FR2709760A1 - Process and installation of fermentation of biological waste. - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé et une installation de fermentation de déchets biologiques, tels que par exemple des déchets de cuisine et de jardin organiques et biogènes. Le problème consiste à développer un procédé du type du préambule de façon à améliorer le déroulement du processus et à obtenir sa stabilisation et en outre à créer une installation appropriée pour mettre en œuvre le processus. Ce problème est résolu par le fait que l'on chauffe avant addition le liquide ajouté aux déchets biologiques, le liquide utilisé étant de l'eau venant de presses, stockée dans un bassin, et à laquelle l'on ajoute les déchets biologiques, après être passé dans un échangeur de chaleur, avant entrée dans le fermenteur.The invention relates to a method and an installation for the fermentation of biological waste, such as, for example, organic and biogenic kitchen and garden waste. The problem is to develop a preamble type method so as to improve the flow of the process and achieve its stabilization and furthermore to create a suitable facility for carrying out the process. This problem is solved by the fact that the liquid added to the biological waste is heated before addition, the liquid used being water coming from presses, stored in a basin, and to which the biological waste is added, after be passed through a heat exchanger, before entering the fermenter.

Description

Procédé et installation de fermentation de déchets biologiques L'inventionProcess and installation for fermenting biological waste The invention

concerne un procédé de fermentation de déchets biologiques, avec triage et stockage préliminaire, mélange et broyage des déchets biologiques, avant introduction dans un fermenteur, une quantité de produit de fermentation, se présentant sous forme de liquide (eau venant de presses) et/ou des boues résiduelles (produit d'inoculation-dopage) étant ajoutés aux déchets biologiques, avec introduction dans la phase de fermentation, un récipient de stockage, en particulier de liquide ayant été séparé du produit de fermentation, étant prévu, l'invention concernant en outre une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, avec utilisation d'une installation de triage, et/ou d'une installation de broyage, un récipient de préstockage avec des éléments en spirale, des échangeurs de chaleur, des fermenteurs et un récipient pour recevoir le liquide produit, ainsi qu'avec des dispositif d'introduction et d'évacuation, le dispositif d'introduction étant de préférence un sas de transfert. Elle concerne en particulier la préparation et le prétraitement de déchets biologiques, pour obtenir la continuation d'une fermentation dans un fermenteur. On entend surtout par déchets biologiques des déchets organiques de cuisine et de jardin, ainsi que des déchets de production venant de l'agriculture et de  relates to a process for the fermentation of biological waste, with sorting and preliminary storage, mixing and crushing of biological waste, before introduction into a fermentor, a quantity of fermentation product, in the form of liquid (water from presses) and / or residual sludge (inoculation-doping product) being added to the biological waste, with introduction into the fermentation phase, a storage container, in particular liquid having been separated from the fermentation product, being provided, the invention concerning in addition to an installation for carrying out this process, using a sorting plant, and / or a grinding plant, a pre-stocking container with spiral elements, heat exchangers, fermenters and a container for receiving the liquid produced, and with introduction and evacuation device, the introduction device preferably being e a transfer lock. It relates in particular to the preparation and pretreatment of biological waste, to obtain the continuation of fermentation in a fermenter. Biological waste is mainly organic kitchen and garden waste, as well as production waste from agriculture and agriculture.

l'industrie des produits alimentaires.  the food industry.

Pour valoriser les déchets biologiques, il est connu de le mettre à fermenter, les déchets biologiques étant alors broyés et, le cas échéant, mélangés avant entrée dans la phase anaérobie. Après avoir subi un procédé, décrit dans le EP-A-476217, en vue de valoriser les substances organiques, le produit digéré, produit dans un fermenteur, est amené, en une certain quantité, avec chauffage simultané, au produit frais (déchets organiques) à amener, à titre de produit d'inoculation. Ceci s'effectue dans un sas de transfert, avec chauffage simultané du produit frais. Aucun mélange de produit favorisant le processus avant entrée dans le  To valorize the biological waste, it is known to put it to ferment, the biological waste being then crushed and, if necessary, mixed before entering the anaerobic phase. After having undergone a process, described in EP-A-476217, with a view to recovering the organic substances, the digested product produced in a fermenter is brought, in a certain quantity, with simultaneous heating, to the fresh product (organic waste ) to be supplied as an inoculation product. This is done in a transfer chamber, with simultaneous heating of the fresh product. No product mix favoring the process before entering the

fermenteur ne s'effectue cependant dans ce sas de transfert.  fermenter is however carried out in this transfer chamber.

Le produit frais arrive depuis un récipient de mélange, par une écluse (élément formant écluse et unité à piston et cylindre), dans le sas de transfert, le volume transféré  The fresh product arrives from a mixing vessel, through a lock (lock member and piston and cylinder unit), into the transfer lock, the transferred volume

n'étant pas optimal, du fait que la réalisation est ouverte.  not being optimal, because the realization is open.

Selon le EP-B-131319, il est également possible d'amener un tel produit d'inoculation par pétrissage dans un récipient de fermentation, en le mélangeant à des substances organiques fraîches, respectivement il est possible d'amener le produit d'inoculation à un mélangeur monté en amont. Il est ici également possible d'amener un produit humidifié avec de l'eau de processus. L'eau de processus est produite lors d'un essorage, poussé jusqu'au séchage, des substances organiques ayant fermenté et peut être recyclé tant après  According to EP-B-131319, it is also possible to bring such an inoculation product by kneading into a fermentation vessel, by mixing it with fresh organic substances, respectively it is possible to bring the inoculation product. to a mixer mounted upstream. Here it is also possible to bring a product moistened with process water. The process water is produced during a spin, pushed to dry, organic substances having fermented and can be recycled afterwards

récipient de fermentation qu'également après mélangeur.  fermentation vessel that also after mixer.

Par le WO 82/02059, il est déjà connu d'humidifier les déchets biologiques avant broyage, en utilisant comme liquide la boue résiduelle issue du fermenteur, respectivement le liquide issu de la séparation d'avec la boue résiduelle. Ce liquide est amené depuis un bassin à boue résiduelle à un récipient de mélange ou à un récipient de stockage d'attente. C'est dans le récipient de mélange que s'effectue le mélange entre les déchets biologiques et le liquide. Ensuite est effectué le broyage des déchets biologiques. Dans le récipient d'attente déjà cité est effectué un stockage intermédiaire des déchets biologiques broyés, une fermentation de digestion et un chauffage lui étant lié s'opérant ainsi déjà. De plus, les déchets biologiques déjà prétraités (état liquide) sont chauffés avant entrée dans le récipient de réaction, dans un échangeur de chaleur disposé entre les récipients d'attente  By WO 82/02059, it is already known to humidify the biological waste before grinding, using as liquid the residual sludge from the fermenter, respectively the liquid resulting from the separation from the residual sludge. This liquid is fed from a residual sludge tank to a mixing vessel or a holding storage vessel. It is in the mixing container that the mixing between the biological waste and the liquid takes place. Then is carried out the grinding of biological waste. In the holding container already mentioned is carried out an intermediate storage of the crushed biological waste, a fermentation of digestion and a heating being tied to it thus already operating. In addition, biological waste already pretreated (liquid state) is heated before entering the reaction vessel, in a heat exchanger disposed between the holding containers

et de réaction.and reaction.

Dans toutes les solutions décrites de l'état de la technique, on ajoute avec mélange le liquide, amené séparément, à l'état froid, c'est-à-dire avec une température notablement moindre que celle des déchets biologiques à digérer. Ceci retarde le début et nuit à la stabilité de la fermentation et demande une consommation  In all the solutions described in the state of the art, the liquid, supplied separately, is added with mixing in the cold state, that is to say at a temperature that is noticeably less than that of the biological waste to be digested. This delays the beginning and harms the stability of the fermentation and requires consumption

d'énergie plus grande pour la digestion en fermenteur.  of greater energy for fermenter digestion.

Le but de l'invention est de perfectionner un procédé du type du préambule, de manière que les inconvénients existants de l'état de la technique soient évités et que le déroulement technologique du processus soit amélioré. Ce problème est résolu par un procédé dans lequel le liquide est ajouté aux déchets biologiques après avoir été préchauffé et la fermentation se mettant en oeuvre déjà avant entrée dans un fermenteur. Le but de l'invention est en outre de créer une installation appropriée pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Cette partie du problème est résolue par une installation dans laquelle des tuyauteries sont disposées entre un bassin et un échangeur de chaleur (registre d'échangeur de chaleur, un raccordement de répartition allant à un sas de transfert étant prévu après le registre d'échangeur de chaleur, une paroi intermédiaire destinée à diviser l'espace intérieur du bassin est disposée dans le bassin et des pompes à piston hydraulique, à auto-amorçage, sont disposées dans les dispositifs d'alimentation et d'évacuation. Des modes de réalisation avantageux sont indiqués dans  The object of the invention is to improve a process of the preamble type, so that the existing drawbacks of the state of the art are avoided and the technological progress of the process is improved. This problem is solved by a process in which the liquid is added to the biological waste after being preheated and the fermentation is carried out already before entering a fermenter. The object of the invention is further to create a suitable installation for implementing the method according to the invention. This part of the problem is solved by an installation in which pipes are arranged between a basin and a heat exchanger (heat exchanger register, a distribution connection going to a transfer chamber being provided after the heat exchanger register). heat, an intermediate wall for dividing the internal space of the basin is arranged in the basin and self-priming hydraulic piston pumps are arranged in the supply and discharge devices. indicated in

les sous-revendications.the subclaims.

Les avantages de l'invention sont décrits à l'aide de l'exemple de réalisation ci-après, sans se limiter à cet  The advantages of the invention are described with the aid of the embodiment example below, without being limited to this

exemple.example.

L'invention est décrite plus en détail à l'aide de l'exemple de réalisation, en se référant à un dessin. Le dessin représente une illustration de principe d'une installation de fermentation (en partie). Les déchets biologiques fournis arrivent par une installation de prébroyage et de triage dans une soute ou trémie intermédiaire, non représentée en détails, en aval de laquelle est monté un récipient d'alimentation. Le récipient d'alimentation contient deux éléments en spirale, montés de part et d'autre, parallèles, horizontaux. Le récipient d'alimentation travaille par lots. Directement sous le récipient d'alimentation est disposé une ouverture d'introduction d'un dispositif d'introduction, pourvu d'une pompe hydraulique à pistons, à auto-amorçage, se présentant sous la forme d'un sas de transfert, pour garnir un fermenteur, non représenté en détail. Il peut y avoir plusieurs fermenteurs fonctionnant en parallèle. Il est prévu un sas de transfert par fermenteur. Le sas de transfert sert en même temps d'échangeur de chaleur, comme décrit dans le EP-A-476217. Le fermenteur contient un dispositif d'évacuation 1, destiné à évacuer du produit digéré vers une presse à vis 2, ainsi qu'un distributeur destiné au recyclage d'une partie du produit digéré, servant  The invention is described in more detail with the aid of the exemplary embodiment, with reference to a drawing. The drawing represents a basic illustration of a fermentation plant (in part). The biological waste provided arrives through a pre-crushing and sorting facility in an intermediate bunker or hopper, not shown in detail, downstream of which is mounted a feed container. The feed container contains two spiral elements, mounted on either side, parallel, horizontal. The feed container works in batches. Directly below the feed container is an introduction opening of an introduction device, provided with a self-priming hydraulic piston pump, in the form of a transfer airlock, for filling. a fermenter, not shown in detail. There may be several fermenters operating in parallel. A fermentor lock is provided. The transfer airlock serves at the same time as a heat exchanger, as described in EP-A-476217. The fermenter contains an evacuation device 1, intended to evacuate the digested product to a screw press 2, as well as a dispenser for recycling a part of the digested product, serving

de produit d'inoculation pour le dispositif d'introduction.  of inoculation product for the introduction device.

Le produit d'inoculation est séché fortement dans la presse à vis 2 et il est produit un compost frais, qui est amené à une décharge, et de l'eau de presse. Cette eau de presse est dirigée dans un bassin 3. Le bassin 3 est divisé en deux, l'eau de presse fraîche n'étant toujours introduite que dans une partie déterminée du bassin, de sorte que le mélange de température et le refroidissement de l'eau de presses sont différés. De ce bassin 3 part une conduite allant à un registre d'échangeur de chaleur 4 (fonctionnant avec de l'eau chaude, d'une température d'à peu près 65 C), dans lequel l'eau de presse est chauffée dans un fonctionnement en circuit fermé. Après le registre d'échangeur de température 4 est disposé dans la tuyauterie un distributeur, au moyen duquel en cas de besoin de l'eau de presse est amenée à un fermenteur, respectivement dans un  The inoculation product is dried heavily in the screw press 2 and fresh compost is produced, which is discharged, and press water. This press water is directed into a basin 3. The basin 3 is divided in two, the fresh press water always being introduced only in a specific part of the basin, so that the mixture of temperature and the cooling of the water presses are deferred. From this basin 3, a pipe goes to a heat exchanger register 4 (operating with hot water, a temperature of approximately 65 ° C.), in which the press water is heated in a closed circuit operation. After the temperature exchanger register 4 is disposed in the pipe a distributor, by means of which in case of need the press water is fed to a fermenter, respectively in a

sas de transfert.transfer lock.

Du fait que l'on travaille avec un système non réglé, la température du liquide amené est d'une valeur pouvant fluctuer. Par conséquent, du fait de la chaleur résiduelle, le coût énergétique est moindre que, par exemple, dans le cas d'utilisation de l'eau du réseau. D'autres avantages résultent encore du fait de l'utilisation de l'eau de presse, constituant un produit de rejet, et, de plus, la commande du processus peut être influencée de façon positive, du fait que cette eau de presse contient des bactéries de fermentation-digestion. Le processus de fermentation peut ainsi de nouveau s'établir dans le ses de transfert, ce qui donne de nouveau une stabilisation de la commande du processus dans le fermenteur. C'est pourquoi, au contraire de l'état décrit de la technique, outre les déchets biologiques çà digérer, le liquide à amener est déjà chauffé avant entrée dans le fermenteur. C'est-à-dire que le liquide, à amener séparément en cas de besoin pour faire la  Because one works with an unregulated system, the temperature of the supplied liquid is of a value that can fluctuate. Therefore, because of the residual heat, the energy cost is less than, for example, in the case of use of the mains water. Other advantages still result from the use of the press water, which is a waste product, and furthermore, the control of the process can be influenced positively, since this press water contains fermentation-digestion bacteria. The fermentation process can thus again be established in the transfer son, which again gives a stabilization of the control of the process in the fermenter. This is why, in contrast to the state of the art, in addition to the biological waste to be digested, the liquid to be brought is already heated before entering the fermenter. That is to say, the liquid, to be brought separately if necessary to make the

régulation d'humidité, est amené déjà chauffé.  humidity control, is brought already heated.

Le recyclage de l'eau de presse, respectivement du produit digéré servant de produit d'inoculation s'effectue de manière connue en soi, selon le WO 82/02059,  The recycling of the press water or of the digested product used as an inoculation product is carried out in a manner known per se, according to WO 82/02059,

respectivement le EP-A-476217.respectively EP-A-476217.

L'application de pompes à piston hydrauliques, auto-  The application of hydraulic piston pumps, self-

amorçantes, dans les dispositifs d'introduction et d'évacuation augmente la performance en matière de débit traité et l'isolation par rapport à l'air, nécessaire, avant  in the introduction and evacuation devices increases the performance in terms of treated flow and air insulation, required before

fermenteur, devient plus simple à réaliser.  fermenter, becomes easier to achieve.

Le méthane produit lors de la digestion des déchets biologiques est utilisé, de manière connue en soi, pour l'alimentation en énergie, par exemple de l'installation  The methane produced during the digestion of biological waste is used, in a manner known per se, for the supply of energy, for example from the installation

décrite ci-dessus.described above.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Procédé de fermentation de déchets biologiques, avec triage et stockage préliminaire, mélange et broyage des déchets biologiques, avant introduction dans un fermenteur, une quantité de produit de fermentation, se présentant sous forme de liquide (eau venant de presses) et/ou des boues résiduelles (produit d'inoculation-dopage) étant ajoutés aux déchets biologiques, avec introduction dans la phase de fermentation, un récipient de stockage, en particulier de liquide ayant été séparé du produit de fermentation, étant prévu, caractérisé en ce que le liquide est ajouté aux déchets biologiques après avoir été préchauffé et la fermentation se  1. Process for the fermentation of biological waste, with sorting and preliminary storage, mixing and grinding of biological waste, before introduction into a fermentor, a quantity of fermentation product, in the form of a liquid (water coming from presses) and / or residual sludge (inoculation-doping product) being added to the biological waste, with introduction into the fermentation phase, a storage vessel, in particular liquid having been separated from the fermentation product, being provided, characterized in that the liquid is added to the biological waste after it has been preheated and the fermentation mettant en oeuvre déjà avant entrée dans un fermenteur.  already implementing before entering a fermenter. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est préchauffé dans un système à circulation, aans un échangeur de chaleur, de façon  2. Method according to claim 1, characterized in that the liquid is preheated in a circulation system, in a heat exchanger, so permanente et indépendamment des besoins..  permanent and regardless of the needs .. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2,  3. Process according to claims 1 and 2, caractérisé en ce que le liquide préchauffé est mis en circulation dans un circuit situé entre un bassin (3) et l'échangeur de chaleur (registre d'échangeur de chaleur (4), et la quantité de liquide chaque fois nécessaire est amenée  characterized in that the preheated liquid is circulated in a circuit located between a basin (3) and the heat exchanger (heat exchanger register (4), and the quantity of liquid each time necessary is brought aux déchets biologiques mélangés.  mixed biological waste. 4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, avec utilisation d'une installation de triage, et/ou d'une installation de broyage, un récipient de préstockage avec des éléments en spirale, des échangeurs de chaleur, des fermenteurs et un récipient pour recevoir le liquide produit, ainsi qu'avec des dispositif d'introduction et d'évacuation, le dispositif d'introduction étant de préférence un sas de transfert, caractérisé en ce que des tuyauteries sont disposées entre un bassin (3) et un échangeur de chaleur (registre d'échangeur de chaleur (4)), un raccordement de répartition allant à un sas de transfert étant prévu après le registre d'échangeur de chaleur (4), en ce qu'une paroi intermédiaire destinée à diviser l'espace intérieur du bassin est disposée dans le bassin (3) et en ce que des pompes à piston hydraulique, à autoamorçage, sont disposées dans les dispositifs d'alimentation  4. Installation for carrying out the method according to claim 1, with the use of a sorting plant, and / or a grinding plant, a pre-stocking container with spiral elements, heat exchangers, fermentors and a container for receiving the liquid produced, as well as with introduction and evacuation device, the introduction device being preferably a transfer chamber, characterized in that pipes are arranged between a basin (3 ) and a heat exchanger (heat exchanger register (4)), a distribution connection to a transfer airlock being provided after the heat exchanger register (4), in that an intermediate wall to divide the internal space of the basin is arranged in the basin (3) and in that hydraulic piston pumps, self-priming, are arranged in the feed devices et d'évacuation.and evacuation.
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