinders rotating in a basin filled with digested sludge (21). By creating a vacuum inside, the water filters through the canvas and flows to the raw water tank. The sludge cake is then detached from the outer surface of the canvas and a conveyor belt transports it to the storage location (22) after passing through a dehydrator.
~, ~
20 ~ 932 , ................................................. .................
.
In addition to the vacuum pumps the rotary dryers include pumps of coagulant reagents.
Leaving the digesters, the biogas abandons its sulfurous hydrogen in a steel paring device (14.1) (approx. 1 g maximum of H2S per m3). The purifier being double, one half regenerates while the other half is in service.
The biogas then passes through a condenser (14.2) called the H20 scrubber.
where it loses most of its moisture on cooling elements. Over there the biogas is then directed to the storage device. In order to have a volume buffer, there is provision for biogas a device which can contain approximately 3 hours of production of biological gas. This device called a gasometer (15) has a useful capacity about 4,000 m3. It is a classic gasometer with metallic mobile tank and sealing by liquid ring.
From the gasometer, the biogas is transported to the building of compressors where methane is compressed before being stored outside (24) and after separation of the carbon dioxide (25) during the purification treatment. .
, Subsequently, for delivery to users, methane would be stored in pressure tanks (26) which, in total, can store 2 days of production, i.e. 6 tanks of 30 m3.
Similarly the production of carbon dioxide would be stored in 3 30 m3 tanks (27).
A room for the sale and shipment of different products (28):
would also be planned in the factory building.
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~ = '~''~
2098932:: ~
To function properly, the fermentation part of this plant, absorbing 960 m3 / day of liquid organic manure, needs 4 men, 8 hours per day and 6 days per week, that is:
1. A person in charge of the installation responsible for monitoring the order, -general maintenance and customer relations. ~ -2. A mechanic-electrician responsible for repairs, lubrication and replacement the manager if necessary. ; ~
3. Two men for the arrival of liquid manure, the warehouse, the large ones ~ ~ -cleanings and deliveries.
4. A part-time biochemist. ~;
5. En plus de ce personnel, il est nécessaire de prévoir 8750 heures par an - -~ ~ ~` s de surveillance industrielle.
Le fonctionnement de l'installation est entièrement automatique car toutes les données la concernant sont ramer~ées à un mini-ordinateur qui est programrné pour prendre les décisions voulues et au besoin avertir ~ distance la direction d'un incident tel que: alarme de gaz, de température, de niveau, de mauvais fonctionnement, etc...
Afin d'alimenter la partie fermentation de l'usine en énergie électrique, il est prévu un poste de transformation triphasé de 200 KVA 25,000/600/347 V - 60 Hz, relié par cable souterrain au bâtiment de commande. Dans le cas d'un chauffage électrique, le poste de transformation sera prévu pour 500 kVA.
De plus, un tableau de commande contenant tout l'appareillage de puissance 600 V ainsi que les auxiliaires, est prévu pour contrôler tout l'appareillage à
distance et alimenter l'installation.
20g8932 Afin que l'usine soit conforme aux règlements de l'hygiène, il sera prévu dans le bâtiment principal, un local contenant un réfectoir, un vestiaire avec lavabos, douches, etc...
De même, le bâtiment principal contiendra également une pièce servant de bureau et un petit atelier.
Résultats du traitement (extrapolation des essais) A) Si l'on utilise du fumier organique liquide de porcs, les résultats du traitement journalier de 960 m3/jour sont les suivants:
1. Environ 18,000 m3/jour de gaz méthane biologique pur (15,5 T.E.P.) 2. Environ 9 000 m3/jour de gaz carbonique pur. -;-3. Environ 70 tonnes/jour de boues sèches.
4. Environ 800 m3/jour d'eau épurée qui sont rejetes à l'égout, ou recyclées.
N.B.: Les résultats sont légèrement différents suivant la provenance du fumier organique liquide: boeufs, vaches, poulets, etc.
B) Pour la région de Montréal, si l'on utilise des ordures m~nagères broyées et triées pour ne conserver que la matière organique, les résultats du traitement journalier de 300 tonnes/jour de matières organiques sont les suivants:
1. Environ 21 000 m3/jour de gaz methane biologique pur (18 T.E.P.) 2. Environ 9 000 m3/jour de gaz carbonique pur. ~:
3. Environ 75 tonnes/jour de boues sèchées. ~ -4. Environ 800 m3/jour d'eau épurée qui sont recyclées.
~'`~, 5. In addition to this staff, it is necessary to plan 8750 hours per year - - ~ ~ ~ `s industrial surveillance.
The operation of the installation is fully automatic because all the data concerning it are rowed ~ ées to a mini-computer which is programmed for take the necessary decisions and if necessary notify the management of an incident remotely such as: gas, temperature, level, malfunction, etc. alarms In order to supply the fermentation part of the plant with electrical energy, it a three-phase transformer station of 200 KVA 25,000 / 600/347 V - 60 Hz is planned, connected by underground cable to the control building. In the case of heating electric, the transformer station will be planned for 500 kVA.
In addition, a control panel containing all the switchgear power 600 V as well as the auxiliaries, is provided to control all the equipment distance and supply the installation.
20g8932 In order for the factory to comply with hygiene regulations, provision will be made in the main building, a room containing a refectory, a cloakroom with sinks, showers, etc ...
Similarly, the main building will also contain a room serving office and a small workshop.
Treatment results (extrapolation of trials) A) If liquid organic pig manure is used, the results of daily treatment of 960 m3 / day are as follows:
1. About 18,000 m3 / day of pure organic methane gas (15.5 TEP) 2. About 9,000 m3 / day of pure carbon dioxide. -; -3. About 70 tonnes / day of dry sludge.
4. About 800 m3 / day of purified water which is discharged down the drain, or recycled.
NB: The results are slightly different depending on the source of the liquid organic manure: oxen, cows, chickens, etc.
B) For the Montreal region, if crushed household garbage is used and sorted to keep only organic matter, the results of daily treatment of 300 tonnes / day of organic matter are the following:
1. About 21,000 m3 / day of pure organic methane gas (18 TEP) 2. About 9,000 m3 / day of pure carbon dioxide. ~:
3. About 75 tonnes / day of dried sludge. ~ -4. About 800 m3 / day of purified water which is recycled.
~ '' ~,
Claims (4)
a) une étape de réception dans des dispositifs parfaitement étanches composés de citernes étanches pour les liquides organiques et de surfaces de réception mises en légère dépression pour les matières organiques solides.
b) une étape de broyage, dilution et homogénéisation dans un dispositif parfaitement étanche pour obtenir les taux suivants de matières organiques:
- fumier de porcs - lizier (M.O.= 3à6%) après concentration 8 à 10% ? 5%
- fumier de bovins (M.O. = 3à 6%) après concentration 8 à 10% ? 5%
- fumier de poulet (M.O.= 35%) après dilution 8 à 10% ? 5%
- boues d'égout fraiches (M.O.= 2à5%) après concentration 8 à 10% ? 5%
- fosses septiques (M.O. = 3à 4%) après concentration 8 à 10% ? 5%
- matières organiques de résidus de cultures (M.O. = 35%) après dilution 8 à 10% ? 5%
- matières organiques de déchets ménagers (M.O. = 45%) après dilution 8 à 10% ? 5%
et au cours de cette étape, les liquides organiques sont réchauffés avant le refoulement dans le fermenteur primaire.
c) Une étape de fermentation primaire qui se déroule dans un dispositif étanche parfaitement isolé thermiquement appelé digesteur primaire ayant des surfaces fixes de contact et de ruissellement installées inclinées pour offrir avec un écartement minimum de 0,50 mètre entre elles une surface rugueuse minimum d'un mètre carré par 100 kilogrammes/jour de solides volatils envoyés dans le digesteur et sur ces surfaces de contact, les bactéries mésophiles anaérobiques acidogénes et méthanogénes se développent suivant la nature des matières organiques pendant trois à sept jours à une température moyenne de trente-cinq degrés centigrades (35°C) ? 15 pourcent et cela dans une ambiance très bien brassée ou le PH de la solution est maintenu entre 6,5 et 8.
d) Une étape de fermentation secondaire qui se déroule après pompage dans un dispositif étanche parfaitement isolé thermiquement appelé digesteur secondaire qui est similaire au précédent mais non brassé et sans surface fixe de contact afin de permettre la décantation et la récupération des boues fermentées et lé développement final des bactéries mésophiles anaérobiques méthanogènes pendant deux à quatre jours à une température moyenne de trente-cinq degrés centigrades (35°C) ? 15 pour cent et cela dans une ambiance ou le PH de la solution est maintenu entre 7 et 8.
e) Une étape de déshydratation des boues fermentées qui après pompage sont transformées mécaniquement par des procédés utilisant le vide, la chaleur, le filtrage, etc.. en amendement organique sec ou en combustible (4500 BTU/lbs).
f) Une étape de stockage de l'amendement organique sec appelé digestat et du combustible dérivé des déchets organiques qui est du digestat ayant subi un séchage plus poussé à environ 40% de matières organiques.
g) Une étape de stockage de biogaz produit par la fermentation dans un dispositif permettant de le conserver temporairement sous sa forme gazeuse après l'avoir épuré avant son utilisation dans un dispositif de cogénération.
h) Une étape de traitement de l'eau résiduaire dans un dispositif de décantation et floculation de manière à la rendre réutilisable sans provoquer de phénomènes d'empoisonnement de la fermentation et de manière à la rendre conforme aux normes des ministères de l'environnement s'il est nécessaire de la rejeter avec les taux maximums suivants:
1. A new industrial process continuously producing biological gas (biogas) and digestate from liquid organic matter using mesophilic anaerobic microbial and bacterial fermentation and having the following main characteristics:
a) a reception step in perfectly sealed devices compounds of watertight tanks for organic liquids and receiving surfaces placed in a slight depression for materials organic solids.
b) a step of grinding, dilution and homogenization in a device perfectly waterproof to obtain the following material levels organic:
- pig manure - lizier (OM = 3 to 6%) after concentration 8 to 10%? 5%
- cattle manure (OM = 3 to 6%) after concentration 8 to 10%? 5%
- chicken manure (OM = 35%) after dilution 8 to 10%? 5%
- fresh sewage sludge (OM = 2 to 5%) after concentration 8 to 10%? 5%
- septic tanks (MO = 3 to 4%) after concentration 8 to 10%? 5%
- organic matter from residues of crops (OM = 35%) after dilution 8 to 10%? 5%
- organic waste household (OM = 45%) after dilution 8 to 10%? 5%
and during this step, the body fluids are warmed before the discharge into the primary fermenter.
c) A primary fermentation step that takes place in a device sealed perfectly thermally insulated called primary digester having fixed contact and runoff surfaces installed inclined to offer with a minimum distance of 0.50 meter between them a surface rough minimum of one square meter per 100 kilograms / day of solids volatiles sent to the digester and to these contact surfaces, the acidogenic and methanogenic anaerobic mesophilic bacteria are develop depending on the nature of the organic matter for three to seven days at an average temperature of thirty-five degrees centigrade (35 ° C) ? 15 percent and that in a very well brewed atmosphere or the PH of the solution is maintained between 6.5 and 8.
d) A secondary fermentation step which takes place after pumping in a tight thermally insulated device called a digester secondary which is similar to the previous one but not stirred and without surface stationary contact to allow settling and recovery of fermented sludge and the final development of mesophilic bacteria anaerobic methanogens for two to four days at a temperature average of thirty-five degrees centigrade (35 ° C)? 15 percent and this in an environment where the pH of the solution is maintained between 7 and 8.
e) A stage of dehydration of the fermented sludge which after pumping is mechanically transformed by processes using vacuum, heat, filtering, etc. in dry organic amendment or fuel (4500 BTU / lbs).
f) A stage of storing the dry organic amendment called digestate and fuel derived from organic waste which is digestate that has undergone further drying to about 40% organic matter.
g) A stage of storing biogas produced by fermentation in a device for temporarily keeping it in its gaseous form after having purified it before its use in a cogeneration device.
h) A stage of treatment of the waste water in a device settling and flocculation so as to make it reusable without causing of fermentation poisoning and so as to comply with the standards of the ministries of the environment if it is necessary to reject it with the following maximum rates:
est réalisé de manière à avoir un rapport du carbone sur l'azote compris entre 6 et 22 sur 1 (C/N = 6/1 à 22/1) suivant les produits à traiter et un pourcentage de matières organiques sèches compris entre 6 et 25%
suivant les produits à traiter. 2. An industrial process such as that defined in claim 1 where the dilution of organic liquid from crushed and sorted household waste to keep only organic matter, human waste or animals such as pig, beef, cow, horse, poultry, etc.
is carried out so as to have a ratio of carbon to nitrogen included between 6 and 22 out of 1 (C / N = 6/1 to 22/1) depending on the products to be treated and a percentage of dry organic matter between 6 and 25%
depending on the products to be treated.
organic to be treated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA002098932A CA2098932A1 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Activated industrial production of biological gas and compost using liquid manure anaerobic mesophilic fermentation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA002098932A CA2098932A1 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Activated industrial production of biological gas and compost using liquid manure anaerobic mesophilic fermentation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CA2098932A1 true CA2098932A1 (en) | 1994-12-23 |
Family
ID=4151823
Family Applications (1)
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CA002098932A Abandoned CA2098932A1 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Activated industrial production of biological gas and compost using liquid manure anaerobic mesophilic fermentation |
Country Status (1)
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CA (1) | CA2098932A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7892310B2 (en) | 2005-07-05 | 2011-02-22 | United Utilities Plc | Biowaste treatment |
-
1993
- 1993-06-22 CA CA002098932A patent/CA2098932A1/en not_active Abandoned
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7892310B2 (en) | 2005-07-05 | 2011-02-22 | United Utilities Plc | Biowaste treatment |
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