FR2639344A1

FR2639344A1 - Improved process for composting natural organic plant wastes

Info

Publication number: FR2639344A1
Application number: FR8816278A
Authority: FR
Inventors: Pierre De Carriere; Raymond Fossat
Original assignee: FRANCE BIO ENGRAIS
Current assignee: FRANCE BIO ENGRAIS
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1990-05-25

Abstract

Improved process for composting natural organic plant wastes 1, of the type in which: - the plant mass 1 to be decomposed is inoculated with bacteria 3; - this mass 2 is placed in the form of a windrow 4 in a tunnel, where it is left to decompose in contact with air and light; - then, the decomposed material obtained is dried 8; - finally, this material is ground 9 and the powder obtained is packaged 11, 12, characterised: - on the one hand, in that during the decomposition stage 4, air 5 is blown into the core of the windrow; - and, on the other hand, in that, when the decomposition stage 4 is finished, but before beginning the drying phase 8, the decomposed material is subjected to a ripening stage 7 by reinoculating it with bacteria 6, and then spreading the mixture in a layer under a tunnel, and in leaving this layer to develop in contact with the air.

Description

PROCEDE PERFECTIONNE DE COMPOSTAGE DE DECHETS VEGETAUX ORGANIOUES NATURELS.IMPROVED PROCESS FOR COMPOSTING NATURAL ORGANIC VEGETABLE WASTE.

L'invention concerne un procédé perfectionné de compostage de déchets végétaux organiques naturels. Elle se rapporte également a une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. The invention relates to an improved method of composting natural organic plant waste. It also relates to an installation for the implementation of this method.

Comme on le sait, le compostage est une opération qui consiste à transformer les déchets organiques vége- taux naturels, tels que par exemple des fumiers (mélange de paille et de déjections animales), de composts (mé- lange de résidus et de terres) ou de refus végétaux (légumes, betteraves..) pour les décomposer et les transformer en un engrais d'amendement des sols de culture. As we know, composting is an operation that consists of transforming natural organic vegetable waste, such as, for example, manure (mixture of straw and animal waste), composts (mixture of residues and land). or refusal of plants (vegetables, beetroot ..) to break them down and transform them into a fertilizer for the amendment of cultivated soils.

Pour ltessentiel, les procédés proposés jusqu'a ce jour consistent
- tout d'abord, à laisser se décomposer la matiere sous l'action anaérobique de micro-organismes présents dans la matière même ou ensemences a cette fin
- puis, a sécher la masse végétale décomposée
- et enfin, a broyer la matière obtenue et t la conditionner.For the most part, the processes proposed so far consist of
- firstly, to let the matter decompose under the anaerobic action of microorganisms present in the material itself or seeded for this purpose
- then, to dry the decomposed vegetable mass
and finally, grinding the material obtained and conditioning it.

Cette technique, bien que largement exploitée, présente encore de nombreux inconvénients. On peut citer
. une évolution incomplète des matières organiques,
car le procédé est réalisé en plein air, ce qui
entrain un effet de lessivage et un manque d'ae ration
une population microbienne non contrôlée ;
. le fait d'être difficile à conduire et de donner
des produits peu homogènes
enfin, un traitement qui s'effectue en milieu non
pasteurisé du fait de la montée en température
Insuffisante, ce qui entraîne la présence dans
les milieux de bactéries nuisibles.This technique, although widely exploited, still has many disadvantages. We can cite
. incomplete evolution of organic matter,
because the process is carried out outdoors, which
cause a leaching effect and lack of aeration
an uncontrolled microbial population;
. being hard to drive and giving
products that are not homogeneous
finally, a treatment that takes place in a non
pasteurized due to the rise in temperature
Insufficient, which results in the presence
the media of harmful bacteria.

L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un procédé perfectionné du type en question qui soit plus économique, plus facile d conduire et b contrler, et enfin donne d'excellents résultats tant en rendement quten qualité des produits. The invention overcomes these disadvantages. It aims at an improved process of the type in question which is more economical, easier to drive and control, and finally gives excellent results both in yield and quality of products.

Ce procédé perfectionné de compostage de déchets végétaux organiques naturels, du type dans lequel :
. on ensemence avec des bactéries la masse végetale
à décomposer
. on place cette masse sous torme d'andain dans un
tunnel ou on la laisse se décomposer au contact
de l'air et de la lumière
. puis on sèche la matière décomposée obtenue
. enfin, on broie cette matière et on conditionne
la poudre obtenue1 se caractérise
- d'une part1 en ce que pendant la phase de dEcom- position, on insufle de l'air au coeur de l'andain
- et d'autre part, en ce que, lorsque la phase de décomposition est terminée, mais avant que ne commence la phase de séchage, on soumet la matière décomposée å une phase supplementaire de mûrissage en la reensemen çant avec des bactéries, puis en épendant le mélange en couche sous un tunnel, et en laissant cette couche évoluer au contact de l'air. This improved method of composting natural organic plant waste, of the type in which:
. the plant mass is seeded with bacteria
to break down
. this mass is placed in a windrow form in a
tunnel or let it break down on contact
air and light
. then dry the decomposed material obtained
. finally, we crush this material and condition
the powder obtained1 is characterized
on the one hand, in that during the decomposition phase, air is blown into the windrow
and on the other hand, in that, when the decomposition phase is complete, but before the drying phase begins, the decomposed material is subjected to an additional ripening phase by resusing it with bacteria and then depending on the layer mixture under a tunnel, and allowing this layer to evolve in contact with the air.

En d'autres termes, le perfectionnement de linven- tion consiste
- tout d'abord, a insuffler de l'air au coeur de l'andain de déchets végétaux organiques pour assurer une décomposition régulière et homogène de celui-ci sur toute son épaisseur et par lá, éviter la formation d'une crotte qui nuirait ou empêcherait la décomposition et également, a permettre d'assurer une chauffe au coeur même de l'andain
- puis, à soumettre la matière des composés, entre la phase de décomposition mais avant la phase de sécha- ge, c'est-à-dire lorsqu'elle dans un état inerte, å une phase originale de mûrissage qui a pour effet de réintroduire de l'oxygène dans la masse et par la, favoriser l'activité des populations microbiennes qui activeront l'humidification du produit grâce à des réactions lents et par voie de conséquence, d'obtenir un rapport C/N voisin de 10, donc comparable à celui de l'humus naturel du 501î ce qui permet ainsi d'obtenir un milieu riche en micro-organismes, favorable pour la tertilite des sols et d'obtenir une matière riche en humus et en acides humiques.In other words, the improvement of invention consists
- First, to inject air into the center of the windrow organic vegetable waste to ensure a regular and homogeneous decomposition of it throughout its thickness and thereby avoid the formation of a dung that would harm or prevent the decomposition and also, to ensure a heater in the very heart of the windrow
then, to subject the material of the compounds, between the decomposition phase but before the drying phase, that is to say when in an inert state, to an original phase of ripening which has the effect of reintroducing oxygen into the mass and by, promote the activity of microbial populations that will activate the humidification of the product through slow reactions and consequently, to obtain a C / N ratio close to 10, therefore comparable to that of the natural humus of 501, which thus makes it possible to obtain a medium rich in microorganisms, favorable for soil tertility and to obtain a material rich in humus and humic acids.

Avantageusement, en pratique
- on utilise les memes bactéries pendant la phase de décomposition et pendant la phase de mtlrissage ; de préference, on tait appel a des bacteries cellulolytiques
- la phase de décomposition comprend essentiellement trois phases distinctes, à savoir
une phase mésophile d'une température infé
rieure å 500C et qui dure quelques heures
(de une à six heures)
. une phase thermophile de 50 à 750C qui voit
se multiplier les bactéries thermophiles,
puis des bactéries sporulées et dure de
l'ordre de dix jours1
enfin, une phase de refroidissement de 750C
à 400C, qui dure également de l'ordre de dix
jours et intervient lorsque les matières
biodégradables sont pratiquement toutes
consommées et qu'apparaissent des cham
pignons ;
- pendant toute la phase de décomposition, on insufle de part en part dans l'andain de l'air surpressé ;
- -la poudre obtenue après broyage est soit utilisée en l'état, soit mélangée å des organo-mineraux et ce mélange est soit directement conditionné soit transformé en granules ;
- la phase de granulation s'ettectue par tout moyen approprié, notamment en ajoutant la matière de l'urées raison de vingt-cinq kilos par tonne de matière, atin de stabiliser les granules et empêcher l'apparition de moisissures ; ;
- enfin, l'ensemble des dltterentes phases settec- tue comme dejà dit sous tunnel et sur des surfaces dures, lisses et propres, par exemple en béton, ce qui facilite l'entretien, l'écoulement de jus et évite la presence de terre ou de cailloux dans le compost.Advantageously, in practice
the same bacteria are used during the decomposition phase and during the grinding phase; preferably, cellulolytic bacteria were used
- the decomposition phase essentially comprises three distinct phases, namely
a mesophilic phase of a lower temperature
than 500C and lasts a few hours
(from one to six hours)
. a thermophilic phase of 50 to 750C which sees
to multiply the thermophilic bacteria,
then spore-forming bacteria and lasts
the order of ten days1
finally, a cooling phase of 750C
at 400C, which also lasts on the order of ten
days and intervenes when the materials
biodegradable are virtually all
consumed and that appear cham
gables;
during the whole of the decomposition phase, the wind is blown into the swath from one side to the other;
the powder obtained after grinding is either used as it is or mixed with organo-minerals and this mixture is either directly conditioned or converted into granules;
the granulation phase is carried out by any appropriate means, in particular by adding the material of the urea at the rate of twenty-five kilos per ton of material, in order to stabilize the granules and prevent the appearance of molds; ;
- finally, the whole of the different phase settles as already said under tunnel and on hard surfaces, smooth and clean, for example in concrete, which facilitates the maintenance, the flow of juice and avoids the presence of earth or pebbles in the compost.

La maniere dont l'invention peut ëtre réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donne a titre indica- tit et non limitatif, à l'appui de la tigure unique annexee qui est un diagramme des principales sequences du procède pertectionné de l'invention. The manner in which the invention may be embodied and the advantages thereof will be more apparent from the following illustrative and nonlimiting illustrative example in support of the attached single figure which is a diagram of main sequences of the disrupted process of the invention.

D'une maniere connue, on mélange des grumiers, des déchets organiques ou des retus végétaux (betteraves, vignes..) (1X, auxquels on additionne a î'épandeur å nerse (2 > une composltlon appropriée de poudre de bac téries () et ce, a raison de trente kilos de bactéries pour quarante tonnes de matières végétales à décomposer. In a known manner, we mix woodloggers, organic waste or vegetable retums (beets, vines, etc.) (1X), to which we add to the spreader (2> a suitable composition of bacillary powder (). and this, at the rate of thirty kilos of bacteria for forty tons of vegetable matter to decompose.

Cette poudre de bactéries (3) comprend essentiellement un mélange de dittérentes souches de bactéries cellulolytiques. This bacterial powder (3) essentially comprises a mixture of different strains of cellulolytic bacteria.

Le mélange (21 homogène obtenue est répandu sur un sol bétonné, et est ensuite conforme en andain par un calibreur d'une épaisseur de 1,50 mètre environ sur une longueur d'environ quinze mètres. Cet andain (4) est placé sous un tunnel ou il est soumis a l'action dé l'air et de la lumière. Avantageusement, les parois du tunnel sont en polycarbonate transparent traité en surface.-Au bout de vingt-quatre à quarante-huit heures, la température au coeur de l'andain s'élève tres rapidement à une température voisine de 750C, ce qui active rapidement la décomposition. Le fait de travailler sous un tunnel permet un compostage a l'abri des intempéries et par voie de conséquence, de ne pas bloquer l'aération et ne pas freiner la montée en température de l'andain.On évite ainsi egalement des lessivages importants en élé- ments minéraux, en azote en particulier, donc on obtient un produit plus riche. En outre, on préserve la chaleur dégagee, ce qui favorise la montée en température. Le tunnel est avantageusement comme déa dit, en polycarbonate traite pour éviter le passage des ultra-violets, ce qui protège les bactéries et améliore leur etticaci- te. The homogeneous mixture obtained is poured on a concrete floor, and is then swathed by a calibrator about 1.50 meters thick and about fifteen meters long.This windrow (4) is placed under tunnel or it is subjected to the action of air and light.Advantageously, the walls of the tunnel are transparent polycarbonate surface-treated.-At the end of twenty-four to forty-eight hours, the temperature in the heart of the windrow rises very quickly to a temperature close to 750C, which quickly activates the decomposition.Working under a tunnel allows a composting sheltered from bad weather and consequently, not to block the aeration and not to slow the increase in temperature of the windrow.Therefore also important leachings in mineral elements, in nitrogen in particular, are avoided, so a richer product is obtained, and the heat released is preserved. which favors the rise The tunnel is advantageously as described, in polycarbonate treated to prevent the passage of ultraviolet, which protects the bacteria and improves their etticacite.

Selon une premiere caractéristique de l'invention, on insutle de part en part au coeur mme ae l'andain de l'air surpressé [100 a 150 mm de mercure) provenant d'un surpresseur (b) et ce, grace a des sondes disposées regulierement tous les metres le long de cet andain (4)
Dans une variante, on peut insufler de l'air au moyen d'une gaine incorporée dans le sol même.La phase de décomposition (4,b) comprend essentiellement trois phases distinctes, å savoir
- une phase mesophile Jusqu'à 380C, voire 500C, as surée par les bactéries mésophiles qui sont erticaces
Jusqu'a cette température ; cette phase dure quelques heures (huit heures par exemple) et permet d'assurer une montée rapide en température
- puis, une phase thermophile de 35 b 750C au cours de laquelle se multiplient les bactéries thermos philes jusqu'à 600C, puis les actinomycetes, puis les bactéries sporulées Jusqu'å 'Ib C ; cette phase dure de l'ordre d'une dizaine de jours
- enrin, une phase de refroidissement de 75 à 400C qui dure également de l'ordre de dix jours lorsque les matières biodégradables sont en majorité consommées et au cours de laquelle on voit apparaître des champignons.According to a first characteristic of the invention, the air swath (100 to 150 mm of mercury) from a booster (b) is inserted right through to the core of the swath and this, thanks to probes arranged regularly every meter along this windrow (4)
In a variant, air can be insufflated by means of a sheath incorporated in the soil itself. The decomposition phase (4, b) essentially comprises three distinct phases, namely
- a mesophilic phase Up to 380C or 500C, as safe by mesophilic bacteria that are effective
Up to this temperature; this phase lasts a few hours (eight hours for example) and ensures a rapid rise in temperature
- Then, a thermophilic phase of 35 to 750C during which the thermophilic bacteria multiply up to 600C, then the actinomycetes, then sporulated bacteria Up to Ib C; this phase lasts about ten days
- enrin, a cooling phase of 75 to 400C which also lasts about ten days when the biodegradable materials are mostly consumed and during which we see mushrooms appear.

Pendant toute cette phase de décomposition de l'an dain (4) dans le tunnel, on n'effectue aucune autre intervention que l'insuttlation de l'air (b), par exemple a raison de un quart d'heure toutes les six heures. During all this phase of decomposition of the year dain (4) in the tunnel, one does not perform any other intervention except the air insufflation (b), for example at the rate of fifteen minutes every six hours.

On obtient alors des blocs compacts de tumier noir, dans lesquels toutes les pailles ou analogues sont detruites. Compact blocks of black tumbler are then obtained in which all the straws or the like are destroyed.

Selon la seconde caractéristique de l'inventlon, on saupoudre ces blocs d'une poudre de bactéries (6) identique a (3) et ce, à raison de dix kilos de poudre de bactéries pour quarante tonnes. On répand ensuite les blocs ensemencés sous un tunnel () sur sol ciment et ce, sur une épaisseur de quarante centlmètres environ. According to the second characteristic of the inventlon, these blocks are dusted with a bacterial powder (6) identical to (3) and this, at the rate of ten kilograms of bacteria powder for forty tons. The seeded blocks are then spread under a tunnel () on cement soil and this, to a thickness of about forty centlmeters.

Ce tunnel () est analogue au précédent. On laisse cette phase de mQrissage (7 > evoluer a l'air et a la lumiere pendant dix jours environ sans ettectuer aucune intervention. Le matériau réensemencé müri (7) est ensuite séché (8) dans des conditions connues, notamment grâce å l'installation décrite dans la demande de brevet fran çais 87.08 410 du 12 Juin 1987. Cette phase de sechage a essentiellement pour but d'amener la teneur en eau dans le produit fini en-dessous de 40 %, ce qui permet de dominer les trais de transport de la matière rinie; d'autoriser un épandage direct par tous les types d'épandeurs commercialisés et enfin, de favoriser la granulation.This tunnel () is similar to the previous one. This grinding phase is allowed to evolve in air and light for about ten days without any intervention.The mulled reseeding material (7) is then dried (8) under known conditions, in particular by means of installation described in the French patent application 87.08 410 of June 12, 1987. This drying phase is essentially intended to bring the water content in the finished product below 40%, which allows to dominate the streaks of water. transport of the raw material, to allow a direct spreading by all the types of marketed spreaders and finally, to favor the granulation.

Cette phase de séchage (8) est effectuée avec recirculation de l'air par aspiration et réintroduction dans les goulottes qui servent également d l'évacuation des Dus produits. Cette recirculation de l'air chaud favorise le séchage et l'aération du produit et permet de bien contrôler le taux d'humidité. This drying phase (8) is carried out with recirculation of the air by suction and reintroduction into the chutes which also serve to evacuate the Dus products. This recirculation of hot air promotes drying and aeration of the product and allows good control of the moisture content.

On laisse la matière évoluer pendant une dizaine de jours environ d température ambiante. Toutefois, pour améliorer et homogénéiser la phase de séchage, et favoriser l'aération du produit, tous les trois jours, on retourne la matière au moyen d'une herse d hérisson. The material is allowed to evolve for about ten days at room temperature. However, to improve and homogenize the drying phase, and promote the aeration of the product, every three days, the material is returned by means of a hedgehog harrow.

Comme des dit, dans toutes les phases essentielles du procédé, c'est-a-dire lors de la phase ae decomposi- tion (4), de mûrissage (71 et de sechage (8), le sol doit entre le plus propre possible pour éviter toute souillure dans le compost fini. C'est la raison pour laquelle avantageusement, le sol est bétonne. As stated, in all the essential phases of the process, that is to say during the decomposition (4), ripening (71 and drying (8) phase, the soil must be between the cleanest possible to avoid any stain in the finished compost, which is why the soil is concretely.

La matiere obtenue est ensuite broyée au mélangeur- émietteur (9), par exemple du type de celui qui est décrit dans la aemande de brevet trançais 83/02 2Sb. On obtient alors une poudre noire seche ayant environ 35 t d'humidité. The material obtained is then milled in the mixer-crumbler (9), for example of the type described in the French patent application 83/02 2Sb. A dry black powder having about 35% moisture is then obtained.

Selon les applications finales envisagées, on peut additionner a cette poudre des organo-minéraux (10) et ce, en fonction des formulations recherchées. Ce mélange s'effectue avantageusement dans une toupie tournante ou dans un malaxeur. Dans une variante, on peut également ajouter de l'urée a raison de vingt-cinq kilos par tonne de matiere. Depending on the final applications envisaged, it is possible to add to this powder organo-minerals (10) and this, depending on the desired formulations. This mixture is advantageously carried out in a rotary mixer or in a kneader. Alternatively, one can also add urea at a rate of twenty-five pounds per ton of material.

Selon le cas, le mélange (9) est directement conditionné en sacs (11) ou est transformé en granulés (12) qui sont ensuite conditionnés en sacs (lll. Depending on the case, the mixture (9) is directly packaged in bags (11) or is transformed into granules (12) which are then packaged in bags (III.

La phase de granulation s'effectue dans les conditions habituelles. Avantageusement, on opère a froid sans adjonction de vapeur d'eau ni d'autres matières tels que plâtre, gypse et ce, atin de ne pas affecter mais de bien preserver la vie microbienne. The granulation phase is carried out under the usual conditions. Advantageously, it operates cold without adding water vapor or other materials such as plaster, gypsum and atin not to affect but to properly preserve the microbial life.

Le procédé de compostage selon l'invention presente de nombreux avantages par rapport b ceux commercialises a ce Jour. On peut citer
- sa simplicite de mise en oeuvre,
- son indépendance vis-a-vis des conditions clima tlques, grace a l'utilisation de tunnels, ce qui permet de bien martyriser et contrôler le proceae
- la possibilite d'obtenir un produit regulier sur le plan physique et chimique1 riche en micro-organismes, en matières humitiables et en sels minéraux, et suttl- samment sec, et dont la composition et les proprietes sont proches de celles de l'humus naturel
- la transformation totale des matières organiques traitées,
- l'élimination des pesticides herbicides et des micro-organismes pathogènes et des semances nuisibles grâce à la montee en température dans les tunnels
- une excellente et longue stabilité des granules
- et enfin, une bonne désagrégations dans les sols. The composting process according to the invention has many advantages over those marketed today. We can cite
- its simplicity of implementation,
- its independence from climatic conditions, thanks to the use of tunnels, which makes it possible to martyrise and control the proceae
- the possibility of obtaining a regular product on the physical and chemical level1 rich in micro-organisms, humitable matter and mineral salts, and sustl- mentally dry, and whose composition and properties are close to those of humus natural
- the total transformation of the organic materials treated,
- the elimination of herbicide pesticides and pathogenic microorganisms and harmful seeds through the temperature rise in tunnels
- excellent and long stability of the granules
- and finally, a good disintegration in the soil.

Claims

'S CLAIM

1 / An improved process for the composting of natural organic plant waste (1), of the type in which

- is seeded with bacteria (3) mass

vegetable (1) å decomposer

this mass (2) is placed in the form of a swath (4

in a tunnel, or allowed to decompose at

contact of air and light;

then, drying (8 ') the decomposed material obtained;

- finally, we crush (91 this material and we condi

(11,12) the powder obtained, characterized

- on the one hand, in that during the decomposition phase t4), air is blown (b) in the middle of the year dain

and on the other hand, in that when the decomposition phase (4) is complete, but before the drying stage (8) begins, the decomposed material is subjected to a milling phase (7) in the resuspension (7). with bacteria (6), then spreading the mixture layerwise under a tunnel, and allowing this layer to evolve in contact with air.

2 / A method according to claim 1, characterized in that during the decomposition phase (3,4> and during the ripening phase (6,7), uses cellulolytic bacteria.

3 / Method according to claim 1, characterized in that the decomposition phase (4) comprises three distinct successive phases, namely

- a mesophilic phase whose duration is a few hours and during which the temperature rises up to 500C

- then, a thermophilic phase whose duration is of a few days and during which the temperature rises from 50 to 750C;

- finally, a cooling phase whose duration is also of the order of a few days, and during which the temperature drops from 75 C to 40oC.

4 / A method according to claim 1, characterized in that throughout the decomposition phase (4X, is injected from one side into the windrow blown air at a rate of fifteen minutes every six hours for eight days.

5 / A method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the crushed powder t9) is mixed with organo-minerals (10) and optionally urea.

6 / A method according to claim 5, characterized in that the compost powder mixture (9) is converted into granules (12) at room temperature, without adding water vapor.

granules (12).

culation (8); ; - a means of packaging in bags (11) or in

recirculation of the air by suction and recir

a tunnel (7) for ripening, equipped with a means of

(6) to the manure obtained - a means of spreading this manure sown under

- a way to mix a powder of bacteria

part in the very heart of the windrow (4);

a means for injecting compressed air (5) from

- a tunnel (4) to cover this windrow;

(2) in a windrow;

a calibrating system to conform this mixture

decompose with bacteria (3);

- a system for mixing the vegetal mass (1) å

.1 / Installation for the composting of natural organic plant waste according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises