Procédé de fermentation rapide des ordures ménagères, installation pour la mise en aeuvre de ce procédé et utilisation du produit résultant dudit procédé Le présent brevet se rapporte à un procédé de fermentation rapide des ordures ménagères, à une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé et à l'utilisation du produit résultant dudit procédé, comme compost pour l'agriculture.
Les procédés classiques de fermentation des ordures ménagères comportent en général des instal- lations permettant de procéder successivement au triage, au broyage, à la fermentation et au criblage. Ces procédés présentent les inconvénients suivants - Le triage ne peut être que manuel pour l'enlève ment des chiffons, du papier, du carton, etc.
Cette opération, antihygiénique et onéreuse a pour résultats la mise en dépôt de produits encombrants, dont il sera difficile de se débar rasser et l'appauvrissement du compost final, auquel on aura retiré une proportion importante de matières organiques.
- La fermentation naturelle entraîne des dépenses d'investissement très élevées, si elle s'effectue en silos étanches de béton, ou l'occupation de très vastes surfaces si elle a lieu à l'air libre. En outre, on atteint rapidement de hautes tempé ratures qui provoquent une minéralisation du produit.
En résumé, après un traitement onéreux, on .est encombré à la fois par les matières provenant du triage et par celles qui résultent d'une fermentation non dirigée leur retirant toute valeur agricole.
Le procédé faisant l'objet du présent brevet vise, à remédier -aux inconvénients précités. Il est carac térisé en ce que l'on ajoute aux ordures environ 20 % de leur poids de produit provenant d'une fermenta tion antérieure, et en ce qu'on laisse la masse d'or- dures et de produit de fermentation fermenter pen dant plusieurs jours en présence d'air.
L'installation, à laquelle se rapporte également le présent brevet, est caractérisée en ce qu'elle com porte au moins une cuve de fermentation ouverte à sa partie supérieure, et présentant une porte d'accès et de nombreux passages pour l'entrée d'air dans sa ou ses parois latérales.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ladite installation, et illus tre une mise en oeuvre dudit procédé, convenant à la fabrication d'un compost pour l'agriculture.
Les fig. 1 et 2 sont respectivement des vues en élévation frontale et en plan d'une cuve de fermen tation.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en plan schématique de l'installation, qui comprend six cuves de fermenta tion telles que celle représentée aux fig. 1 à 3, la couverture de l'installation étant enlevée.
La fig. 5 est une coupe schématique prise sui vant la ligne V-V de la fig. 4, et la fig. 6 est une vue en élévation d'une partie de l'installation de la fig. 5.
Ainsi que l'indiquent les fig. 1, 2 et 3, chacune des cuves de l'installation a la forme d'un parallélé pipède rectangle dont la base inférieure est constituée par le dallage même de l'usine.
La face supérieure est totalement ouverte. Les quatre faces latérales sont formées de parois en briques perforées, ces perforations étant destinées à assurer une facile péné tration à l'intérieur de la cuve de l'air ambiant. La cuve présente une porte d'accès 2 dans l'une de ses parois, qui est fermée au moment du remplissage de la cuve, que l'on opère par la face supérieure libre.
Cette porte permet à l'engin destiné à l'opéra tion de déchargement de pénétrer dans la cuve. Celle-ci a une capacité égale au volume d'ordures ménagères journellement collecté majoré de 20 %, cette capacité n'excédant pas 100m3. Pour un volume supérieur, chaque cuve serait remplacée par plusieurs cuves fonctionnant en parallèle. Dans la mise en oeuvre décrite, une installation destinée au traitement d'un volume journalier d'ordures ménagè res inférieur à 85 ms comportera donc six cuves.
Si le volume d'ordures ménagères dépassait 85 ms par jour, l'installation comporterait six groupes de cuves, chaque groupe offrant une capacité égale au volume journalier de la collecte majoré de 20 %.
Comme l'indiquent les fig. 4 et 5, les camions affectés à la collecte des ordures ménagères emprun tent une rampe 3 qui les conduit sur une plate-forme 4 dont le niveau correspond à celui du sommet des cuves. Les camions déversent leur chargement, par gravité, dans la cuve à charger puis repartent par une piste de descente 5. On additionne aux ordures ménagères ainsi déposées - Du compost provenant de fermentations anté rieures, pour 20 % environ de leur poids.
Au démarrage du procédé, en l'absence de compost déjà fabriqué, on laisse fermenter la première cuve pendant 10 jours, au lieu de 5 jours, ren dus suffisants par l'addition de compost.
- Des boues à 60 % d'humidité provenant du trai tement des eaux d'égout, pour 30 % au maximum du poids des ordures ménagères.
- Une solution aqueuse d'un composé azoté per mettant à la fois de porter à 55 % la teneur en eau du mélange ordures-compost-boues et de ramener à une valeur voisine de 30 le rapport du carbone à l'azote contenus dans ce mélange. A titre d'exemple, cette solution pourra être obte nue par l'addition de 30 kg d'urée à<B>1000</B> litres d'eau, la quantité de composé azoté variant avec la teneur naturelle en carbone et en azote du mélange ordures-boues-compost.
La solution du composé azoté est préparée dans un local 6 et distribuée sous pression par un tuyau 7. Au droit de chaque cuve, ce tuyau comporte une vanne et un raccordement pour un tuyau de caout chouc muni d'une lance d'arrosage qui sert à épan dre la solution sur le mélange ordures-boues-compost au cours du chargement de la cuve. En règle géné rale, on répand ainsi 25 litres de solution par mètre cube d'ordures ménagères.
Les additions, aux ordures ménagères, des boues, du compost et de la solution aqueuse s'effectuent en quatre étapes, au moment du chargement de la cuve. On ajoute successivement, au quart du volume total des ordures, le quart du poids total des boues, le quart du poids total de compost et le quart de la quantité totale de solution,
et 'ainsi de suite. On obtient ainsi une bonne répartition de tous les consti- tuants dans la masse.
Au cours d'essais préliminaires, on s'assure que, compte tenu de la nature des ordures traitées et des boues éventuellement ajoutées, le composé azoté choisi et sa proportion donne à la masse un carac tère de neutralité chimique satisfaisant, s'exprimant par un pH voisin de 7. Si le pH était inférieur à 6,2, on compléterait la solution par l'apport de la quan tité de carbonate de chaux nécessaire.
Les ordures ménagères, ainsi mises en dépôt dans les cuves avec le compost, les boues d'égout et la solution aqueuse, fermentent activement pendant cinq jours à une température inférieure à 70 C grâce à l'addition de la solution aqueuse du composé azoté, qui favorise une fermentation et une humidification intenses. Le sixième jour, on retire de sa cuve la masse fermentée.
On la transporte, par pelle méca nique par exemple, dans une trémie 8 qui, ainsi que le montre la fig. 6, assure l'alimentation, à débit constant, d'une bande transporteuse 9. Un tambour magnétique 10, placé à l'extrémité de cette bande, enlève les déchets ferreux. Un détecteur<B>11</B> décèle la présence de tous métaux passant dans son champ magnétique et arrête automatiquement la bande pour permettre l'enlèvement du corps indésirable.
Le com post est ensuite déversé dans un trommel 12 qui en extrait tous les éléments pulvérulents et dirige le refus dans un broyeur 13. Les parties finement broyées rejoignent, au pied de l'appareil, les élé- menits pulvérulents conduits par une bâche 14. L'en- semble est repris par une bande transporteuse 15 pour sa mise en dépôt en attente de la vente.
Ce produit est un compost riche en matières organiques, formant environ 80 % du poids des ordures brutes.
D'autre part, tous les procédés d'épuration des eaux d'égouts aboutissent à la production journa lière d'une certaine quantité de boues dont il est très difficile de se débarrasser. En effet, ces boues ont fait l'objet, en général, d'une fermentation anaéro- bie, à une température insuffisante pour entraîner la destruction -d'éléments gênants, tels que les graines de tomates. Par ailleurs, ces boues ont, le plus souvent, un caractère acide assez marqué, leur pH étant voisin de 5.
Il en résulte l'impossibilité de les utiliser dans l'agriculture. Leur incorporation aux ordures ménagères, dans la mise en oeuvre décrite ci-dessus, permet à la fois d'éliminer les éléments gênants, qui sont détruits en raison de la tempéra ture relativement élevée régnant pendant plusieurs jours, et de supprimer leur caractère acide en portant à 7, environ, la valeur de leur pH. L'addition de ces boues d'égouts aux ordures ménagères constitue un moyen simple et économique de se débarrasser de ces boues.
Method for the rapid fermentation of household waste, installation for the implementation of this method and use of the product resulting from said method This patent relates to a method for the rapid fermentation of household waste, to an installation for the implementation of this method and the use of the product resulting from said process, as compost for agriculture.
The conventional methods of fermenting household refuse generally include installations which enable the sorting, crushing, fermentation and screening to be carried out successively. These methods have the following drawbacks - Sorting can only be manual for the removal of rags, paper, cardboard, etc.
This unsanitary and expensive operation results in the deposit of bulky products, which it will be difficult to get rid of, and the impoverishment of the final compost, from which a large proportion of organic matter will have been removed.
- Natural fermentation involves very high investment costs, if it is carried out in sealed concrete silos, or the occupation of very large areas if it takes place in the open air. In addition, high temperatures are quickly reached which leads to mineralization of the product.
In short, after an expensive treatment, one .est encumbered both by the materials coming from sorting and by those which result from an undirected fermentation depriving them of any agricultural value.
The method forming the subject of this patent aims to remedy the aforementioned drawbacks. It is charac terized in that about 20% of their weight of product from a previous fermentation is added to the refuse, and the mass of garbage and fermentation product is allowed to ferment for a period of time. for several days in the presence of air.
The installation, to which the present patent also relates, is characterized in that it comprises at least one fermentation tank open at its upper part, and having an access door and numerous passages for the entrance to it. air in its side wall (s).
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of said installation, and illustrates an implementation of said method, suitable for the manufacture of compost for agriculture.
Figs. 1 and 2 are respectively front elevational and plan views of a closure tank.
Fig. 3 is a section taken along line III-III of FIG. 2.
Fig. 4 is a schematic plan view of the installation, which comprises six fermentation tanks such as that shown in FIGS. 1 to 3 with the installation cover removed.
Fig. 5 is a schematic section taken along the line V-V of FIG. 4, and fig. 6 is an elevational view of part of the installation of FIG. 5.
As shown in Figs. 1, 2 and 3, each of the tanks of the installation has the shape of a parallel piped rectangle whose lower base is formed by the paving of the plant itself.
The upper side is completely open. The four side faces are formed of perforated brick walls, these perforations being intended to ensure easy penetration of ambient air inside the tank. The tank has an access door 2 in one of its walls, which is closed when filling the tank, which is carried out from the free upper face.
This door allows the machine intended for the unloading opera tion to enter the tank. This has a capacity equal to the volume of household waste collected daily increased by 20%, this capacity not exceeding 100m3. For a higher volume, each tank would be replaced by several tanks operating in parallel. In the implementation described, an installation intended for the treatment of a daily volume of household refuse of less than 85 ms will therefore have six tanks.
If the volume of household waste exceeds 85 ms per day, the installation would have six groups of tanks, each group offering a capacity equal to the daily volume of collection increased by 20%.
As shown in Figs. 4 and 5, the trucks assigned to the collection of household waste take a ramp 3 which leads them to a platform 4 whose level corresponds to that of the top of the tanks. The trucks dump their load, by gravity, into the tank to be loaded and then set off again via a descent track 5. The household waste thus deposited is added - Compost from previous fermentations, for about 20% of their weight.
At the start of the process, in the absence of compost already produced, the first tank is left to ferment for 10 days, instead of 5 days, made sufficient by the addition of compost.
- Sludge at 60% humidity from sewage treatment, for a maximum of 30% of the weight of household waste.
- An aqueous solution of a nitrogenous compound making it possible both to bring the water content of the garbage-compost-sludge mixture to 55% and to bring the ratio of carbon to nitrogen contained in this mixture to a value close to 30. mixed. By way of example, this solution can be obtained by adding 30 kg of urea to <B> 1000 </B> liters of water, the quantity of nitrogenous compound varying with the natural carbon and carbon content. nitrogen from the garbage-sludge-compost mixture.
The solution of the nitrogenous compound is prepared in a room 6 and distributed under pressure by a pipe 7. At the level of each tank, this pipe has a valve and a connection for a rubber pipe fitted with a spray lance which serves to spread the solution on the garbage-sludge-compost mixture while loading the tank. As a rule, 25 liters of solution are spread per cubic meter of household waste.
The additions to household waste, sludge, compost and aqueous solution are carried out in four steps, when loading the tank. Add successively, to a quarter of the total volume of garbage, a quarter of the total weight of sludge, a quarter of the total weight of compost and a quarter of the total amount of solution,
And so on. A good distribution of all the constituents in the mass is thus obtained.
During preliminary tests, it is ensured that, taking into account the nature of the waste treated and of any added sludge, the nitrogenous compound chosen and its proportion gives the mass a satisfactory chemical neutrality, expressed by a pH close to 7. If the pH was less than 6.2, the solution would be completed by adding the necessary quantity of carbonate of lime.
The household waste, thus deposited in the tanks with the compost, the sewage sludge and the aqueous solution, ferment actively for five days at a temperature below 70 C thanks to the addition of the aqueous solution of the nitrogenous compound, which promotes intense fermentation and humidification. On the sixth day, the fermented mass is removed from its tank.
It is transported, by mechanical shovel for example, in a hopper 8 which, as shown in FIG. 6, ensures the supply, at a constant rate, of a conveyor belt 9. A magnetic drum 10, placed at the end of this belt, removes the ferrous waste. A <B> 11 </B> detector detects the presence of any metals passing through its magnetic field and automatically stops the tape to allow removal of the unwanted body.
The com post is then poured into a trommel 12 which extracts therefrom all the pulverulent elements and directs the residue into a crusher 13. The finely ground parts join, at the foot of the apparatus, the pulverulent elements carried by a tarpaulin 14. The assembly is taken up by a conveyor belt 15 for storage pending sale.
This product is a compost rich in organic matter, forming approximately 80% of the weight of the raw garbage.
On the other hand, all sewage treatment processes result in the daily production of a certain quantity of sludge which is very difficult to get rid of. In fact, these sludges have generally undergone an anaerobic fermentation at a temperature insufficient to cause the destruction of troublesome elements, such as the seeds of tomatoes. In addition, these sludges usually have a fairly marked acidic character, their pH being close to 5.
The result is the impossibility of using them in agriculture. Their incorporation into household waste, in the implementation described above, makes it possible both to eliminate the troublesome elements, which are destroyed due to the relatively high temperature prevailing for several days, and to eliminate their acidic character by bringing to approximately 7 the value of their pH. Adding this sewage sludge to household garbage is a simple and economical way to get rid of this sludge.