EP3983521A1 - Installation de traitement, notamment pour le traitement par fermentation de déchets organiques - Google Patents

Installation de traitement, notamment pour le traitement par fermentation de déchets organiques

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Publication number
EP3983521A1
EP3983521A1 EP20742320.3A EP20742320A EP3983521A1 EP 3983521 A1 EP3983521 A1 EP 3983521A1 EP 20742320 A EP20742320 A EP 20742320A EP 3983521 A1 EP3983521 A1 EP 3983521A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reactor
products
treated
treatment
inlet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20742320.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Laurent Blondel
Axelle DEGUEURCE
Pascal PEU
Anne Tremier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut National de Recherche pour lAgriculture lAlimentation et lEnvironnement
Original Assignee
Institut National de Recherche pour lAgriculture lAlimentation et lEnvironnement
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut National de Recherche pour lAgriculture lAlimentation et lEnvironnement filed Critical Institut National de Recherche pour lAgriculture lAlimentation et lEnvironnement
Publication of EP3983521A1 publication Critical patent/EP3983521A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/06—Tubular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/48—Holding appliances; Racks; Supports
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/14—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus with filters, sieves or membranes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • Treatment plant in particular for the fermentation treatment of organic waste
  • the present invention relates to a treatment plant, in particular for the treatment by fermentation, in particular anaerobic, of at least partially fermentable solid products, in particular of solid organic waste, in particular for the production of biogas.
  • Biogas is a combustible gas produced by the fermentation of organic matter in the absence of oxygen.
  • a treatment installation comprising a tubular reactor, said tubular reactor being equipped with at least one inlet for supplying products to be treated, a first outlet called the outlet for discharging the treated products and 'a second outlet called the biogas discharge outlet.
  • the installation comprises two reactors.
  • the first reactor is an inclined reactor which ensures, from the solid waste, a liquid / solid separation by pressing said waste.
  • An object of the invention is to provide a treatment plant of the aforementioned type, the design of which allows an almost continuous production of biogas associated with the production of a reduced quantity of digestate without adversely affecting the ease of use of installation and low water consumption.
  • the invention relates to a treatment installation, in particular for the treatment by fermentation of at least partially fermentable solid products, in particular of solid organic waste, in particular with a view to the production of biogas, said installation comprising a tubular reactor and a support frame of said tubular reactor, said tubular reactor being equipped with at least one inlet for supplying products to be treated, a first outlet called the outlet for discharging the treated products and a second outlet said biogas discharge outlet, characterized in that the tubular reactor has at least one configuration in which the inlet for supplying the products to be treated from the reactor is arranged at a level higher than the outlet for discharging the treated products from the reactor to form an inclined reactor with a downward slope from the inlet for supplying the products to be treated in the direction of the outlet for discharging the treated products from the reactor, in that the tubular reactor comprises a tubular body and a liquid / solid separator extending
  • the liquid / solid separator comprises a duct internally delimiting a reception space for receiving the products to be treated, this duct being a duct delimited by a perforated peripheral side wall, this peripheral side wall perforated being surrounded by said body to provide, between said perforated peripheral side wall and the body, a space for collecting liquid
  • the reactor further comprises an inlet orifice capable of communicating with the interior of the duct of the liquid separator / solid and an outlet in fluid communication with the liquid collection space, the inlet port being disposed at a level higher than the outlet port in the configuration in which the reactor is inclined downwardly from the inlet for the supply of products to be treated in the direction of the outlet for discharging the treated products from the reactor, this inlet port being connected to the outlet orifice by a fluid circulation circuit arranged at least partially outside the body of the reactor, this fluid circulation circuit being equipped with at least one system, such as a pump, for forced circulation of fluid from the outlet port to the inlet port.
  • tubular reactor so that, in at least one configuration of the tubular reactor, the latter is in the form of an inclined reactor makes it possible to limit the size of the installation while promoting a gravity flow inside said reactor.
  • the presence of an inclined tubular reactor housing a liquid / solid separator combined with a circuit for forced circulation of fluid, in particular liquid, from the outlet port to the inlet port of the tubular reactor allows, without human intervention , in parallel with the production of biogas, liquid / solid separation and recirculation of the separated liquid inside the reactor thus allowing, inside the reactor, a regular supply of liquid inoculum or leachate promoting the fermentation of the products solid.
  • the reactor is mounted on the support frame in an adjustable manner in inclination to vary the level difference between the inlet for the supply of products to be treated and the outlet
  • the reactor is mounted on the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the first side of the reactor
  • this pivot connection having a so-called horizontal pivot axis extending transversely to the longitudinal axis of the tubular body of the reactor and to the 'horizontal in the position of said installation on a horizontal flat surface.
  • said installation comprises a drive system in pivoting displacement of the reactor relative to the support frame.
  • This training system can be manually or motorized.
  • said installation comprises a system for supplying products to be treated from the reactor.
  • the system for supplying products to be treated comprises one or more perforated storage cassettes for products to be treated which can be positioned in the duct of the liquid / solid separator and can slide in the duct. of the liquid / solid separator.
  • cassettes are configured to be disposed, one behind the other, in an aligned state, inside the conduit of the liquid / solid separator. This arrangement allows in parallel with the introduction of a cassette at one end of the conduit of the liquid / solid separator, the output of a cassette at the opposite end of said conduit.
  • the product supply system comprises a pusher (19) mounted so as to slide inside the reactor.
  • the feed system comprises one or more cassettes
  • the or at least one of the cassettes is, in the state positioned in the conduit of the liquid / solid separator, slidably movable in said conduit of the liquid / solid separator. under the action of a thrust exerted by said pusher on said cassette.
  • the pusher can act by pushing on products to be treated arranged in bulk inside the conduit of the liquid / solid separator.
  • the pusher comprises a piston head having an active thrust surface, this active thrust surface of the piston head being provided with a hollow rod projecting from the active surface of the piston head, this rod provided with perforations over at least part of its length being in fluid communication with the inlet orifice of the fluid circulation circuit in at least one position of the pusher inside of the reactor to form a sprinkler rod.
  • the piston head of the pusher is equipped, on the side of the piston head opposite to that providing the active thrust surface of said piston head, with a maneuvering member s 'extending preferably at least partially projecting from the feed inlet of the products to be treated of the reactor to allow a sliding movement of the pusher inside the reactor.
  • the piston head is, in the end position of the pusher inside the reactor, disposed between the inlet for supplying products to be treated and the outlet for 'evacuation of the treated products from the reactor and the pusher is a pusher extractable from the reactor by the inlet for feeding the products to be treated from the reactor.
  • the fluid circulation circuit connecting the outlet orifice and the inlet orifice of the reactor is equipped with a storage tank.
  • a storage reservoir for a volume of liquid called the inoculum at the start of the fermentation process and then as a storage reservoir for the leachate during of the fermentation process.
  • the liquefaction of the solid material during the fermentation process allows the continuous production of leachate which is added to the volume of liquid initially introduced.
  • This storage tank can be fitted with an emptying device to convert a level of
  • the inlet for supplying products to be treated is an axial inlet and the inlet for supplying products to be treated and the outlet for discharging the treated products from the reactor are each equipped with an airtight closure system, and the reactor body and the liquid / solid separator duct are coaxial.
  • the body of the reactor is delimited by a double wall and is equipped with heating means.
  • FIG. 1 is a sectional view of an installation conforming to
  • FIG. 2 is a view of an installation according to the invention
  • FIG. 3 shows a sectional view, in exploded position of the constituent elements, of a cassette
  • FIG. 4 shows a side view of the cassette of FIG. 3 and
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the reactor taken at the reactor inlet.
  • the treatment installation 1 object of the invention is more particularly intended for the treatment by anaerobic fermentation of solid organic waste, such as urban waste, in particular household kitchen waste, of restaurateurs, market including preparation waste (peels, pulps) up to meal scraps, preferably 50 to 200 tonnes per year.
  • solid organic waste such as urban waste, in particular household kitchen waste, of restaurateurs, market including preparation waste (peels, pulps) up to meal scraps, preferably 50 to 200 tonnes per year.
  • This installation 1 comprises a tubular reactor 2 and a support frame 15 of said tubular reactor 2.
  • This tubular reactor 2 comprises a tubular body 6 and an inlet 3 for supplying the products to be treated, the tubular body 6 is an elongated body which may be of any cross section. In the examples shown, this tubular body 6 is a cylindrical body of circular section.
  • the inlet 3 for the supply of products to be treated is a so-called axial inlet
  • This reactor 2 also comprises a first outlet 4, called outlet 4
  • outlet 5 of biogas evacuation evacuation of the treated products, and a second outlet 5, called outlet 5 of biogas evacuation.
  • the outlet 4 for discharging the treated products is an axial outlet disposed at the end of the tubular body 6 opposite to that provided with the inlet 3 for supplying the products to be treated, and the outlet 5 biogas discharge is a side outlet.
  • the inlet 3 for supplying products to be treated and the outlet 4 for discharging treated products from the reactor 2 are each equipped with a closing system 27 in an airtight manner.
  • Each closing system 27 is, in the examples shown, produced in the form of a pneumatic sleeve valve capable of being inflated to pass from the open position to the closed position.
  • the body 6 of the tubular reactor 2 is, over at least part of its
  • heating means 29 are, in the examples shown, formed by a hot water circuit, at least part of which is formed by the space left free between the two walls of the double wall of the body 6 of the tubular reactor .
  • This heating circuit is supplied with hot fluid from a hot fluid reservoir arranged on the support frame 15.
  • This hot fluid reservoir is equipped with heating elements of said fluid such as electrical resistors.
  • This tubular reactor 2 has at least one configuration in which the inlet 3 for supplying the products to be treated from the reactor is arranged at a higher level than the outlet 4 for discharging the treated products from the reactor 2, to form a reactor 2 inclined with a downward slope from the inlet 3 for supplying the products to be treated in the direction of the outlet 4 for discharging the treated products from the reactor 2.
  • the reactor 2 is mounted on the support frame 15 in an adjustable manner in inclination, via a pivot connection 16 between the support frame 15 and the reactor 2 to vary the difference in level between the inlet 3 for supplying the products to be treated and the outlet 4 for discharging the treated products from said reactor 2, this pivot connection 16 having a so-called horizontal pivot axis extending transversely to the longitudinal axis of the body 6 of the reactor and horizontally in the position of said installation on a horizontal flat surface.
  • pivoting around a so-called horizontal pivot axis has a number of advantages. It makes it possible to reduce the size of the reactor, it allows gravity movement inside said reactor and it facilitates the reloading of products to be treated from the reactor.
  • the installation may include a system 17 for driving the pivoting displacement of the reactor 2 relative to the support frame 15 with manual or automatic actuation.
  • the pivot through which passes the pivot axis of the pivot link 16 between the support frame 15 and the reactor 2 is mounted integral in rotation of a toothed wheel.
  • This toothed wheel engages a pinion driven by a crank and carried by the support frame 15.
  • the toothed wheel, the pinion and the crank form the drive system 17.
  • the tubular reactor 2 further comprises a liquid / solid separator 7
  • This liquid / solid separator 7 comprises a duct 8 internally delimiting a reception space for receiving the products to be treated.
  • This duct 8 which is in the form of an elongated body open at each of its ends, is a perforated duct delimited by a perforated peripheral side wall 9. In the examples shown, this duct 8 is a cylindrical duct of circular cross section.
  • the perforations of the conduit 8 closest to the inlet 3 for the supply of products to the reactor 2 are of larger dimensions than those placed closest to the outlet 4 for the discharge of treated products.
  • this dimension of the perforations gradually decreases, from the inlet 3 for supplying products to the outlet 4 for discharging the treated products.
  • the body 6 of the reactor 2 and the line 8 of the separator 7 are coaxial, as in the example shown.
  • liquid / solid is surrounded by the body 6 of the reactor 2 to provide between the perforated peripheral side wall 9 and the body 6 of the reactor 2 a space 10 for collecting liquid.
  • the reactor 2 further comprises an inlet port 11 which can communicate with the interior of the conduit 8 of the liquid / solid separator 7 and an outlet port 12 in fluid communication with the liquid collection space 10.
  • the inlet orifice 11 is arranged at a level higher than the outlet orifice 12 in the configuration in which the reactor is inclined downwardly from the inlet 3 for supplying products to be treated in the direction of the outlet 4 for discharging the processed products from the reactor 2.
  • This inlet orifice 11 is connected to the outlet orifice 12 by a fluid circulation circuit 13 disposed at least partially, in this case, here, completely outside the body 6 of the reactor 2.
  • This fluid circulation circuit 13 is equipped with a system 14, such as a pump, for forced circulation of fluid, from the outlet port 12 to the reactor inlet port 11.
  • a system 14 such as a pump, for forced circulation of fluid, from the outlet port 12 to the reactor inlet port 11.
  • This fluid circulation circuit 13 is therefore a recirculation circuit which allows the recirculation of the liquid having percolated through the solid products to be treated, also called leachate, and the recirculation of the liquid resulting from the liquefaction of at least one part of the solid products to be treated, this liquefaction resulting from fermentation.
  • This fluid circulation circuit 13 is preferably at the level of
  • the outlet 12 of the reactor 2 equipped with a filter 30 which makes it possible to retain the undegraded particles liable to clog the fluid circulation circuit 13.
  • This fluid circulation circuit 13 connecting the outlet 12 and the reactor inlet port 11 is equipped with a storage tank 26.
  • This liquid storage tank 26 can be pre-filled with inoculum when starting up the installation.
  • This inoculum can be composed of any liquid digestate coming from a methanization unit located nearby.
  • the digestate used as inoculum comes from a site mainly dealing with bio-kitchen waste.
  • This storage tank 26 can be equipped with a drain or overflow system to control the filling level of said tank.
  • the leachate withdrawn from this storage tank 26 can be upgraded.
  • part of the circuit can be made in the form of a bellows duct or a flexible duct.
  • the installation 1 can be supplied in bulk with products to be treated, this solution is not preferred. Accordingly, and preferably, the installation 1 comprises a system 18 for supplying the products to be treated to the reactor 2.
  • This feeding system 18 can affect a large number of forms.
  • the supply system 18 may comprise one or more perforated storage cassettes 20 for products to be treated which can be positioned in the conduit 8 of the liquid / solid separator 7 and which can be slidably displaced in the conduit 8 of the liquid / solid separator 7.
  • the cassettes 20 are configured to be arranged one behind the other in the aligned state within the conduit 8 of the liquid / solid separator 7. They then form a line of cassettes, so that a push exerted on the line at one end of the line of cassettes causes the cassettes of the entire line to move.
  • liquid / solid separator in parallel with the entry of a cassette through the opposite end of the liquid / solid separator.
  • this cover is formed by a mesh
  • the products to be treated are, after opening the cover, introduced into the body of the cassette.
  • the cassette 20 can, after closing the cover, be introduced into the reactor 2.
  • the product supply system 18 comprises a pusher 19 mounted mobile at
  • each cassette is, in the state positioned in the pipe of the liquid / solid separator, slidingly displaceable in said pipe of the liquid / solid separator, under the action of 'a thrust exerted by said pusher on said cassette.
  • Such pusher could also be present in the case of a bulk feed to the reactor.
  • this pusher 19 is an extractable pusher, which can be extracted or introduced into the reactor 2 through the inlet 3 for supplying products to be treated from the reactor 2.
  • This pusher 19 comprises a piston head 21.
  • This piston head 21 is a piston head 21.
  • This pusher piston head 21 is equipped, on the side of the head 21 of the piston opposite to that providing the active thrust surface of said piston head, with a maneuvering member 22 extending at least partially projecting of the inlet 3 for supplying products to be treated from the reactor 2 to allow a sliding movement of the pusher 19 inside the reactor 2 by driving in axial displacement of the member 22 for operating the pusher 19 which is presented here in the form of an elongated body.
  • This piston head 21 which slides inside the body 6 of the reactor 2 is in the end position of the pusher 19 inside the reactor 2, arranged between the inlet 3 for supplying products to process and the outlet 4 for discharging the treated products from the reactor 2.
  • this piston head 21 extends in the end-of-stroke position at the level of the inlet orifice 11 of the tubular reactor 2, to allow fluid communication between the fluid circulation circuit 13 and the 'inside the separator duct 8.
  • the piston head 21 can be provided
  • the active thrust surface 23 of the piston head 21 is provided with a hollow rod 24 extending axially projecting from the active surface 23 of the piston head 21.
  • This rod 24 provided with perforations 25 over at least part of its length is in fluid communication with the inlet orifice 11 of the fluid circulation circuit 13 in at least one position of the pusher 19 inside the reactor 2 to form a sprinkler rod.
  • This sprinkler rod further forms a spindle on which the or at least one of the cassettes 20 can be threaded in the case of a supply using cassettes.
  • the pusher 19 comprises a piston head 21 having an active thrust surface 23 corresponding to the surface of said piston head 21 which can be positioned in bearing contact with a cassette 20 to be driven in movement, this active thrust surface 23 of the piston head 21 being provided with a hollow rod 24 projecting from the active surface 23 of the piston head 21, this rod 24 provided with perforations 25 on at least a part of its length being in fluid communication with the inlet orifice 11 of the fluid circulation circuit 13 in at least one position of the pusher 19 inside the reactor 2 to form a sprinkler rod, this sprinkler rod forming in addition a spindle on which the or at least one of the cassettes 20 is threadable.
  • each cassette 9 is provided with an axial through passage so that it can be plugged into the sprinkler rod forming a spindle.
  • This sprinkler rod offers many advantages and in particular allows distribution of the inoculum or leachate over a significant length of reactor 2.
  • this sprinkling rod 24 is in fluid communication with the inlet opening 11 of the fluid circulation circuit 13 in the end position of the pusher 19 inside the reactor 2.
  • the cassettes are pre-filled with products, in particular with urban solid waste such as kitchen waste to be treated.
  • the storage tank 26 is filled with an inoculum.
  • the pusher 19 is extracted from the reactor 2.
  • the reactor is pivotally moved in the direction of a lowering of
  • the pusher with the cassettes is introduced through the inlet 3 for supplying the products to be treated, into the reactor 2.
  • the cassettes are introduced using the pusher, moving at
  • the inlet opening 11 of the reactor 2 is in fluid communication with the pipe 8 of the liquid / solid separator 7 in order to supply the interior of the latter with fluid via the sprinkling rod 24 passing axially through each cassette 20.
  • the inlet 3 for supplying products and the outlet 4 for discharging the treated products are hermetically closed using the systems 27 of closure to gradually achieve the anaerobic conditions necessary for the
  • the reactor is pivotally moved in the direction of a lifting of the inlet 3 for the supply of products to be treated.
  • the fluid circulation pump 14 is put into service to allow the contents of the storage tank 26 to feed the reactor 2 via the inlet 11 of the reactor 2.
  • the heating means are activated to allow the circulation of a hot fluid in the double wall of the reactor 2. Likewise, the walls of the storage tank 26 arranged on the fluid circulation circuit 13 can be heated.
  • the fluid from the circulation circuit 13 enters the reactor 2 via
  • the inlet orifice 11 feeds each cassette via the sprinkling rod 24 fitted to the pusher 19 and percolates by gravity through the solid products to be treated. It thus passes through the solid products contained in the cassettes, then passes through the perforated wall of the separator to reach the space 10 provided between the perforated peripheral side wall 9 of the separator 7 and the body 6.
  • the inoculum or leachate becomes loaded with solubilized organic matter, that is to say with degraded and liquefied solid organic matter before leaving the reactor 2 through the outlet orifice 12 to return, after passing through the filter 30 equipping said outlet orifice 12, via the circulation circuit 13, in the reactor 2 in order to percolate again.
  • the liquid passes through the storage tank 26 arranged on said circuit 13.
  • the liquefaction of the solid material allows the continuous production of leachate which is added to the volume of inoculum initially introduced.
  • the degraded material allows the production of biogas and a
  • digestate remainder of solid matter
  • the reactor When a new cassette is to be introduced into the installation, the reactor is tilted in the direction of a lowering of the inlet 3 for supplying products to be treated to the reactor, and the pump is stopped.
  • the inlet 3 for supplying products to be treated and the outlet 4 for discharging treated products from the reactor 2 are open and the pusher is extracted from the reactor 2 through the inlet 3 for supplying the products to be treated from the reactor 2.
  • a new cassette filled with products to be treated is plugged into the sprinkler rod of the pusher to extend as close as possible to the piston head of the pusher and the pusher, equipped with its cassette, is reintroduced into the reactor, so that the sprinkler rod of the pusher passes through, during the sliding introduction of the pusher into the reactor, the cassettes which have remained in place.
  • the inside of the reactor causes the expulsion of the last cassette from the line of cassettes, that is to say the cassette positioned on the outlet side 4 for discharging the treated products from the reactor 2.
  • a new cycle can then be carried out as described above.
  • the frequency of introduction of the cassettes fixes the residence time of the products in the reactor. Usually, this processing time is a minimum of four weeks. To maintain an optimum leachate level in the storage tank 26, part of it is regularly withdrawn from the installation and can be used as liquid fertilizer.
  • a gauge or equivalent allows the level of the leachate to be monitored inside the storage tank 26.
  • This operation may only take a few minutes.

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Abstract

Installation (1) de traitement de déchets organiques solides comprenant un réacteur (2) tubulaire équipé d'une entrée (3) d'alimentation en produits à traiter, d'une sortie (4) d'évacuation des produits traités, et d'une sortie (5) d'évacuation de biogaz, et un châssis support dudit réacteur (2). Le réacteur est configuré pour former un réacteur incliné à pente descendante depuis l'entrée (3) d'alimentation en direction de la sortie (4) d'évacuation. Le réacteur (2) comprend un corps (6) tubulaire et un séparateur (7) liquide/solide s'étendant axialement à l'intérieur dudit corps (6), le séparateur (7) liquide/solide comprend un conduit (8) délimité par une paroi (9) latérale périphérique perforée, entourée par ledit corps (6) pour ménager, entre ladite paroi latérale périphérique perforée et le corps, un espace (10) de collecte de liquide, et le réacteur (2) comprend un orifice (11) d'entrée pouvant communiquer avec l'intérieur du conduit (8) du séparateur (7) liquide/solide et un orifice (12) de sortie en communication fluidique avec l'espace (10) de collecte de liquide, et relié à l'orifice (11) d'entrée par un circuit (13) de circulation forcée de fluide disposé au moins partiellement à l'extérieur du corps (6) du réacteur (2).

Description

Description
Titre de l'invention : Installation de traitement, notamment pour le traitement par fermentation de déchets organiques
[0001] La présente invention concerne une installation de traitement, notamment pour le traitement par fermentation, en particulier anaérobie, de produits solides au moins partiellement fermentescibles, en particulier de déchets organiques solides, en vue notamment de la production de biogaz.
On entend par biogaz, un gaz combustible produit par la fermentation de matières organiques en l’absence d’oxygène.
[0002] Elle concerne plus particulièrement une installation de traitement comprenant un réacteur tubulaire, ledit réacteur tubulaire étant équipé au moins d’une entrée d’alimentation en produits à traiter, d’une première sortie dite sortie d’évacuation des produits traités et d’une deuxième sortie dite sortie d’évacuation de biogaz.
[0003] La transformation de matières organiques en biogaz, tel que du méthane, par fermentation anaérobie desdites matières organiques, est un procédé biologique bien connu à ceux versés dans cet art. Cette fermentation anaérobie, parfois encore appelée méthanisation, est une technologie éprouvée pour la valorisation des effluents organiques liquides, mais reste encore perfectible pour la valorisation des déchets organiques solides. L’un des problèmes, notamment, du traitement de déchets organiques solides réside dans la difficulté d’une mise en contact des microorganismes et des nutriments dans un environnement où l’agitation mécanique est difficile. Les installations de méthanisation basées sur le recyclage de déchets organiques solides se développent néanmoins de plus en plus. En particulier, un véritable besoin existe concernant les installations de méthanisation dites de proximité. Ces installations de traitement des déchets organiques solides par fermentation anaérobie, sont dites de proximité, par opposition aux installations de traitement industrielles. Ces installations de traitement de proximité sont destinées, par opposition aux installations
industrielles, au traitement annuel d’une quantité plus faible de déchets, généralement de l’ordre de quelques centaines de tonnes de déchets par an. Il en résulte des contraintes différentes de ces installations de traitement de proximité à savoir notamment : un faible encombrement, une maintenance réduite, une utilisation simplifiée, une production élevée et de manière continue de biogaz associée à une faible consommation d’eau et d’énergie. Jusqu’à présent, les installations de traitement des déchets organiques solides par fermentation anaérobie disponibles sur le marché ne donnent pas satisfaction au regard des exigences mentionnées ci-dessus. Tel est le cas de l'installation décrit dans le brevet US 5782950. Dans ce document, l'installation comprend deux réacteurs. Le premier réacteur est un réacteur incliné qui assure, à partir des déchets solides, une séparation liquide/ solide par pressage desdits déchets. A l'intérieur de ce réacteur, la circulation de déchets solides s'opère de manière mécanique à l'aide de vis de convoyage depuis l'extrémité inférieure vers l'extrémité supérieure du réacteur et la sortie de liquide s'opère au niveau de l'extrémité supérieure du réacteur. Aucune production de biogaz par fermentation anaérobie des produits solides ne s'opère au niveau de ce premier réacteur. L'installation comprend donc un deuxième réacteur, et la production de biogaz s'opère à ce niveau. Il en résulte un encombrement important de l'ensemble. US 5159694 décrit une installation à réacteur rotatif ce qui est incompatible avec une faible dépense énergétique.
[0004] Un but de l’invention est de proposer une installation de traitement du type précité dont la conception permet une production quasi-continue de biogaz associée à la production d’une quantité réduite de digestat sans nuire à la facilité d’utilisation de l’installation et à une faible consommation en eau.
[0005] A cet effet, l’invention a pour objet une installation de traitement, notamment pour le traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles, en particulier de déchets organiques solides, en vue notamment de la production de biogaz, ladite installation comprenant un réacteur tubulaire et un châssis support dudit réacteur tubulaire, ledit réacteur tubulaire étant équipé au moins d’une entrée d’alimentation en produits à traiter, d’une première sortie dite sortie d’évacuation des produits traités et d’une deuxième sortie dite sortie d’évacuation de biogaz, caractérisée en ce que le réacteur tubulaire présente au moins une configuration dans laquelle l’entrée d’alimentation en produits à traiter du réacteur est disposée à un niveau supérieur à la sortie d’évacuation des produits traités du réacteur pour former un réacteur incliné à pente descendante depuis l’entrée d'alimentation en produits à traiter en direction de la sortie d’évacuation des produits traités du réacteur, en ce que le réacteur tubulaire comprend un corps tubulaire et un séparateur liquide/solide s’étendant
axialement à l’intérieur dudit corps, en ce que le séparateur liquide/solide comprend un conduit délimitant intérieurement un espace de réception pour la réception des produits à traiter, ce conduit étant un conduit délimité par une paroi latérale périphérique perforée, cette paroi latérale périphérique perforée étant entourée par ledit corps pour ménager, entre ladite paroi latérale périphérique perforée et le corps, un espace de collecte de liquide, et en ce que le réacteur comprend encore un orifice d’entrée pouvant communiquer avec l’intérieur du conduit du séparateur liquide/solide et un orifice de sortie en communication fluidique avec l’espace de collecte de liquide, l’orifice d’entrée étant disposé à un niveau supérieur à l’orifice de sortie dans la configuration dans laquelle le réacteur est incliné à pente descendante depuis l’entrée d’alimentation en produits à traiter en direction de la sortie d’évacuation des produits traités du réacteur, cet orifice d’entrée étant relié à l’orifice de sortie par un circuit de circulation de fluide disposé au moins partiellement à l’extérieur du corps du réacteur, ce circuit de circulation de fluide étant équipé d’au moins un système, tel qu’une pompe, de circulation forcée de fluide depuis l’orifice de sortie vers l’orifice d’entrée. La réalisation du réacteur tubulaire de sorte que, dans au moins une configuration du réacteur tubulaire, ce dernier se présente sous forme d’un réacteur incliné permet de limiter l’encombrement de l’installation tout en favorisant un écoulement gravitaire à l’intérieur dudit réacteur. La présence d’un réacteur tubulaire incliné logeant un séparateur liquide/solide combinée à un circuit de circulation forcée de fluide, en particulier de liquide, depuis l’orifice de sortie vers l’orifice d’entrée du réacteur tubulaire permet, sans intervention humaine, en parallèle de la production de biogaz, une séparation liquide/solide et une recirculation du liquide séparé à l’intérieur du réacteur autorisant ainsi, à l’intérieur du réacteur, un apport régulier d’inoculum liquide ou lixiviat favorisant la fermentation des produits solides. La séparation des liquides et leur recirculation permet, en parallèle d’une amélioration du rendement de dégradation des produits solides, une réduction en quantité du reliquat de matières solides produit appelé digestat. Cette conception permet encore de s’affranchir d’une étape de séparation de phase additionnelle au niveau du digestat. [0006] Selon un mode de réalisation de l’invention, le réacteur est monté sur le châssis support de manière réglable en inclinaison pour faire varier la différence de niveau entre l’entrée d’alimentation en produits à traiter et la sortie
d’évacuation des produits traités dudit réacteur. La possibilité de réglage en inclinaison du réacteur tubulaire permet, par simple inclinaison du réacteur dans le sens d’un abaissement de l’entrée d’alimentation en produits à traiter du réacteur, de faciliter le chargement dudit réacteur en produits à traiter, ladite entrée étant alors plus aisément accessible.
[0007] Selon un mode de réalisation de l’invention, le réacteur est monté sur le
châssis support de manière réglable en inclinaison par l’intermédiaire d’une liaison pivot entre le châssis support et le réacteur, cette liaison pivot présentant un axe pivot dit horizontal s’étendant transversalement à l'axe longitudinal du corps tubulaire du réacteur et à l’horizontale à l’état positionné de ladite installation sur une surface plane horizontale.
[0008] Selon un mode de réalisation de l’invention, ladite installation comprend un système d’entrainement en déplacement à pivotement du réacteur par rapport au châssis support. Ce système d’entrainement peut être à actionnement manuel ou motorisé.
[0009] Selon un mode de réalisation de l’invention, ladite installation comprend un système d’alimentation en produits à traiter du réacteur.
[0010] Selon un mode de réalisation de l’invention, le système d’alimentation en produits à traiter comprend une ou plusieurs cassettes ajourées de stockage de produits à traiter positionnables dans le conduit du séparateur liquide/solide et déplaçables à coulissement dans le conduit du séparateur liquide/solide.
[0011] Selon un mode de réalisation de l’invention dans lequel l’installation
comprend plusieurs cassettes, les cassettes sont configurées pour être disposées, l'une derrière l'autre, à l'état aligné, à l'intérieur du conduit du séparateur liquide/solide. Cette disposition permet en parallèle de l’introduction d’une cassette à une extrémité du conduit du séparateur liquide/solide, la sortie d’une cassette à l’extrémité opposée dudit conduit.
[0012] Selon un mode de réalisation de l’invention, le système d’alimentation en produits comprend un pousseur (19) monté mobile à coulissement à l’intérieur du réacteur. Ainsi, lorsque le système d’alimentation comprend une ou plusieurs cassettes, la ou au moins l’une des cassettes est, à l’état positionné dans le conduit du séparateur liquide/solide, déplaçable à coulissement dans ledit conduit du séparateur liquide/solide sous l’action d’une poussée exercée par ledit pousseur sur ladite cassette. En variante, le pousseur peut agir par poussée sur des produits à traiter disposés en vrac à l’intérieur du conduit du séparateur liquide/solide.
[0013] Selon un mode de réalisation de l’invention, le pousseur comprend une tête de piston présentant une surface active de poussée, cette surface active de poussée de la tête de piston étant munie d’une tige creuse s’étendant en saillie de la surface active de la tête de piston, cette tige munie de perforations sur au moins une partie de sa longueur étant en communication fluidique avec l’orifice d’entrée du circuit de circulation de fluide dans au moins une position du pousseur à l’intérieur du réacteur pour former une tige d’arrosage. Grâce à cette conception du pousseur, l’apport de fluide peut s’opérer à l’intérieur du réacteur sur une grande partie de la longueur du réacteur.
[0014] Selon un mode de réalisation de l’invention, la tête de piston du pousseur est équipée, côté de la tête de piston opposé à celui ménageant la surface active de poussée de ladite tête de piston, d’un organe de manœuvre s’étendant de préférence au moins partiellement en saillie de l’entrée d’alimentation en produits à traiter du réacteur pour permettre un déplacement à coulissement du pousseur à l’intérieur du réacteur.
[0015] Selon un mode de réalisation de l’invention, la tête de piston est, en position de fin de course du pousseur à l’intérieur du réacteur, disposée entre l’entrée d’alimentation en produits à traiter et la sortie d’évacuation des produits traités du réacteur et le pousseur est un pousseur extractible du réacteur par l’entrée d’alimentation en produits à traiter du réacteur.
[0016] Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit de circulation de fluide reliant l’orifice de sortie et l’orifice d’entrée du réacteur est équipé d’un réservoir de stockage. La présence d’un tel réservoir permet d’utiliser ce réservoir comme réservoir de stockage d’un volume de liquide appelé l’inoculum en début du processus de fermentation puis comme réservoir de stockage du lixiviat au cours du processus de fermentation. La liquéfaction de la matière solide au cours du processus de fermentation permet la production en continue de lixiviat qui vient s’ajouter au volume de liquide initialement introduit. Ce réservoir de stockage peut être équipé d’un organe de vidange pour converser un niveau de
remplissage optimal dudit réservoir.
[0017] Selon un mode de réalisation de l’invention, l’entrée d’alimentation en produits à traiter est une entrée axiale et l’entrée d’alimentation en produits à traiter et la sortie d’évacuation des produits traités du réacteur sont équipées chacune d’un système de fermeture étanche à l'air, et le corps du réacteur et le conduit du séparateur liquide/solide sont coaxiaux.
[0018] Selon un mode de réalisation de l’invention, le corps du réacteur est délimité par une double paroi et est équipé de moyens de chauffage.
Brève description des dessins
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
[0019] [Fig. 1] représente une vue en coupe d’une installation conforme à
l’invention,
[0020] [Fig. 2] représente une vue d’une installation conforme à l’invention,
[0021] [Fig. 3] représente une vue en coupe, en position éclatée des éléments la constituant, d’une cassette,
[0022] [Fig. 4] représente une vue de côté de la cassette de la figure 3 et,
[0023] [Fig. 5] représente une vue partielle en coupe du réacteur prise au niveau de l’orifice d’entrée du réacteur.
[0024] Comme mentionné ci-dessus, l’installation 1 de traitement objet de l’invention est plus particulièrement destinée au traitement par fermentation anaérobie de déchets organiques solides, tels que des déchets urbains, en particulier des déchets de cuisine des ménages, de restaurateurs, de marché comprenant les déchets de préparation (pelures, pulpes) jusqu'aux restes de repas, à raison, de préférence, de 50 à 200 tonnes par an.
[0025] Cette installation permet en particulier, à partir de cette fermentation de
matières organiques en l’absence d’oxygène, la production de gaz combustibles composés essentiellement de méthane ou de dioxyde de carbone et appelés biogaz.
[0026] Cette installation 1 comprend un réacteur 2 tubulaire et un châssis support 15 dudit réacteur 2 tubulaire. Ce réacteur 2 tubulaire comprend un corps 6 tubulaire et une entrée 3 d’alimentation en produits à traiter, le corps 6 tubulaire est un corps allongé qui peut être de section transversale quelconque. Dans les exemples représentés, ce corps 6 tubulaire est un corps cylindrique de section circulaire.
[0027] L'entrée 3 d’alimentation en produits à traiter est une entrée dite axiale,
ménagée à une extrémité du corps 6 tubulaire.
[0028] Ce réacteur 2 comprend encore une première sortie 4, dite sortie 4
d’évacuation des produits traités, et une deuxième sortie 5, dite sortie 5 d’évacuation de biogaz.
[0029] Dans les exemples représentés, la sortie 4 d’évacuation des produits traités est une sortie axiale disposée à l’extrémité du corps 6 tubulaire opposée à celle munie de l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter, et la sortie 5 d’évacuation de biogaz est une sortie latérale.
[0030] L’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter et la sortie 4 d’évacuation de produits traités du réacteur 2 sont équipées chacune d’un système 27 de fermeture de manière étanche à l’air.
[0031] Chaque système 27 de fermeture est, dans les exemples représentés, réalisé sous forme d’une vanne à manchon pneumatique susceptible d’être gonflée pour passer de la position ouverte à la position fermée.
[0032] Le corps 6 du réacteur 2 tubulaire est, sur au moins une partie de sa
longueur, délimité par une double paroi 28 et est équipé de moyens 29 de chauffage. [0033] Ces moyens 29 de chauffage sont, dans les exemples représentés, formés par un circuit d’eau chaude dont au moins une partie est formée par l’espace laissé libre entre les deux parois de la double paroi du corps 6 du réacteur tubulaire.
[0034] Ce circuit de chauffage est alimenté en fluide chaud à partir d’un réservoir de fluide chaud disposé sur le châssis support 15. Ce réservoir de fluide chaud est équipé d’organes de chauffage dudit fluide tels que des résistances électriques.
[0035] Ce réacteur 2 tubulaire présente au moins une configuration dans laquelle l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter du réacteur est disposée à un niveau supérieur à la sortie 4 d’évacuation des produits traités du réacteur 2, pour former un réacteur 2 incliné à pente descendante depuis l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter en direction de la sortie 4 d’évacuation des produits traités du réacteur 2.
[0036] En particulier, dans les exemples représentés, le réacteur 2 est monté sur le châssis support 15 de manière réglable en inclinaison, par l’intermédiaire d’une liaison 16 pivot entre le châssis support 15 et le réacteur 2 pour faire varier la différence de niveau entre l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter et la sortie 4 d’évacuation des produits traités dudit réacteur 2, cette liaison 16 pivot présentant un axe pivot dit horizontal s’étendant transversalement à l’axe longitudinal du corps 6 du réacteur et à l’horizontale à l’état positionné de ladite installation sur une surface plane horizontale.
[0037] Cette possibilité d’inclinaison du réacteur 2 tubulaire par déplacement à
pivotement autour d’un axe pivot dit horizontal présente un grand nombre d’avantages. Elle permet de réduire l’encombrement du réacteur, elle autorise un déplacement gravitaire à l’intérieur dudit réacteur et elle facilite le rechargement en produits à traiter du réacteur.
[0038] Pour faciliter ce déplacement à pivotement du réacteur 2 par rapport au
châssis support 15, l’installation peut comprendre un système 17 d’entraînement en déplacement à pivotement du réacteur 2 par rapport au châssis support 15 à actionnement manuel ou automatique.
[0039] Dans les exemples représentés, le pivot par lequel passe l’axe pivot de la liaison 16 pivot entre le châssis support 15 et le réacteur 2 est monté solidaire en rotation d’une roue crantée. Cette roue crantée vient en prise avec un pignon entraîné par une manivelle et porté par le châssis support 15. La roue dentée, le pignon et la manivelle forment le système 17 d'entraînement.
[0040] Le réacteur 2 tubulaire comprend encore un séparateur 7 liquide/solide
s’étendant axialement à l’intérieur du corps 6. Ce séparateur 7 liquide/solide comprend un conduit 8 délimitant intérieurement un espace de réception pour la réception des produits à traiter. Ce conduit 8, qui se présente sous forme d’un corps allongé ouvert à chacune de ses extrémités, est un conduit perforé délimité par une paroi 9 latérale périphérique perforée. Dans les exemples représentés, ce conduit 8 est un conduit cylindrique de section transversale circulaire.
[0041] De préférence, les perforations du conduit 8 les plus proches de l’entrée 3 d’alimentation en produits du réacteur 2 sont de dimensions supérieures à celles disposées les plus proches de la sortie 4 d’évacuation de produits traités.
[0042] De préférence, cette dimension des perforations diminue progressivement, depuis l’entrée 3 d’alimentation en produits vers la sortie 4 d’évacuation des produits traités.
[0043] De préférence, le corps 6 du réacteur 2 et le conduit 8 du séparateur 7 sont coaxiaux, comme dans l’exemple représenté.
[0044] La paroi 9 latérale perforée de délimitation du conduit 8 du séparateur 7
liquide/solide est entourée par le corps 6 du réacteur 2 pour ménager entre la paroi 9 latérale périphérique perforée et le corps 6 du réacteur 2 un espace 10 de collecte de liquide.
[0045] Le réacteur 2 comprend encore un orifice 11 d’entrée pouvant communiquer avec l’intérieur du conduit 8 du séparateur 7 liquide/solide et un orifice 12 de sortie en communication fluidique avec l’espace 10 de collecte de liquide.
[0046] L’orifice 11 d’entrée est disposé à un niveau supérieur à l’orifice 12 de sortie dans la configuration dans laquelle le réacteur est incliné en pente descendante depuis l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter en direction de la sortie 4 d’évacuation des produits traités du réacteur 2. [0047] Cet orifice 11 d’entrée est relié à l’orifice 12 de sortie par un circuit 13 de circulation de fluide disposé au moins partiellement, en l’occurrence, ici, totalement à l’extérieur du corps 6 du réacteur 2.
[0048] Ce circuit 13 de circulation de fluide est équipé d’un système 14, tel qu’une pompe, de circulation forcée de fluide, depuis l’orifice 12 de sortie vers l’orifice 11 d’entrée du réacteur.
[0049] Ce circuit 13 de circulation de fluide est donc un circuit de recirculation qui permet la recirculation du liquide ayant percolé à travers les produits solides à traiter, encore appelés lixiviat, et la recirculation du liquide résultant de la liquéfaction d’au moins une partie des produits solides à traiter, cette liquéfaction résultant de la fermentation.
[0050] Ce circuit 13 de circulation de fluide est de préférence, au niveau de
l’orifice 12 de sortie du réacteur 2, équipé d’un filtre 30 qui permet de retenir les particules non dégradées susceptibles de boucher le circuit 13 de circulation de fluide.
[0051] Ce circuit 13 de circulation de fluide reliant l’orifice 12 de sortie et l’orifice 11 d’entrée du réacteur est équipé d’un réservoir 26 de stockage.
[0052] Ce réservoir 26 de stockage de liquide peut être prérempli en inoculum lors de la mise en route de l’installation. Cet inoculum peut être composé de tout digestat liquide en provenance d'une unité de méthanisation située à proximité. De préférence, le digestat utilisé comme inoculum provient d'un site traitant en majorité des biodéchets de cuisine.
[0053] Par la suite, le lixiviat issu du réacteur 2 transite par ce réservoir 26 de
stockage avant d’être réinjecté dans le réacteur 2.
[0054] Ce réservoir 26 de stockage peut être équipé d’un système de vidange ou de trop-plein pour maîtriser le niveau de remplissage dudit réservoir. Le lixiviat soutiré de ce réservoir 26 de stockage peut être valorisé.
[0055] On note que pour faciliter l’inclinaison du réacteur 2, une partie du circuit peut être réalisée sous forme d’un conduit à soufflet ou d'un conduit souple.
[0056] Bien que l’installation 1 puisse être alimentée en vrac en produits à traiter, cette solution n’est pas préférée. En conséquence, et de préférence, l’installation 1 comprend un système 18 d’alimentation en produits à traiter du réacteur 2.
[0057] Ce système 18 d’alimentation peut affecter un grand nombre de formes. En particulier, le système 18 d’alimentation peut comprendre une ou plusieurs cassettes 20 ajourées de stockage de produits à traiter positionnables dans le conduit 8 du séparateur 7 liquide/solide et déplaçables à coulissement dans le conduit 8 du séparateur 7 liquide/solide.
[0058] Dans les exemples représentés, la solution d’une installation 1 de traitement avec plusieurs cassettes 20 a été retenue.
[0059] Les cassettes 20 sont configurées pour être disposées l’une derrière l’autre à l’état aligné à l’intérieur du conduit 8 du séparateur 7 liquide/solide. Elles forment alors une ligne de cassettes, de sorte qu’une poussée exercée sur la ligne, à une extrémité de la ligne de cassettes entraîne le déplacement des cassettes de l’ensemble de la ligne.
[0060] Cette disposition permet la sortie d’une cassette d’une extrémité du
séparateur liquide/solide, en parallèle de l’entrée d’une cassette par l’extrémité opposée du séparateur liquide/solide.
[0061] Chaque cassette 20 telle que représentée à la figure 3 se présente sous
forme d’un corps tubulaire, en particulier cylindrique, dont la paroi de délimitation du corps est perforée et d'au moins un couvercle de fermeture d’une extrémité dudit corps, ce couvercle étant ajouré.
[0062] Dans les exemples représentés, ce couvercle est formé par un grillage,
comme illustré à la figure 4. Les produits à traiter sont, après ouverture du couvercle, introduits dans le corps de la cassette. La cassette 20 peut, après refermeture du couvercle, être introduite dans le réacteur 2.
[0063] Pour faciliter le déplacement des produits à traiter, et en particulier le
déplacement de chaque cassette à l’intérieur du réacteur 2, le système 18 d’alimentation en produits comprend un pousseur 19 monté mobile à
coulissement à l’intérieur du réacteur 2. Grâce à ce pousseur 19, chaque cassette est, à l’état positionné dans le conduit du séparateur liquide/solide, déplaçable à coulissement dans ledit conduit du séparateur liquide/solide, sous l’action d’une poussée exercée par ledit pousseur sur ladite cassette. Un tel pousseur pourrait également être présent dans le cas d'une alimentation en vrac du réacteur.
[0064] Dans les exemples représentés, ce pousseur 19 est un pousseur extractible, qui peut être extrait ou introduit dans le réacteur 2 par l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter du réacteur 2.
[0065] Ce pousseur 19 comprend une tête 21 de piston. Cette tête 21 de piston
présente une surface 23 active de poussée, correspondant à la surface de la tête 21 de piston positionnable en contact d’appui avec une cassette 20 à entraîner en déplacement, en l’occurrence une cassette de l’extrémité de la ligne de cassettes formée.
[0066] Cette tête 21 de piston du pousseur est équipée, côté de la tête 21 du piston opposé à celui ménageant la surface active de poussée de ladite tête de piston, d’un organe 22 de manœuvre s’étendant au moins partiellement en saillie de l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter du réacteur 2 pour permettre un déplacement à coulissement du pousseur 19 à l’intérieur du réacteur 2 par entraînement en déplacement axial de l’organe 22 de manœuvre du pousseur 19 qui se présente ici sous forme d’un corps allongé.
[0067] Cette tête 21 de piston qui coulisse à l’intérieur du corps 6 du réacteur 2 est en position de fin de course du pousseur 19 à l’intérieur du réacteur 2, disposée entre l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter et la sortie 4 d’évacuation des produits traités du réacteur 2.
[0068] En particulier, cette tête 21 de piston s’étend en position de fin de course au niveau de l’orifice 11 d’entrée du réacteur 2 tubulaire, pour permettre une communication fluidique entre le circuit 13 de circulation de fluide et l’intérieur du conduit 8 séparateur. À cet effet, la tête 21 de piston peut être munie
intérieurement d'au moins un conduit de mise en communication du circuit 13 de circulation du fluide avec l’intérieur du conduit 8 du séparateur 7, comme illustré à la figure 1.
[0069] Dans les exemples représentés, la surface 23 active de poussée de la tête 21 de piston est munie d’une tige 24 creuse s’étendant axialement en saillie de la surface 23 active de la tête 21 de piston. [0070] Cette tige 24 munie de perforations 25 sur au moins une partie de sa longueur est en communication fluidique avec l’orifice 11 d’entrée du circuit 13 de circulation de fluide dans au moins une position du pousseur 19 à l’intérieur du réacteur 2 pour former une tige d’arrosage. Cette tige d’arrosage forme en outre une broche sur laquelle la ou au moins une des cassettes 20 est enfilable dans le cas d'une alimentation à l'aide de cassettes. En résumé, dans l'exemple représenté, le pousseur 19 comprend une tête 21 de piston présentant une surface 23 active de poussée correspondant à la surface de ladite tête 21 de piston positionnable en contact d’appui avec une cassette 20 à entraîner en déplacement, cette surface 23 active de poussée de la tête 21 de piston étant munie d’une tige 24 creuse s’étendant en saillie de la surface 23 active de la tête 21 de piston, cette tige 24 munie de perforations 25 sur au moins une partie de sa longueur étant en communication fluidique avec l’orifice 11 d’entrée du circuit 13 de circulation de fluide dans au moins une position du pousseur 19 à l’intérieur du réacteur 2 pour former une tige d’arrosage, cette tige d’arrosage formant en outre une broche sur laquelle la ou au moins l’une des cassettes 20 est enfilable.
[0071] Ainsi, chaque cassette 9 est munie d’un passage axial traversant pour pouvoir être embrochée sur la tige d’arrosage formant broche. La présence de cette tige d’arrosage offre de nombreux avantages et permet en particulier une distribution de l’inoculum ou de lixiviat sur une longueur importante du réacteur 2.
[0072] On comprend que cette tige 24 d’arrosage est en communication fluidique avec l’orifice 11 d’entrée du circuit 13 de circulation de fluide dans la position de fin de course du pousseur 19 à l’intérieur du réacteur 2.
[0073] Le fonctionnement d’une telle installation est telle que suit : les cassettes sont préremplies de produits, en particulier de déchets solides urbains tels que des déchets de cuisine à traiter. Le réservoir 26 de stockage est rempli d’un inoculum.
[0074] Le pousseur 19 est extrait du réacteur 2.
[0075] Les cassettes sont embrochées sur la tige d’arrosage du pousseur.
[0076] Le réacteur est déplacé à pivotement dans le sens d’un abaissement de
l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter. [0077] Le pousseur avec les cassettes est introduit par l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter, dans le réacteur 2.
[0078] Les cassettes sont introduites à l’aide du pousseur, se déplaçant à
coulissement à l’intérieur du réacteur dans le séparateur 7 liquide/solide. En position de fin de course, l’orifice 11 d’entrée du réacteur 2 est en communication fluidique avec le conduit 8 du séparateur 7 liquide/solide pour alimenter l'intérieur de ce dernier en fluide via la tige 24 d’arrosage traversant axialement chaque cassette 20.
[0079] Une fois le pousseur et les cassettes en position à l’intérieur du réacteur 2, l’entrée 3 d’alimentation en produits et la sortie 4 d’évacuation des produits traités sont fermées hermétiquement à l’aide des systèmes 27 de fermeture pour atteindre progressivement les conditions anaérobies nécessaires à la
fermentation, en vue de la production de biogaz.
[0080] Le réacteur est déplacé à pivotement dans le sens d’un relevage de l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter.
[0081] La pompe 14 de circulation de fluide est mise en service pour permettre au contenu du réservoir 26 de stockage d’alimenter le réacteur 2 via l’orifice 11 d’entrée du réacteur 2.
[0082] Les moyens de chauffage sont activés pour permettre la circulation d’un fluide chaud dans la double paroi du réacteur 2. De même, les parois du réservoir 26 de stockage disposé sur le circuit 13 de circulation de fluide peuvent être chauffées.
[0083] Le fluide issu du circuit 13 de circulation pénètre dans le réacteur 2 via
l’orifice 11 d’entrée, alimente chaque cassette via la tige 24 d’arrosage équipant le pousseur 19 et percole par gravité à travers les produits solides à traiter. Il passe ainsi à travers les produits solides contenus dans les cassettes, puis traverse la paroi perforée du séparateur pour atteindre l’espace 10 ménagé entre la paroi 9 latérale périphérique perforée du séparateur 7 et le corps 6.
[0084] En percolant à travers les produits solides à traiter, le liquide à savoir
l’inoculum ou le lixiviat se charge en matière organique solubilisée, c’est-à-dire en matière organique solide dégradée et liquéfiée avant de sortir du réacteur 2 à travers l’orifice 12 de sortie pour retourner, après passage à travers le filtre 30 équipant ledit orifice 12 de sortie, via le circuit 13 de circulation, dans le réacteur 2 pour percoler à nouveau. Au cours de sa circulation dans le circuit 13 de fluide, le liquide passe par le réservoir 26 de stockage disposé sur ledit circuit 13.
[0085] La liquéfaction de la matière solide permet la production en continu de lixiviat qui vient s’ajouter au volume d’inoculum initialement introduit.
[0086] En parallèle, la matière dégradée permet la production de biogaz et d’un
reliquat de matière solide appelée digestat.
[0087] Lorsqu’une nouvelle cassette doit être introduite dans l’installation, le réacteur est incliné dans le sens d’un abaissement de l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter du réacteur, et la pompe est arrêtée.
[0088] L’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter et la sortie 4 d’évacuation de produits traités du réacteur 2 sont ouvertes et le pousseur est extrait du réacteur 2 par l’entrée 3 d’alimentation en produits à traiter du réacteur 2.
[0089] Une nouvelle cassette remplie de produits à traiter est embrochée sur la tige d’arrosage du pousseur pour s’étendre au plus près de la tête de piston du pousseur et le pousseur, équipé de sa cassette, est réintroduit dans le réacteur, de sorte que la tige d’arrosage du pousseur traverse, au cours de l’introduction à coulissement du pousseur dans le réacteur, les cassettes restées en place.
[0090] Cette poussée, exercée par déplacement à coulissement du pousseur à
l’intérieur du réacteur entraîne l’expulsion de la dernière cassette de la ligne de cassettes, c’est-à-dire la cassette positionnée côté sortie 4 d’évacuation des produits traités du réacteur 2.
[0091] Il peut alors être procédé à un nouveau cycle tel que décrit ci-dessus.
[0092] Ainsi, à chaque introduction d’une nouvelle cassette de produits à traiter, une cassette de produits traités est extraite du réacteur tubulaire.
[0093] La fréquence d’introduction des cassettes fixe le temps de séjour des produits dans le réacteur. Généralement, ce temps de traitement est au minium de quatre semaines. [0094] Pour maintenir un niveau de lixiviat optimal dans le réservoir 26 de stockage, une partie de celui-ci est régulièrement soutirée de l’installation et peut être valorisée comme engrais liquide.
[0095] Une jauge ou équivalent permet le contrôle du niveau du lixiviat à l’intérieur du réservoir 26 de stockage.
[0096] Grâce à la conception de l’installation, la production de biogaz peut être
considérée comme continue, car elle ne s’interrompt que ponctuellement pendant le temps nécessaire aux opérations de rentrée d’une cassette de produits à traiter et de sortie d’une cassette de produits traités.
[0097] Cette opération peut ne prendre que quelques minutes.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles, en particulier de déchets organiques solides, en vue notamment de la production de biogaz, ladite installation (1 ) comprenant un réacteur (2) tubulaire et un châssis support (15) dudit réacteur (2) tubulaire, ledit réacteur (2) tubulaire étant équipé au moins d’une entrée (3)
d’alimentation en produits à traiter, d’une première sortie (4), dite sortie (4) d’évacuation des produits traités, et d’une deuxième sortie (5), dite sortie (5) d’évacuation de biogaz, caractérisée en ce que le réacteur (2) tubulaire présente au moins une configuration dans laquelle l’entrée (3) d’alimentation en produits à traiter du réacteur est disposée à un niveau supérieur à la sortie (4) d’évacuation des produits traités du réacteur (2) pour former un réacteur incliné à pente descendante depuis l’entrée (3) d'alimentation en produits à traiter en direction de la sortie (4) d’évacuation des produits traités du réacteur (2), en ce que le réacteur (2) tubulaire comprend un corps (6) tubulaire et un séparateur (7) liquide/solide s’étendant axialement à l’intérieur dudit corps (6), en ce que le séparateur (7) liquide/solide comprend un conduit (8) délimitant intérieurement un espace de réception pour la réception des produits à traiter, ce conduit (8) étant un conduit délimité par une paroi (9) latérale périphérique perforée, cette paroi (9) latérale périphérique perforée étant entourée par ledit corps (6) pour ménager, entre ladite paroi (9) latérale périphérique perforée et le corps (6), un espace (10) de collecte de liquide, et en ce que le réacteur (2) comprend encore un orifice (11 ) d’entrée pouvant communiquer avec l’intérieur du conduit (8) du séparateur (7) liquide/solide et un orifice (12) de sortie en communication fluidique avec l’espace (10) de collecte de liquide, l’orifice (11 ) d’entrée étant disposé à un niveau supérieur à l’orifice (12) de sortie dans la configuration dans laquelle le réacteur (2) est incliné à pente descendante depuis l’entrée (3) d’alimentation en produits à traiter en direction de la sortie (4) d’évacuation des produits traités du réacteur (2), cet orifice (11 ) d’entrée étant relié à l’orifice (12) de sortie par un circuit (13) de circulation de fluide disposé au moins partiellement à l’extérieur du corps(6) du réacteur (2), ce circuit (13) de circulation de fluide étant équipé d’au moins un système (14), tel qu’une pompe, de circulation forcée de fluide depuis l’orifice (12) de sortie vers l’orifice (11 ) d’entrée.
[Revendication 2] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le réacteur (2) est monté sur le châssis support (15) de manière réglable en inclinaison pour faire varier la différence de niveau entre l’entrée (3) d’alimentation en produits à traiter et la sortie (4) d’évacuation des produits traités dudit réacteur (2).
[Revendication 3] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réacteur (2) est monté sur le châssis support (15) de manière réglable en inclinaison par l’intermédiaire d’une liaison (16) pivot entre le châssis support (15) et le réacteur (2), cette liaison (16) pivot présentant un axe pivot dit horizontal s’étendant transversalement à l'axe longitudinal du corps (6) tubulaire du réacteur (2) et à l’horizontale à l’état positionné de ladite installation (1 ) sur une surface plane horizontale.
[Revendication 4] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite installation (1 ) comprend un système (17) d’entrainement en déplacement à pivotement du réacteur (2) par rapport au châssis support (15).
[Revendication 5] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite installation (1 ) comprend un système (18) d’alimentation en produits à traiter du réacteur (2).
[Revendication 6] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon la revendication 5, caractérisée en ce que le système (18) d’alimentation en produits à traiter comprend une ou plusieurs cassettes (20) ajourées de stockage de produits à traiter positionnables dans le conduit (8) du séparateur (7) liquide/solide et déplaçables à coulissement dans le conduit (8) du séparateur (7) liquide/solide.
[Revendication 7] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon la revendication 6, caractérisée en ce que, ladite installation comprenant plusieurs cassettes (20), les cassettes (20) sont configurées pour être disposées, l’une derrière l’autre, à l’état aligné, à l’intérieur du conduit (8) du séparateur (7) liquide/solide.
[Revendication 8] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le système (18) d’alimentation en produits comprend un pousseur (19) monté mobile à coulissement à l’intérieur du réacteur (2).
[Revendication 9] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon la revendication 8, caractérisée en ce que le pousseur (19) comprend une tête (21 ) de piston présentant une surface (23) active de poussée, cette surface (23) active de poussée de la tête (21 ) de piston étant munie d’une tige (24) creuse s’étendant en saillie de la surface (23) active de la tête (21 ) de piston, cette tige (24) munie de perforations (25) sur au moins une partie de sa longueur étant en communication fluidique avec l’orifice (11 ) d’entrée du circuit (13) de circulation de fluide dans au moins une position du pousseur (19) à l’intérieur du réacteur (2) pour former une tige d’arrosage.
[Revendication 10] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon la revendication 9, caractérisée en ce que la tête (21 ) de piston du pousseur (19) est équipée, côté de la tête (21 ) de piston opposé à celui ménageant la surface (23) active de poussée de ladite tête (21 ) de piston, d’un organe (22) de manœuvre s’étendant de préférence au moins partiellement en saillie de l’entrée (3) d’alimentation en produits à traiter du réacteur (2) pour permettre un déplacement à coulissement du pousseur (19) à l’intérieur du réacteur.
[Revendication 11] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon l’une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que la tête (21 ) de piston est, en position de fin de course du pousseur (19) à l’intérieur du réacteur (2), disposée entre l’entrée (3) d’alimentation en produits à traiter et la sortie (4) d’évacuation des produits traités du réacteur (2) et en ce que le pousseur (19) est un pousseur extractible du réacteur (2) par l’entrée (3) d’alimentation en produits à traiter du réacteur (2).
[Revendication 12] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon l’une des revendications 1 à 11 , caractérisée en ce que le circuit (13) de circulation de fluide reliant l’orifice (12) de sortie et l’orifice (11 ) d’entrée du réacteur (2) est équipé d’un réservoir (26) de stockage.
[Revendication 13] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que l’entrée (3) d’alimentation en produits à traiter est une entrée axiale et en ce que l’entrée (3) d’alimentation en produits à traiter et la sortie (4) d’évacuation des produits traités du réacteur (2) sont équipées chacune d’un système (27) de fermeture étanche à l'air, et en ce que le corps (6) du réacteur (2) et le conduit (8) du séparateur (7) liquide/solide sont coaxiaux.
[Revendication 14] Installation (1 ) de traitement, notamment pour le
traitement par fermentation de produits solides au moins partiellement fermentescibles selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le corps (6) du réacteur (2) est délimité par une double paroi (28) et est équipé de moyens (29) de chauffage.
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