FR2924441A1 - Continuous bio-treatment of organic material of plant and/or animal origin to transform materials into biogas energy and compost, comprises e.g. aerobic hydrolysis of organic materials and acidogenesis and anaerobic acetogenesis of material - Google Patents
Continuous bio-treatment of organic material of plant and/or animal origin to transform materials into biogas energy and compost, comprises e.g. aerobic hydrolysis of organic materials and acidogenesis and anaerobic acetogenesis of material Download PDFInfo
- Publication number
- FR2924441A1 FR2924441A1 FR0708442A FR0708442A FR2924441A1 FR 2924441 A1 FR2924441 A1 FR 2924441A1 FR 0708442 A FR0708442 A FR 0708442A FR 0708442 A FR0708442 A FR 0708442A FR 2924441 A1 FR2924441 A1 FR 2924441A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- phase
- process according
- continuous
- acetogenesis
- acidogenesis
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
- C02F3/2806—Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
- C02F3/286—Anaerobic digestion processes including two or more steps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
- C02F3/2866—Particular arrangements for anaerobic reactors
- C02F3/2873—Particular arrangements for anaerobic reactors with internal draft tube circulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
- C02F3/348—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used characterised by the way or the form in which the microorganisms are added or dosed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/20—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation using specific microorganisms or substances, e.g. enzymes, for activating or stimulating the treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/50—Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
-
- 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
- C12M23/58—Reaction vessels connected in series or in parallel
-
- 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
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/06—Means for pre-treatment of biological substances by chemical means or hydrolysis
-
- 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
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/02—Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/02—Biological treatment
- C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/26—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/04—Surfactants, used as part of a formulation or alone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
PROCEDE DE BIO-TRAITEMENT DE MATIERES ORGANIQUES A DES FINS DE PRODUCTION DE BIO-GAZ ET DE COMPOST PROCESS FOR THE BIO-TREATMENT OF ORGANIC MATERIALS FOR THE PRODUCTION OF BIO-GAS AND COMPOST
DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé de bio-traitement de matières organiques à des fins de production de bio-gaz et de compost à partir de fermentations aérobie et anaérobie. ETAT DE LA TECHNIQUE La production de compost par des procédés de biotraitement 15 de type aérobie de matière organique est normalement effectuée dans des andains ouverts et aérés ou dans des réacteurs simples. De tels traitements sont moins complexes et moins coûteux que des bio-traitements de type anaérobie. Toutefois les traitements de type anaérobie 20 sont relativement plus tolérants que les traitements de type aérobie quant à la présence de corps étrangers dans la matière organique à traiter. Cependant, parce que le processus est comparativement lent, le traitement de type anaérobie exige un volume de traitement substantiellement 25 plus important de matière organique traitée lorsque comparé aux traitements aérobies, et de plus un tel traitement aérobie ne conduit pas à la production d'énergie sous forme de bio-gaz. FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a process for bioprocessing organic materials for the purpose of producing bio-gas and compost from aerobic and anaerobic fermentations. STATE OF THE ART The production of compost by biotreatment processes of the aerobic type of organic material is normally carried out in open and ventilated windrows or in simple reactors. Such treatments are less complex and less expensive than anaerobic bio-treatments. However, anaerobic treatments are relatively more tolerant than aerobic treatments in the presence of foreign bodies in the organic material to be treated. However, because the process is comparatively slow, the anaerobic treatment requires a substantially greater volume of treatment of treated organic material when compared to aerobic treatments, and further such aerobic treatment does not lead to the production of energy. in the form of bio-gas.
30 Les bio-traitements de type anaérobie de matières organiques sont, quant à eux, très efficaces pour supprimer les germes pathogènes et sont, de plus, capables de produire de l'énergie sous la forme de bio-gaz. Ces biotraitements anaérobies sont relativement rapides et 35 sont également moins consommateurs d'énergie lorsque10 rapportés au volume à traiter et lorsque comparés aux traitements aérobies. Toutefois des nuisances olfactives inhérentes aux traitements anaérobies imposent que de tels procédés soient conduits dans des bâtiments clos et dans des réacteurs scellés intégrant des systèmes de traitement d'odeur performants. Une telle sophistication technique conduit à un procédé coûteux, et en terme d'installation, et en terme de coût de fonctionnement. Anaerobic bio-treatments of organic materials are, in turn, very effective in suppressing pathogenic germs and are, moreover, capable of producing energy in the form of biogas. These anaerobic biotreatments are relatively fast and are also less energy consuming when compared to the volume to be treated and when compared to aerobic treatments. However, olfactory nuisances inherent to anaerobic treatments require that such processes be conducted in closed buildings and in sealed reactors incorporating efficient odor treatment systems. Such technical sophistication leads to an expensive process, and in terms of installation, and in terms of operating cost.
Le traitement anaérobie de matières organiques en réacteurs clos est une technologie prouvée et appliquée à une variété large de déchets organiques tels que lisiers d'animaux, effluents liquides et eaux usées ou effluents résultant de la transformation des industries agroalimentaires. Anaerobic treatment of organic materials in closed reactors is a proven technology applied to a wide variety of organic wastes such as animal slurry, liquid effluents and wastewater or effluents resulting from the processing of agro-food industries.
Typiquement, la technologie est appliquée dans un environnement pouvant mettre en œuvre des processus industriels contrôlés et où la matière organique à traiter est disponible sous une forme préférentiellement liquide, parfois également sous forme solide. Typically, the technology is applied in an environment that can implement controlled industrial processes and where the organic material to be treated is available in a preferentially liquid form, sometimes also in solid form.
Plusieurs procédés et technologies sont disponibles dans l'état de la technique, pour traiter, dans des conditions anaérobies, des matières organiques; cependant, une trop grande hétérogénéité de la matière organique à traiter a pour conséquence usuelle l'augmentation rédhibitoire des coûts de traitement et donc des coûts de production du sous-produit valorisable, en particulier bio-gaz. De plus les taux de méthane dans le bio-gaz produit ne sont pas aussi élevés que souhaité pour pouvoir optimiser ensuite les rendements énergétiques dans les unités thermiques de production d'électricité. Several methods and technologies are available in the state of the art, for treating, under anaerobic conditions, organic materials; however, a too great heterogeneity of the organic material to be treated has the usual consequence of the unacceptable increase in the treatment costs and therefore in the production costs of the recoverable by-product, in particular biogas. In addition, the methane levels in the biogas produced are not as high as desired to then optimize the energy yields in the thermal generating units of electricity.
Bien évidemment les priorités actuelles de production d'énergie à partir de biomasse, de déchets et plus généralement de matières renouvelables, renforcent l'intérêt de telles approches. C'est pourquoi des développements récents ont cherché à incorporer les avantages des économies d'échelle propres aux procédés de dégradation anaérobies opérant en continu avec les possibilités des traitements aérobies. 10 Ainsi le document US 2005/0035058 décrit un procédé de traitement et un système, c'est à dire une installation pour la décomposition en continu de matières organiques d'abord dans des conditions anaérobies puis dans des 15 conditions aérobies ayant pour objectif la production de bio-gaz et de compost. L'installation comporte : un réacteur primaire définissant au moins deux zones pour la réception en continu de la matière organique, une des dites zones du réacteur étant 20 adaptée pour recevoir la dite matière organique, tandis que l'autre zone permet la collecte de la matière organique décomposée valorisée sous la forme d'un compost cru ; des moyens de drainage permettant d'évacuer le 25 lixiviat organique élaboré dans le réacteur primaire ; un réacteur secondaire pour la digestion anaérobie du lixiviat organique bio-traité issu du réacteur primaire et la production de bio-gaz ; 30 des moyens de re-circulation permettant de recycler le lixiviat organique bio-traité du réacteur secondaire vers le réacteur primaire ; des moyens de collecte des bio-gaz générés dans les réacteurs primaire et secondaire ;5 des moyens d'aération pour la décomposition aérobie de la matière organique dans le réacteur primaire ; - des moyens d'extraction du compost généré du réacteur primaire, et ce, afin de libérer une zone de réacteur et de pouvoir ainsi recevoir une autre charge de matière organique. Obviously the current priorities of energy production from biomass, waste and more generally renewable materials, reinforce the interest of such approaches. This is why recent developments have sought to incorporate the advantages of economies of scale inherent in anaerobic degradation processes operating continuously with the possibilities of aerobic treatments. Thus, US 2005/0035058 discloses a method of treatment and a system, ie an installation for the continuous decomposition of organic materials first under anaerobic conditions and then under aerobic conditions for production purposes. bio-gas and compost. The installation comprises: a primary reactor defining at least two zones for the continuous reception of the organic material, one of said reactor zones being adapted to receive said organic material, while the other zone allows the collection of the organic material; decomposed organic matter recovered in the form of raw compost; drainage means for evacuating the organic leachate produced in the primary reactor; a secondary reactor for the anaerobic digestion of bio-treated organic leachate from the primary reactor and the production of biogas; Recirculation means for recycling the bio-treated organic leachate from the secondary reactor to the primary reactor; means for collecting biogas generated in the primary and secondary reactors; aeration means for aerobic decomposition of the organic material in the primary reactor; means for extracting the generated compost from the primary reactor, in order to release a reactor zone and thus to be able to receive another charge of organic matter.
Le réacteur primaire se compose plus précisément d'une série de zones discrètes, chacune adaptée pour être employée pour les opérations successives suivantes . chargement de la matière organique, décomposition anaérobie de la matière organique, décomposition aérobie de la matière organique, et extraction du compost. Le réacteur primaire se répartit en zones contiguës, des barrières physiques séparant les zones du réacteur les unes des autres, ces zones pouvant être physiquement totalement séparées respectivement dans les structures propres. The primary reactor is more precisely composed of a series of discrete zones, each adapted to be used for subsequent successive operations. organic matter loading, anaerobic decomposition of organic matter, aerobic decomposition of organic matter, and extraction of compost. The primary reactor is divided into contiguous zones, physical barriers separating the zones of the reactor from each other, these zones being able to be physically completely separated respectively in the clean structures.
Le procédé de bio-traitement permettant de décomposer la matière organique afin de produire du bio-gaz et du compost, comprend les étapes successives suivantes : - le chargement, dans une zone dédiée du réacteur primaire, de la matière organique, ce réacteur primaire ayant au moins deux zones de réaction permettant de recevoir la matière organique par chargements successifs ; - la décomposition de la charge de matière organique, dans des conditions anaérobies, pendant une période de temps prédéterminée, dans une zone du réacteur ; l'aération et le traitement dans des conditions aérobies de la matière organique, préalablement décomposée dans des conditions anaérobies, dans la même zone du réacteur, pour produire du compost cru ; - l'extraction du compost cru de la zone de réacteur, afin de pouvoir préparer le chargement d'une autre charge de matière organique dans la zone dédiée du réacteur. The bioprocessing method for decomposing the organic matter to produce biogas and compost comprises the following successive stages: - the loading, in a dedicated zone of the primary reactor, of the organic matter, this primary reactor having at least two reaction zones for receiving the organic material by successive loading; decomposing the organic matter charge, under anaerobic conditions, for a predetermined period of time, in a zone of the reactor; aeration and aerobic treatment of organic matter, previously decomposed under anaerobic conditions, in the same reactor zone, to produce raw compost; the extraction of the raw compost from the reactor zone, in order to be able to prepare the loading of another charge of organic matter in the dedicated zone of the reactor.
Le procédé met en oeuvre un réacteur primaire ayant deux zones de réaction, une des zones étant chargée en matière organique tandis que la matière organique se décompose in-situ dans l'autre zone du réacteur, cette décomposition dans ces autres zones additionnelles se faisant sous conditions anaérobies. The process uses a primary reactor having two reaction zones, one of the zones being charged with organic matter while the organic material decomposes in situ in the other zone of the reactor, this decomposition in these other additional zones being done under anaerobic conditions.
Le procédé met en oeuvre un réacteur primaire comportant une zone de réaction chargée en matière organique, la dite matière organique se décomposant dans une autre zone du réacteur en conditions aérobies après une période de décomposition anaérobie, les décompositions dans toute zone de réaction additionnelle se faisant dans des conditions anaérobies. The method uses a primary reactor having a reaction zone charged with organic matter, said organic material decomposing in another zone of the reactor under aerobic conditions after an anaerobic decomposition period, the decompositions in any additional reaction zone being carried out. under anaerobic conditions.
Le procédé peut également mettre en oeuvre un réacteur primaire comportant une pluralité de zones de réaction. The method can also implement a primary reactor having a plurality of reaction zones.
Une des zones est chargée en matière organique, puis décomposée dans des conditions aérobies à la suite d'une décomposition anaérobie, le compost cru étant extrait d'une autre zone de compostage, à la suite d'une décomposition aérobie, alors que la matière organique dans chacune des zones additionnelles du réacteur se décompose dans des conditions anaérobies. One of the zones is loaded with organic matter, then decomposed under aerobic conditions following anaerobic decomposition, the raw compost being extracted from another composting zone, following an aerobic decomposition, while the material organic in each of the additional zones of the reactor decomposes under anaerobic conditions.
La matière organique entrant dans le réacteur est amendée avec des ajouts pour faciliter sa décomposition, les charges de matières organiques se faisant de manière à alterner des couches de matière à traiter et de matière à capacité de drainage, de telles matières à capacité de drainage pouvant être inorganiques et donc pouvant rester présentes dans le compost ainsi produit. The organic material entering the reactor is amended with additions to facilitate its decomposition, the organic matter charges being made so as to alternate layers of material to be treated and of material with drainage capacity, such materials with drainage capacity can be inorganic and therefore may remain present in the compost thus produced.
Le bio-gaz collecté provient à la fois du réacteur primaire et du réacteur secondaire. The bio-gas collected comes from both the primary reactor and the secondary reactor.
Toutefois un tel procédé semble développer une cinétique lente de transformation des matériaux organiques et ne pas pouvoir assumer ou assumer de manière incomplète et insuffisante, c'est à dire avec un faible rendement, la dépolymérisation ou / et la transformation des grosses molécules par exemple les déchets de cellulose, d'hemicellulose, les ligno-celluloses en molécules plus simples susceptibles de conduire à la formation de bio-gaz. However, such a method seems to develop a slow kinetics of transformation of organic materials and not be able to assume or assume incomplete and insufficient, that is to say with a low yield, the depolymerization and / or the transformation of large molecules for example the cellulosic waste, hemicellulose, lignocellulose into simpler molecules likely to lead to the formation of bio-gas.
Le document US 5,599,451 décrit également un procédé intégré anaérobie et aérobie, mais pour le biotraitement de déchets toxiques sous forme essentiellement liquide. Lé procédé fait appel à un réacteur intégrant les méthodes de bio-traitement anaérobie / aérobie. Ce réacteur utilise un film biologique qui fonctionne en créant un gradient d'oxygène décroissant. Cette méthode de traitement des eaux usées tire avantage des meilleurs aspects du processus aérobie, peu coûteux, et qui engendre peu de rejets de boues ou de bio-gaz et les allie aux capacités méthanogéniques du processus anaérobie. Ce film biologique est constitué d'un lit granulaire de boues anaérobies en suspension colonisé par des bactéries aérobies. Ce bio- réacteur possède une admission d'eau permettant l'arrivée des déchets liquides, ainsi que deux sorties: l'une pour la sortie des eaux traitées, l'autre pour le dégagement gazeux. Le film biologique anaérobie/aérobie du bioréacteur possède une surface externe garnie de bactéries aérobies ainsi qu'un noyau central abritant des bactéries anaérobies strictes et des bactéries méthanogènes. Un gradient décroissant de concentration d'oxygène, vers le noyau du film biologique est obtenu par l'injection contrôlée d'un gaz ou d'un liquide contenant de l'oxygène dans la boucle de recyclage du liquide effluent. Le film biologique permet le traitement aérobie et anaérobie dans un seul et même système. L'organisation du bio-film sur trois épaisseurs garantit les conditions optimales à la prolifération des différentes populations de microorganismes et protège les bactéries anaérobies strictes du noyau des effets néfastes de l'oxygène. Le film biologique stabilisé offre un concept flexible dans la mesure où le noyau du bio-réacteur peut aussi inclure des micro-porteurs inertes, tels que des particules d'argile expansée ou toute autre matière poreuse répondant aux exigences, ceci afin d'immobiliser les cellules et de stabiliser le film biologique en suspension, maximisant la dégradation par couplage des conditions oxydantes et réductrices. La fréquence de re-circulation des liquides dans le bio-réacteur peut être ajustée afin d'exercer un meilleur contrôle sur l'oxygénation et l'extraction du méthane. Le contrôle du débit entrant minimise la production d'oxygène résiduel afin de profiter au maximum de la combinaison entre la dégradation par l'oxygène et par réduction. Il s'agit en quelque sorte d'un traitement synchrone anaérobie/aérobie d'effluents contenant des polluants chimiques tels que des pesticides. US 5,599,451 also describes an integrated anaerobic and aerobic process, but for the biotreatment of toxic waste in substantially liquid form. The process uses a reactor incorporating anaerobic / aerobic biotreatment methods. This reactor uses a biofilm that works by creating a decreasing oxygen gradient. This wastewater treatment method takes advantage of the best aspects of the aerobic process, which is inexpensive, and generates little sludge or bio-gas discharge and combines them with the methanogenic capabilities of the anaerobic process. This biological film consists of a granular bed of anaerobic sludge in suspension colonized by aerobic bacteria. This bio-reactor has a water inlet allowing the arrival of liquid waste, as well as two exits: one for the exit of treated water, the other for the release of gas. The anaerobic / aerobic biofilm of the bioreactor has an outer surface lined with aerobic bacteria as well as a central core harboring strict anaerobic bacteria and methanogenic bacteria. A decreasing gradient of oxygen concentration towards the core of the biological film is obtained by the controlled injection of a gas or an oxygen-containing liquid into the effluent liquid recycle loop. Biofilm allows aerobic and anaerobic treatment in a single system. The organization of the three-layer bio-film guarantees optimal conditions for the proliferation of different populations of microorganisms and protects the strict anaerobic bacteria of the nucleus from the harmful effects of oxygen. The stabilized biological film offers a flexible concept in that the core of the bio-reactor can also include inert micro-carriers, such as expanded clay particles or any other porous material meeting the requirements, in order to immobilize the cells and stabilize the biological film in suspension, maximizing coupling degradation of oxidative and reducing conditions. The frequency of re-circulation of liquids in the bio-reactor can be adjusted to provide better control over oxygenation and methane extraction. Inflow control minimizes residual oxygen production to maximize the combination of oxygen degradation and reduction. It is a sort of anaerobic / aerobic synchronous treatment of effluents containing chemical pollutants such as pesticides.
Un tel procédé n'est toutefois pas orienté sur la production dédiée de méthane et de compost. Un tel procédé est bien évidemment très spécifique quant au type de matière organique à traiter. Such a process is however not oriented towards the dedicated production of methane and compost. Such a process is obviously very specific as to the type of organic material to be treated.
Il y a dès lors un besoin mal satisfait pour un procédé de biotraitement simple et peu coûteux permettant de valoriser sous la forme de production de bio-gaz de qualité et sous la forme d'un sous-produit de qualité de type compost, des matières organiques d'origines variées. There is therefore an unmet need for a simple and inexpensive bioprocessing process that allows the valorization in the form of production of quality bio-gas and in the form of a quality by-product of the compost type, materials organic of various origins.
SOMMAIRE DE L'INVENTION Dès lors, l'objet de l'invention est de créer un procédé continu de biotraitement permettant de convertir efficacement des matières organiques disponibles de même nature ou de natures différentes, qu'elles soient sous forme de déchets, en mélange ou sous forme de matières premières organiques dédiées, se présentant sous forme solide ou autre, en deux produits valorisables, l'un sous forme de bio-gaz très majoritairement constitué par du méthane et l'autre sous forme de compost de bonne qualité agronomique pour le conditionnement des sols. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the object of the invention is to create a continuous process of biotreatment for effectively converting available organic materials of the same nature or of different natures, whether in the form of waste, in mixture or in the form of dedicated organic raw materials, in solid or other form, in two recoverable products, one in the form of bio-gas, most of which consists of methane and the other in the form of compost of good agronomic quality for soil conditioning.
Le procédé, selon l'invention de bio-traitement en continu de matières organiques d'origines diverses végétales et/ou animales, au moyen de micro-organismes en vue de transformer les dites matières en bio-gaz énergétique et en un compost, se caractérise en ce qu'il met en oeuvre par phases successives de bio-transformation : a) une phase d'hydrolyse aérobie des matières organiques, b) une phase anaérobie d'acidogénèse et d'acétogénèse des matières organiques hydrolysées, c) une phase anaérobie de méthanogénèse des matières organiques transformées par acidogénèse et acétogénèse produisant le bio-gaz énergétique, un concentrat et un effluent liquide ; d) une phase de compostage aérobie du concentrat après séparation solide/liquide. The process, according to the invention, of continuous bio-treatment of organic matter of various vegetable and / or animal origins, by means of micro-organisms with a view to transforming said materials into energy biogas and into compost, characterized in that it uses, in successive phases of bio-transformation: a) an aerobic hydrolysis phase of the organic materials, b) an anaerobic phase of acidogenesis and acetogenesis of the hydrolysed organic materials, c) a phase anaerobic methanogenesis of organic materials transformed by acidogenesis and acetogenesis producing energy bio-gas, a concentrate and a liquid effluent; d) a phase of aerobic composting of the concentrate after solid / liquid separation.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 10 Les progrès réalisés dans le domaine des bio-traitements de matières organiques renouvelables dédiées ou disponibles sous la forme de déchets, permettent d'obtenir des produits de transformation qui sont des intermédiaires 15 chimiques et des produits chimiques ou énergétiques directement utilisables par l'homme, à des coûts faibles et des rendements de transformation raisonnables. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The progress made in the field of bio-treatments of dedicated or available organic waste materials in the form of waste, makes it possible to obtain transformation products which are chemical intermediates and chemical or energetic products. directly usable by humans at low costs and reasonable processing efficiencies.
Ces matières organiques renouvelables englobent l'ensemble 20 des végétaux terrestres ou aquatiques tels que les résidus forestiers et agricoles, les algues, la tourbe, les résidus organiques de la pêche, du domaine animal, formés de glucides, de lipides et de protides. These renewable organic materials include all terrestrial or aquatic plants such as forest and agricultural residues, algae, peat, organic residues of peach, animal matter, consisting of carbohydrates, lipids and proteins.
25 A titre illustratif, si le seul domaine de l'ensemble des végétaux terrestres et aquatiques est examiné, il apparaît que les principaux constituants de cet ensemble végétal sont des glucides ou hydrates de carbone, c'est à dire des sucres et des amidons qui sont des polysaccharides et des 30 composés ligno-cellulosiques. As an illustration, if the only domain of all terrestrial and aquatic plants is examined, it appears that the main constituents of this plant are carbohydrates or carbohydrates, ie sugars and starches that are polysaccharides and lignocellulosic compounds.
Dans le cas particulier des composés ligno-cellulosiques, ces composés sont constitués de cellulose, d'hémicellulose et de lignine qui sont : pour la cellulose, des polymères de glucose hydrolysables en milieu acide par exemple, pour l'hémicellulose, des molécules complexes de polyosides, pour la lignine, des polymères de grande stabilité chimique qui la rend difficilement dégradables par les réactifs chimiques ou biologiques. In the particular case of lignocellulosic compounds, these compounds consist of cellulose, hemicellulose and lignin which are: for cellulose, glucose polymers hydrolyzable in an acid medium, for example, for hemicellulose, complex molecules of polysaccharides, for lignin, polymers of high chemical stability which makes it difficult to degrade by chemical or biological reagents.
Or, selon l'objet de l'invention, le procédé de bio- transformation de matières organiques par des micro-organismes qui peuvent être des bactéries et/ou des levures se déroule selon trois phases fortement interdépendantes qui sont : Une phase d'hydrolyse spécifique, par l'action de bactéries hydrolytiques aérobies strictes, qui permet de contourner les difficultés qu'ont les bactéries anaérobies à hydrolyser certains résidus organiques, tels que les matières ligno- cellulosiques, cette hydrolyse par les bactéries aérobies ayant capacité à dépolymériser et à transformer en molécules plus simples, les molécules complexes des matières organiques que sont les glucides, lipides et protides et également de favoriser la synthèse protéidique. Une phase d'acidogénèse et d'acétogénèse par l'action des bactéries anaérobies strictes transformant, par acidogénèse, les matières organiques hydrolysées et en particulier les monomères produits lors de la phase d'hydrolyse, en acides gras, alcools, hydrogène et gaz carbonique (CO2) et les produits de l'acétogénèse en précurseurs du méthane, Enfin une phase de méthanogénèse par l'action de bactéries anaérobies strictes synthétisant du méthane à partir de l'hydrogène et du gaz carbonique et transformant des acides organiques tels que l'acide acétique en méthane et gaz carbonique. However, according to the object of the invention, the process of biotransformation of organic materials by microorganisms which may be bacteria and / or yeasts takes place in three highly interdependent phases which are: A hydrolysis phase specific, through the action of strict aerobic hydrolytic bacteria, which circumvents the difficulties that anaerobic bacteria have to hydrolyze certain organic residues, such as lignocellulosic materials, this hydrolysis by aerobic bacteria having the capacity to depolymerize and to to transform the complex molecules of organic matter such as carbohydrates, lipids and proteins into simpler molecules and also to promote protein synthesis. A phase of acidogenesis and acetogenesis by the action of strict anaerobic bacteria transforming, by acidogenesis, the hydrolysed organic materials and in particular the monomers produced during the hydrolysis phase into fatty acids, alcohols, hydrogen and carbon dioxide (CO2) and products of acetogenesis in methane precursors, Finally a phase of methanogenesis by the action of strict anaerobic bacteria synthesizing methane from hydrogen and carbon dioxide and transforming organic acids such as acetic acid methane and carbon dioxide.
Ainsi le procédé de bio-traitement selon l'invention implique, dans chacune de ses phases de transformation, la présence de bactéries et/ou levures différentes, aérobies strictes puis anaérobies strictes, de bio-transformation et de synthèse, adaptées aux composés organiques disponibles dans chaque phase de bio-traitement et dans des conditions physicochimiques et biochimiques de développement spécifique. Thus, the bioprocessing method according to the invention involves, in each of its transformation phases, the presence of different bacteria and / or yeasts, strict aerobic and then strict anaerobic, bio-transformation and synthesis, adapted to available organic compounds. in each phase of bio-treatment and in physicochemical and biochemical conditions of specific development.
De plus le procédé continu de biotraitement, selon 20 l'invention pratique les principes : - de bio-augmentation par inoculation des matières organiques à traiter au moyen de populations bactériennes et de milieux sélectionnés et adaptés à la métabolisation des matières organiques à traiter, - de bio-fixation par rétention des souches bactériennes anaérobies sur des substrats que sont les matériaux de garnissage des bioréacteurs anaérobies, constituant des supports de fixation et de croissance pour les dites souches bactériennes pour en augmenter les concentrations in-situ. 25 30 En outre les mécanismes de bio-transformation peuvent être accélérés par l'addition de mélanges de souches exogènes particulièrement actives à l'égard de polluants présents dans les matières organiques à bio-transformer ou bien résultant de la bio-transformation des dites matières organiques, par exemple, des micro-organismes susceptibles de dégrader des composés aromatiques ou autres composés. Moreover, the continuous process of biotreatment according to the invention practices the principles of: - bio-increase by inoculation of organic matter to be treated by means of bacterial populations and media selected and adapted to the metabolization of the organic matter to be treated; bio-fixation by retention of anaerobic bacterial strains on substrates that are the packing materials of anaerobic bioreactors, constituting fixing and growth supports for said bacterial strains to increase the in-situ concentrations. Furthermore, the biotransformation mechanisms can be accelerated by the addition of mixtures of exogenous strains that are particularly active with regard to pollutants present in the organic materials to be biotreated or resulting from the bio-transformation of said materials. organic, for example, micro-organisms capable of degrading aromatic compounds or other compounds.
L'originalité du procédé continu de bio-traitement, selon l'invention, apparaît résider dans la mise en oeuvre d'une filière de bio-traitement séparant les phases des trois opérations biochimiques, c'est à dire la phase d'hydrolyse des matières organiques, la phase d'acidogénèse et d'acétogénèse, et la phase de méthanogénèse. The originality of the continuous process of bioprocessing, according to the invention, appears to lie in the implementation of a bioprocessing pathway separating the phases of the three biochemical operations, that is to say the hydrolysis phase of the organic matter, the acidogenesis and acetogenesis phase, and the methanogenesis phase.
La décomposition selon l'invention, de matières organiques par des bactéries se déroule en quatre phases fortement interdépendantes qui décrivent un cycle de fermentation : hydrolyse aérobie, acidogénèse-acétogénèse anaérobie, méthanogénèse anaérobie et compostage aérobie des concentrats. Chaque étape implique l'activité de bactéries différentes, adaptées aux matières organiques disponibles, dans les conditions de développement spécifique. The decomposition according to the invention of organic materials by bacteria takes place in four highly interdependent phases which describe a fermentation cycle: aerobic hydrolysis, anaerobic acidogenesis-acetogenesis, anaerobic methanogenesis and aerobic composting of the concentrates. Each step involves the activity of different bacteria, adapted to the available organic materials, under the conditions of specific development.
La cellulose, l'hémicellulose et la lignine sont les macromolécules majoritaires de nombreux végétaux et de produits qui en sont dérivés. Au cours des réactions d'hydrolyse, si l'hémicellulose et la cellulose sont facilement cassées par le milieu bactérien, la lignine est dégradée très lentement en conditions aérobies et demeure complètement inerte en anaérobie. Or certains déchets organiques sont riches en lignine. Cellulose, hemicellulose and lignin are the major macromolecules of many plants and products derived from them. During hydrolysis reactions, if hemicellulose and cellulose are easily broken by the bacterial medium, lignin is degraded very slowly under aerobic conditions and remains completely inert under anaerobic conditions. Some organic waste is rich in lignin.
Les étapes d'acidogénèse et d'acétogénèse qui suivent voient certains micro-organismes présents utiliser les composés issus des réactions d'hydrolyse pour leur propre développement et rejeter des molécules organiques acides en particulier de l'acide acétique. The steps of acidogenesis and acetogenesis which follow see some microorganisms present use the compounds from the hydrolysis reactions for their own development and reject acidic organic molecules, especially acetic acid.
L'étape finale de méthanogénèse permet à d'autres bactéries de dégrader les composés issus de l'acidogénèse et de l'acétogénèse en les bio-transformant en méthane (CH4) et en dioxyde de carbone (CO2). The final step of methanogenesis allows other bacteria to degrade the compounds derived from acidogenesis and acetogenesis by biotransforming them into methane (CH4) and carbon dioxide (CO2).
Chaque phase du procédé de bio-traitement selon l'invention est examinée ci après dans le détail. Each phase of the bioprocessing process according to the invention is examined below in detail.
Phase d'hydrolyse des matières organiques Hydrolysis phase of organic matter
Cette phase de bio-traitement s'effectue par voie aérobie au moyen d'un ensemencement constitué d'un inoculum dont la qualité et la masse dépendent de la nature et des quantités des matières organiques à traiter. Cette phase d'hydrolyse par bio-traitement apparaît fortement novatrice en ce sens que : - elle permet de favoriser la synthèse de protéines à partir des composés organiques carbonés et azotés 25 présents ; - elle transforme l'azote organique des composés organiques azotés présents en vue d'augmenter les rendements de méthanisation ultérieurs des dits composés organiques. 30 L'objectif visé dans cette phase d'hydrolyse consiste à nitrifier rapidement la partie azotée des matériaux organiques en transformant les azotes aminés et ammoniaqués présents, en nitrites et en nitrates afin d'augmenter les rendements de la phase de méthanogénèse. This bio-treatment phase is carried out aerobically by means of a seeding constituted of an inoculum whose quality and mass depend on the nature and quantities of the organic matter to be treated. This hydrolysis phase by biotreatment appears highly innovative in that: it makes it possible to promote the synthesis of proteins from the carbon and nitrogen organic compounds present; it transforms the organic nitrogen of the nitrogenous organic compounds present in order to increase the subsequent methanization yields of said organic compounds. The objective in this hydrolysis phase is to rapidly nitrify the nitrogen portion of the organic materials by converting the amino and ammonia nitrates present, into nitrites and nitrates in order to increase the yields of the methanogenesis phase.
Pour ce faire, l'inoculum constituant l'ensemencement est préparé de telle sorte qu'il contienne une masse définie de bactéries de nitrification aérobies strictes, telles que par exemple nitrosomonas, nitrosoglae, nitrosocystis, nitrosospora, nitrobacter, et autres, capables d'effectuer la nitritation et la nitratation de la matière organique à traiter en présence d'oxygène selon les réactions suivantes : To do this, the inoculum constituting the seeding is prepared so that it contains a defined mass of strict aerobic nitrification bacteria, such as for example nitrosomonas, nitrosoglae, nitrosocystis, nitrosospora, nitrobacter, and others, capable of carry out the nitritation and the nitratation of the organic matter to be treated in the presence of oxygen according to the following reactions:
NH4+ +3/2 02 . 2H+ + H20 + NO2- NO2+ + 1/2 02 -4.103- Cette phase de bio-traitement par hydrolyse aérobie permet également de favoriser la synthèse protéidique. NH4 + +3/2 02. 2H + + H20 + NO2-NO2 + + 1/2 02 -4.103- This aerobic hydrolysis bio-treatment phase also makes it possible to promote protein synthesis.
Dès lors, la réalisation de cette phase d'hydrolyse 20 aérobie permet de contourner la difficulté qu'ont les bactéries anaérobies à hydrolyser certains résidus organiques tels que, en particulier, les déchets lignocellulosiques associés à des déchets azotés, qui constituent l'un des composants majeurs des déchets 25 organiques à traiter. L'action continue de bactéries et/ou d'enzymes associées permet d'optimiser cette phase d'hydrolyse dans un rôle de préparation de la matière organique à traiter en vue des transformations ultérieures par acido, acéto et méthanogénèse. 30 Les grosses molécules complexes des matières organiques telles que glucides, lipides, protides, sont dépolymérisées et transformées en molécules plus simples par l'action des bactéries hydrolytiques telles que, par15 exemple, Clostridium Thermocellum qui transforme la cellulose en acide acétique et acide lactique. Therefore, carrying out this aerobic hydrolysis phase makes it possible to circumvent the difficulty that anaerobic bacteria have in hydrolyzing certain organic residues such as, in particular, the lignocellulosic waste associated with nitrogenous waste, which constitutes one of the major components of the organic waste to be treated. The continuous action of bacteria and / or associated enzymes makes it possible to optimize this hydrolysis phase in a role of preparing the organic matter to be treated for subsequent transformations by acid, aceto and methanogenesis. Large complex molecules of organic materials such as carbohydrates, lipids, proteins, are depolymerized and converted into simpler molecules by the action of hydrolytic bacteria such as, for example, Clostridium Thermocellum which converts cellulose to acetic acid and lactic acid.
La transformation des matériaux organiques par ce bic- traitement d'hydrolyse aérobie conduit à la production d'une biomasse selon une synthèse bactérienne rapide. Un temps de séjour aérobie court est requis pour ne pas amplifier l'ammonification qui favoriserait l'excès de transformation d'azote organique en azote ammoniacal par des bactéries hétérotrophes. The transformation of organic materials by this aerobic hydrolysis bi-treatment leads to the production of a biomass according to rapid bacterial synthesis. A short aerobic residence time is required not to amplify the ammonification which would favor the excess transformation of organic nitrogen into ammoniacal nitrogen by heterotrophic bacteria.
Dans cette première phase d'hydrolyse, il est nécessaire de procéder à l'ensemencement du milieu constitué par la matière organique à traiter qui est soumis à cette hydrolyse. Cet ensemencement peut être discontinu ou continu. In this first hydrolysis phase, it is necessary to proceed with the seeding of the medium consisting of the organic material to be treated which is subjected to this hydrolysis. This seeding can be discontinuous or continuous.
La nature des souches précitées constituant l'inoculum diffère selon la constitution des matières organiques à 20 traiter. The nature of the aforementioned strains constituting the inoculum differs according to the constitution of the organic materials to be treated.
Les souches sont produites séquentiellement en fermenteurs stériles. Les bactéries et/ou levures sélectionnées sont préalablement concentrées par centrifugation, puis 25 mélangées. Un milieu de croissance et un apport de carbone organique et d'azote sous forme d'aminoacides sont ajoutés. Strains are produced sequentially in sterile fermenters. The selected bacteria and / or yeasts are first concentrated by centrifugation and then mixed. A growth medium and a supply of organic carbon and nitrogen in the form of amino acids are added.
L'ensemble constituant l'ensemencement est dénommé, de 30 manière pratique, ensemencement 3 S et comporte : des souches telles que bactéries et/ou levures ; un substrat carboné et azoté en particulier glucides et aminoacides ; - des sels minéraux, contenant les facteurs de croissance non inclus ou en faible concentration dans les matières organiques à traiter. The seed assembly is conveniently referred to as 3S inoculation and comprises: strains such as bacteria and / or yeasts; a carbon and nitrogen substrate, in particular carbohydrates and amino acids; - Mineral salts, containing the growth factors not included or in low concentration in the organic materials to be treated.
La phase d'hydrolyse aérobie ensemencée s'effectue sur des matières organiques rectifiées, c'est à dire dont on a aménagé la composition, à partir d'apports en constituants carbonés spécifiques tels qu'aminoacides et/ou extraits de levures et/ou vitamines et autres constituants. The seeded aerobic hydrolysis phase is carried out on rectified organic materials, that is to say the composition of which has been arranged, from contributions of specific carbonaceous constituents such as amino acids and / or extracts of yeasts and / or vitamins and other constituents.
La phase d'hydrolyse aérobie ensemencée comporte de plus un apport en enzymes issues de fermentation en particulier enzymes lipidiques, protéidiques et glucidiques. La masse d'inoculum est définie pour une siccité initiale comprise entre 12 et 40 % en poids d'humidité et de préférence entre 18 et 22 The seeded aerobic hydrolysis phase additionally comprises a supply of enzymes derived from fermentation, in particular lipidic, proteinidic and carbohydrate enzymes. The mass of inoculum is defined for an initial dryness of between 12 and 40% by weight of moisture and preferably between 18 and 22
20 Cette valeur de siccité de la phase d'hydrolyse est importante pour les phases suivantes d'acidogénèse - acétogénèse ainsi que pour la phase de méthanogénèse car elle facilite l'échange gaz / liquide. This dryness value of the hydrolysis phase is important for the following phases of acidogenesis-acetogenesis as well as for the methanogenesis phase because it facilitates the gas / liquid exchange.
25 Selon l'invention, cette phase d'hydrolyse peut demander un apport de matériau organique spécifique afin de favoriser le rendement des phases suivantes et en particulier celle de la production de méthane. According to the invention, this hydrolysis phase may require a supply of specific organic material in order to favor the yield of the following phases and in particular that of the production of methane.
30 Une caractéristique importante de la phase d'hydrolyse du procédé de bio-traitement selon l'invention est le ratio carbone / azote, (C/N), des matières organiques à traiter, ce rapport devant se situer dans l'intervalle de 15 à 4015 et de préférence entre 20 et 30 lorsque exprimé en poids de présence de carbone et poids d'azote. An important characteristic of the hydrolysis phase of the bioprocessing process according to the invention is the carbon / nitrogen ratio (C / N) of the organic materials to be treated, this ratio having to be in the range of 15 to 15%. at 4015 and preferably between 20 and 30 when expressed by weight of presence of carbon and weight of nitrogen.
Dans le cas où ce ratio est inférieur à 20, c'est à dire tel que 12<C/N<20, et ce dans les situations où il y a incapacité à rajouter une source de carbone organique, ce ratio peut être admis dans l'état. Dans ce cas il conviendra de maîtriser la transformation de l'azote minéral par l'apport de souches nitrifiantes, et d'en tenir compte par la suite pour la phase d'acidogénèse dont le pH sera ramené à une valeur proche de 6,5 par introduction d'un acide tel que par exemple l'acide orthophosphorique. De plus, un faible ratio C/N implique une augmentation du temps de séjour durant la phase d'acidogénèse. In the case where this ratio is less than 20, that is to say such that 12 <C / N <20, and in situations where there is inability to add a source of organic carbon, this ratio can be admitted in the state. In this case it will be necessary to control the transformation of the mineral nitrogen by the supply of nitrifying strains, and to take into account thereafter for the phase of acidogenesis whose pH will be brought back to a value close to 6.5 by introducing an acid such as, for example, orthophosphoric acid. In addition, a low C / N ratio implies an increase in the residence time during the acidogenesis phase.
De la même manière, un ratio C/N trop élevé conduit à d'autres inconvénients, en particulier à des cinétiques de transformation inadéquates. In the same way, an excessively high C / N ratio leads to other disadvantages, in particular to inadequate conversion kinetics.
Dès lors, la maîtrise de ce ratio optimal C/N compris préférentiellement entre 20 et 30 nécessite la préparation amont des matières organiques à traiter, combinant des matériaux organiques carbonés et/ou azotés de diverses natures, provenances, origines, telles que choisies dans le monde végétal ou animale. Therefore, the control of this optimum C / N ratio preferably between 20 and 30 requires the upstream preparation of the organic materials to be treated, combining organic materials carbon and / or nitrogen of various natures, origins, origins, as selected in the plant or animal world.
L'hydrolyse par voie aérobie requiert un temps de séjour de l'ordre d'environ 2 jours. La température de fermentation dans la phase d'hydrolyse après ensemencement par l'inoculum aérobie dépend de la composition des matières organiques à traiter. Elle peut30 se situer dans l'intervalle 25 à 40°C et préférentiellement entre 30°C et 37°C. Dans le cas d'une matière organique à traiter constituée par essentiellement des composés protidiques issus des industries agroalimentaires, cette température peut être mésophile et de l'ordre de 30°C. Dans le cas d'une matière organique constituée par essentiellement des composés intégrant une fraction de cellulose, une température de l'ordre de 35°C favorise la transformation de la cellulose en sucres dans des conditions optimales de milieu et de salinité apportée par le milieu. Aerobic hydrolysis requires a residence time of the order of about 2 days. The fermentation temperature in the hydrolysis phase after seeding by the aerobic inoculum depends on the composition of the organic matter to be treated. It can be in the range 25 to 40 ° C and preferably 30 to 37 ° C. In the case of an organic material to be treated consisting essentially of protein compounds from agro-food industries, this temperature can be mesophilic and of the order of 30 ° C. In the case of an organic material consisting essentially of compounds incorporating a cellulose fraction, a temperature of the order of 35 ° C promotes the conversion of cellulose to sugars under optimal conditions of medium and salinity provided by the medium. .
Cette phase de bio-transformation des matériaux organiques par hydrolyse aérobie conduit à la production de monomères qui dans les phases suivantes sont à transformer au moins pour partie en acides gras, alcool, hydrogène et gaz carbonique. This phase of bio-transformation of organic materials by aerobic hydrolysis leads to the production of monomers which in the following phases are at least partly converted into fatty acids, alcohol, hydrogen and carbon dioxide.
Dans le cadre de l'hydrolyse aérobie des matières organiques à traiter selon l'invention, de l'air est injecté dans le milieu réactionnel pour favoriser l'agitation du mélange et l'oxygénation des souches bactériennes aérobies, et pour permettre la transformation de l'azote ammoniaqué et aminé en nitrite et en nitrate. In the context of the aerobic hydrolysis of the organic materials to be treated according to the invention, air is injected into the reaction medium to promote agitation of the mixture and oxygenation of the aerobic bacterial strains, and to allow the transformation of ammoniated and amine nitrogen to nitrite and nitrate.
Le débit d'air est selon la composition et la nature des matières organiques à traiter compris entre 5 et 15 v/v/h c'est à dire volume d'air, par volume de matière traitée et par heure. The air flow rate is according to the composition and the nature of the organic materials to be treated of between 5 and 15 v / v / h, ie volume of air, per volume of treated material and per hour.
Enfin, le milieu de l'hydrolyse aérobie peut recevoir une fraction recyclée liquide, riche en divers composants et en particulier en souches bactériennes. Finally, the aerobic hydrolysis medium can receive a liquid recycled fraction, rich in various components and in particular in bacterial strains.
Phase d'acidogénèse et d'acétogénèse Acidogénèse Une grande part des monomères produits par l'hydrolyse aérobie de la matière organique à traiter est transformée pendant la phase d'acidogénèse en acides gras, tels que par exemple des acides butyriques, propioniques, acétiques, et en alcools tels que éthanol, méthanol, et en hydrogène et en gaz carbonique (CO2). Acidogenesis and Acidogenesis Phase A large proportion of the monomers produced by the aerobic hydrolysis of the organic material to be treated is converted during the acidogenesis phase into fatty acids, such as, for example, butyric, propionic and acetic acids. and alcohols such as ethanol, methanol, and hydrogen and carbon dioxide (CO2).
Les populations bactériennes impliquées dans l'acidogénèse sont anaérobies strictes telles que, par exemple, Ruminocula Clostridium, Bifido bacterium. Après isolation, ces souches peuvent être produites en fermenteurs stériles et introduites par bio-augmentation dans le réacteur d'acidogénèse. The bacterial populations involved in acidogenesis are strict anaerobes such as, for example, Ruminocula Clostridium, Bifido bacterium. After isolation, these strains can be produced in sterile fermenters and introduced by bio-increase into the acidogenesis reactor.
Acétogénèse L'acétogénèse transforme les produits de l'acidogénèse en 20 précurseurs du méthane en particulier en acide acétique, en acide formique, en hydrogène et en gaz carbonique. Acetogenesis Acetogenesis converts the products of acidogenesis into precursors of methane, in particular acetic acid, formic acid, hydrogen and carbon dioxide.
Les réactions de transformation des produits résultant de l'acidogénèse au cours de l'acétogénèse évitent 25 l'accumulation d'acides gras volatils autres que l'acide acétique, lesquels, à des concentrations élevées, deviennent des inhibiteurs de la méthanogénèse. Transformation reactions of products resulting from acidogenesis during acetogenesis avoid the accumulation of volatile fatty acids other than acetic acid, which, at high concentrations, become inhibitors of methanogenesis.
Bien que la plupart des souches responsables de 30 l'acétogénèse restent à identifier, les bactéries les plus connues, actives dans cette phase, sont par exemple, Desulfovibrio, Clostridium thermoaceticum, Clostridium Formioaceticum, Acebacterium Woodii. Although most of the strains responsible for acetogenesis remain to be identified, the most well-known bacteria active in this phase are, for example, Desulfovibrio, Clostridium thermoaceticum, Clostridium Formioaceticum, Acebacterium Woodii.
Toutes ces espèces vivent en symbiose avec les bactéries de la méthanogénèse ; elles sont également consommatrices d'hydrogène. All these species live in symbiosis with the bacteria of methanogenesis; they are also hydrogen consumers.
Le contrôle de l'acide acétique et de l'acide formique formés est régulièrement effectué au cours de cette phase d'acidogénèse-acétogénèse, ces deux acides en particulier étant précurseurs de la formation de méthane. The control of acetic acid and formic acid formed is regularly carried out during this acidogenesis-acetogenesis phase, these two acids in particular being precursors of the formation of methane.
Les produits sortant de l'hydrolyse et entrant en phase d'acidogénèse-acétogénèse sont soumis à mélangeage et homogénéisation par des moyens mécaniques et/ou par l'utilisation d'un flux gazeux de recyclage exempt d'oxygène. Products leaving the hydrolysis and entering the acidogenesis-acetogenesis phase are subjected to mixing and homogenization by mechanical means and / or by the use of an oxygen-free recycling gas stream.
La phase d'acidogénèse-acétogénèse maintient une forte concentration de biomasse, cette biomasse étant formée des bactéries et/ou levures anaérobies actives, par biofixation à la périphérie interne du digesteur. The acidogenesis-acetogenesis phase maintains a high concentration of biomass, this biomass being formed by active anaerobic bacteria and / or yeasts, by biofixation at the internal periphery of the digester.
Afin d'éviter la formation d'agglomérats entre les particules de matières organiques, un tensio-actif surfactant peut être ajouté. Un tel tensio-actif peut être parmi ceux connus, en particulier ceux de type polyoxyéthylène. In order to prevent the formation of agglomerates between the organic matter particles, a surfactant surfactant may be added. Such a surfactant can be among those known, in particular those of polyoxyethylene type.
Phase de méthanogénèse La phase de méthanogénèse permet de réaliser la synthèse 30 du méthane notamment à partir de l'hydrogène et du gaz carbonique selon la réaction : CO2 + 4 H2 -eM4 + 2H2O Methanogenesis Phase The methanogenesis phase makes it possible to synthesize methane, in particular from hydrogen and carbon dioxide, according to the reaction: CO2 + 4H 2 -eM 4 + 2H 2 O
et à partir de l'acide acétique selon la réaction : CH3-COOH ù>CH4 + CO2 and from acetic acid according to the reaction: CH3-COOH ù> CH4 + CO2
Les bactéries intervenant dans la méthanogénèse sont anaérobies strictes et sont choisies dans le groupe constitué par, entre autre, Méthanobacterium, Thermoantrophicum, Methanosarcina Barkeri et équivalent. The bacteria involved in methanogenesis are strict anaerobes and are selected from the group consisting of, inter alia, Methanobacterium, Thermoantrophicum, Methanosarcina Barkeri and the like.
D'une manière générale, la phase de méthanogénèse se déroule à une température comprise entre 30 °C et 55°C. In general, the methanogenesis phase takes place at a temperature of between 30 ° C. and 55 ° C.
Certaines souches ont un taux de croissance optimum à des températures mésophiles comprises entre 30 et 45°C. Toutefois la plupart des espèces révèlent un optimum de croissance aux températures thermophiles comprises entre 50 et 55°C. Some strains have an optimum growth rate at mesophilic temperatures between 30 and 45 ° C. However, most species show optimum growth at thermophilic temperatures between 50 and 55 ° C.
Le pH du milieu de la phase de méthanogénèse se situe dans l'intervalle compris entre 7 et 7,5. Les cinétiques de croissance sont lentes, de l'ordre de 5 à 6 fois plus lentes que les bactéries acidogènes, ce qui a pour conséquence un temps de séjour plus long dans le digesteur de méthanogénèse. Certaines bactéries vivent en association, telles que par exemple, organismes Desulfovibrio en présence de Méthanobacterium MOH, bactéries sulfato-réductrices en présence de bactéries méthanogènes, ce qui permet la réalisation de réactions thermodynamiquement impossibles. The pH of the medium of the methanogenesis phase is in the range between 7 and 7.5. Growth kinetics are slow, 5 to 6 times slower than acidogenic bacteria, resulting in a longer residence time in the methanogenesis digester. Some bacteria live in association, such as, for example, Desulfovibrio organisms in the presence of Methanobacterium MOH, sulphate-reducing bacteria in the presence of methanogenic bacteria, which allows the realization of thermodynamically impossible reactions.
Les quatre grands groupes de bactéries de la méthanogénèse sont toujours associés dans les fermentations méthaniques et obligent à raisonner en terme de cultures mixtes, ces groupes étant bien connus de l'état de la technique. The four major groups of methanogenesis bacteria are still associated in methanolic fermentations and require reasoning in terms of mixed cultures, these groups being well known from the state of the art.
Phase de compostage aérobie Le traitement de compostage aérobie des concentrats issus de la phase de méthanogénèse après une séparation solide/liquide s'effectue au moyen de souches aérobies selon un quelconque procédé bien connu de l'état de la technique. Aerobic composting phase The aerobic composting treatment of the concentrates resulting from the methanogenesis phase after solid / liquid separation is carried out by means of aerobic strains according to any method well known in the state of the art.
Paramètres du procédé selon l'invention Parameters of the process according to the invention
La mise en oeuvre d'un pré-traitement aérobie, c'est à dire de l'hydrolyse aérobie selon l'invention, et la diversité des micro-organismes impliqués dans l'ensemble des phases du procédé de bio-traitement rendent d'autant plus facile la conduite optimale de la fermentation méthanique dépendant des paramètres de la digestion anaérobie. A chaque étape, l'activité des souches déployées peut être complémentaire ou inhibitrice. De plus, la diversité des matières organiques à traiter rend d'autant plus difficile la conduite de l'algorithme garantissant le meilleur rendement de synthèse de méthane. The implementation of an aerobic pre-treatment, ie aerobic hydrolysis according to the invention, and the diversity of the microorganisms involved in all the phases of the bio-treatment process make it possible to the easier the optimal conduct of the methanic fermentation depending on the parameters of the anaerobic digestion. At each stage, the activity of the deployed strains may be complementary or inhibitory. In addition, the diversity of the organic materials to be treated makes it all the more difficult to conduct the algorithm that guarantees the best yield of methane synthesis.
Pour permettre une optimisation de chaque phase, le procédé continu de bio-traitement, prend en considération la différence des contraintes paramétriques de chaque phase, c'est à dire celles de l'hydrolyse, de l'acidogénèse et acétogénèse et de la méthanogénèse. To allow an optimization of each phase, the continuous process of bio-treatment, takes into account the difference of the parametric constraints of each phase, ie those of hydrolysis, acidogenesis and acetogenesis and methanogenesis.
Un pré-traitement aérobie, c'est à dire la phase d'hydrolyse aérobie des matériaux organiques, associé à la séparation des phases anaérobies, acido / acétogénèse d'une part et méthanogénèse de l'autre, vise à utiliser le plus rationnellement possible une large variété de souches dont les fonctions peuvent avoir des effets complémentaires ou inhibiteurs. Aerobic pre-treatment, ie the phase of aerobic hydrolysis of organic materials, associated with the separation of the anaerobic phases, acid / acetogenesis on the one hand and methanogenesis on the other, aims to use as rationally as possible a wide variety of strains whose functions may have complementary or inhibitory effects.
Selon la nature des matières organiques à traiter, et des objectifs de synthèse de méthane, il convient de maîtriser les paramètres de fermentation en recourant à l'utilisation de capteurs industriels et d'ensembles de régulation placés à chaque étape du traitement. Depending on the nature of the organic materials to be treated, and objectives of methane synthesis, it is necessary to control the fermentation parameters by using the use of industrial sensors and control assemblies placed at each stage of treatment.
Paramètres de température Lors de la phase d'hydrolyse, et bien que la fermentation soit exothermique, le pré-traitement aérobie peut s'effectuer à température ambiante, éventuellement contrôlée. Cependant le choix d'un temps de séjour faible ne permet pas de monter à une température optimale souhaitée telle que de l'ordre de 30°C à 35°C suivant la nature des matières organiques à traiter. Temperature parameters During the hydrolysis phase, and although the fermentation is exothermic, the aerobic pre-treatment can be carried out at ambient temperature, possibly controlled. However, the choice of a low residence time does not allow to rise to a desired optimum temperature such as of the order of 30 ° C to 35 ° C depending on the nature of the organic material to be treated.
D'une manière générale, la température de déroulement de la phase d'hydrolyse se situe dans l'intervalle de 25 °C à 40 °C et préférentiellement de 30°C à 37 °C. L'installation d'un échangeur thermique permet de stabiliser la température et d'optimiser le rendement d'hydrolyse. In general, the unwinding temperature of the hydrolysis phase is in the range 25 ° C to 40 ° C and preferably 30 ° C to 37 ° C. The installation of a heat exchanger makes it possible to stabilize the temperature and to optimize the hydrolysis yield.
Lors de la phase d'acidogénèse et d'acétogénèse, la température retenue pour l'acidogénèse est comprise entre 40°C et 50°C selon la nature des matières organiques à traiter. Un échangeur interne permet de réguler la température. Lors de la phase de méthanogénèse, la production de méthane passe par deux optimums, l'un en zone mésophile à 40°C et l'autre en zone thermophile vers 50°C. Le maintien dans le digesteur d'une température régulée dans l'intervalle le plus faible possible est une des conditions exigées pour le bon fonctionnement de la fermentation. Les avantages et les inconvénients de la fermentation méthanique en zone mésophile ou thermophile sont bien connus : Pour la voie mésophile, il y a moins de vapeur 10 d'eau et moins de CO2 dans le gaz produit, ce qui permet une valorisation plus facile pour le biogaz. De plus le spectre d'espèces microbiennes méthanogènes est plus large. Enfin le bilan énergétique est plus favorable, de par la 15 possibilité d'utilisation des basses températures During the acidogenesis and acetogenesis phase, the temperature selected for the acidogenesis is between 40 ° C and 50 ° C depending on the nature of the organic materials to be treated. An internal exchanger makes it possible to regulate the temperature. During the methanogenesis phase, the production of methane passes through two optima, one in the mesophilic zone at 40 ° C and the other in the thermophilic zone around 50 ° C. Maintaining a regulated temperature in the digester in the smallest possible range is one of the conditions required for the proper functioning of the fermentation. The advantages and disadvantages of methane fermentation in the mesophilic or thermophilic zone are well known: For the mesophilic pathway, there is less water vapor and less CO2 in the gas produced, which allows an easier valuation for biogas. In addition, the spectrum of methanogenic microbial species is wider. Finally, the energy balance is more favorable, because of the possibility of using low temperatures
Pour la voie thermophile, il y a réactivité plus grande, ce qui a pour conséquence un temps de rétention inférieur. Il y a également diminution 20 du volume de boue formée, et destruction de micro- organismes pathogènes et phytopathogènes. Enfin, le maintien de conditions anaérobies est facilité. For the thermophilic path, there is greater reactivity, which results in a lower retention time. There is also a decrease in the volume of sludge formed, and destruction of pathogenic and phytopathogenic microorganisms. Finally, the maintenance of anaerobic conditions is facilitated.
25 D'une manière générale, la température de la phase de méthanogénèse peut se situer entre 35 et 55 0C selon que l'on recherche des conditions mésophiles ou thermophiles. In general, the temperature of the methanogenesis phase can be between 35 and 55 ° C., depending on whether mesophilic or thermophilic conditions are being sought.
D'une manière très préférentielle, le procédé continu de 30 biotraitement selon l'invention, retient la voie thermophile en raison des garanties d'hygiénisation apportées et du maintien des conditions anaérobies. L'optimisation du temps de séjour intervient également dans ce choix, ainsi que des préoccupations de réduction5 du volume d'ouvrage, facteur important pour minimiser la dépense énergétique imputée au chauffage. In a very preferential manner, the continuous process of biotreatment according to the invention retains the thermophilic route because of the guarantees of hygienization provided and the maintenance of anaerobic conditions. The optimization of the residence time is also involved in this choice, as well as concerns5 reduction of the volume of work, important factor to minimize the energy expenditure attributed to heating.
Paramètres de pH La valeur du pH est définie selon les phases de traitement. Les valeurs sont comprises entre 6,5 et 8. PH parameters The pH value is defined according to the treatment phases. The values are between 6.5 and 8.
Lors de la phase d'hydrolyse, la fermentation aérobie des composés organiques constituant la matière organique à traiter avant tout traitement, s'effectue à un pH proche de la neutralité c'est à dire à un pH compris entre 6,5 et 7 Bien que le temps de séjour soit réduit, le pH initial de 6,5 peut augmenter en 36 heures pour atteindre 7, et ce, pour une aération de, par exemple 15 volume d'air/volume de matières organiques à traiter/heure (v/v/h). En cas de nécessité de ramener le pH à une valeur comprise entre 6,5 et 7, l'utilisation d'un acide est pratiquée. L'acide ortho-phosphorique est à privilégier pour simultanément régler la valeur du PH et compenser les éventuelles carences en phosphore qui pourraient être constatées au sortir de la méthanisation. During the hydrolysis phase, the aerobic fermentation of the organic compounds constituting the organic material to be treated before any treatment is carried out at a pH close to neutrality, that is to say at a pH of between 6.5 and 7. As the residence time is reduced, the initial pH of 6.5 can increase in 36 hours to reach 7, and this, for aeration of, for example 15 volume of air / volume of organic material to be treated / hour (v / v / h). If it is necessary to reduce the pH to a value between 6.5 and 7, the use of an acid is practiced. Ortho-phosphoric acid is preferred to simultaneously adjust the value of the PH and compensate for any phosphorus deficiencies that may be observed at the end of the methanation.
Il s'agit en effet d'une part de créer un compost de bonne qualité agronomique et d'autre part de gérer l'effluent liquide sortant de la méthanisation après solide liquide de telle sorte que cet effluent liquide ait un ratio entre : demande biologique en oxygène, teneur en azote, teneur en phosphore compatible avec les ratio exigés c'est à dire DBO/N/P de 100/5/1. On the one hand, it is a question of creating a compost of good agronomic quality and, on the other hand, of managing the liquid effluent leaving the methanisation after solid liquid so that this liquid effluent has a ratio between: biological demand in oxygen, nitrogen content, phosphorus content compatible with the required ratio, ie BOD / N / P of 100/5/1.
Inversement, un pH initial trop bas sera corrigé à l'aide de l'ajout d'un agent alcalin, en particulier soude ou chaux. Conversely, an initial pH that is too low will be corrected by adding an alkaline agent, in particular soda or lime.
Lors de la phase d'acidogénèse-acétogénèse, une diminution du pH au-dessous de 6,5 peut entraîner une forte concentration en acides gras volatils et a pour conséquence une inhibition de la méthanogénèse. During the acidogenesis-acetogenesis phase, a decrease in pH below 6.5 can result in a high concentration of volatile fatty acids and results in an inhibition of methanogenesis.
Lors de cette même phase d'acidogénèse--acétogénèse un pH supérieur à 8 favorise la formation d'hydrogène, d'ammoniac et d'hydrogène sulfuré au détriment de la production de méthane. Dès lors le pH de la phase d'acidogénèse-acétogénèse anaérobie s'effectue à un pH compris dans l'intervalle 6,5 à 8. During this same phase of acidogenesis - acetogenesis a pH greater than 8 promotes the formation of hydrogen, ammonia and hydrogen sulphide at the expense of methane production. Thus, the pH of the anaerobic acidogenesis-acetogenesis phase is carried out at a pH in the range 6.5 to 8.
L'équilibre du pH est assuré par un agent de correction; le bicarbonate qui peut facilement être dissous dans le milieu aqueux est privilégié. La concentration en bicarbonate doit être de l'ordre de 1500 mg/1 afin de maintenir le pH du milieu aqueux dans l'intervalle précité, et ce pour assurer la fermentation anaérobie dans une optique de rendement maximum en bio-gaz énergétique. PH balance is provided by a correctional officer; bicarbonate which can easily be dissolved in the aqueous medium is preferred. The bicarbonate concentration must be of the order of 1500 mg / l in order to maintain the pH of the aqueous medium in the abovementioned range, and this to ensure the anaerobic fermentation with a view to maximum yield of energy bio-gas.
Lors de la phase de méthanogénèse, pour la plupart des matières organiques à traiter, le pH optimal de la 25 méthanogénèse est compris entre 7 et 7,5. During the methanogenesis phase, for most of the organic materials to be treated, the optimum pH of the methanogenesis is between 7 and 7.5.
Compte tenu du pouvoir tampon du milieu, il est rarement nécessaire de corriger le pH au cours de la méthanogénèse. En cas de nécessité, celui-ci pourra être réduit par 30 exemple à l'aide de lait de chaux. La soude sera évitée en raison du risque d'excès en cations Na+ dans le compost formulé à partir des boues finales. Given the buffering capacity of the medium, it is rarely necessary to correct the pH during methanogenesis. If necessary, it can be reduced, for example, with lime milk. Soda ash will be avoided due to the risk of excess Na + cations in the compost formulated from the final sludge.
Paramètres de temps de séjour Le temps de séjour des matières organiques à traiter, dans les installations permettant de mettre en oeuvre le procédé continu de biotraitement selon l'invention, est défini à partir de la composition des dites matières organiques à traiter, des conditions paramétriques de fonctionnement, des caractéristiques des effluents issus de la digestion. Ce paramètre est déterminant pour dimensionner chaque étape du traitement. D'une manière préférentielle, une charge volumique de matière organique à traiter la plus élevée possible sera envisagée, afin d'optimiser la taille des équipements et de réduire ainsi le coût des équipements de digestion. Resistance time parameters The residence time of the organic materials to be treated, in the installations making it possible to implement the continuous biotreatment process according to the invention, is defined from the composition of said organic materials to be treated, parametric conditions. of functioning, characteristics of the effluents resulting from the digestion. This parameter is decisive for sizing each step of the process. Preferably, a volume load of organic material to be treated as high as possible will be considered, in order to optimize the size of the equipment and thus reduce the cost of digestion equipment.
Lors de la phase d'hydrolyse aérobie, un temps de séjour compris entre 36 et 72 heures est exigé, et ce, selon la nature des matières organiques à traiter, la taille effective des matières en suspension et le rapport C/N. During the aerobic hydrolysis phase, a residence time between 36 and 72 hours is required, depending on the nature of the organic materials to be treated, the effective size of the suspended solids and the C / N ratio.
Lors de la phase d' acidogénèse et d' acétogénèse, le temps de séjour est défini à partir de la cinétique des populations bactériennes adaptées à la dégradation des matières organiques à traiter. La bio-fixation à l'intérieur du réacteur permet le maintien de la concentration de la masse active des souches en fonction de la charge organique à traiter. Selon les matières constituant les entrants, le temps de séjour de la phase acidogénèse - acétogénèse est compris entre 12 et 15 jours. During the acidogenesis and acetogenesis phase, the residence time is defined from the kinetics of the bacterial populations adapted to the degradation of the organic matter to be treated. The bio-fixation inside the reactor makes it possible to maintain the concentration of the active mass of the strains according to the organic load to be treated. Depending on the materials constituting the entrants, the residence time of the acidogenesis - acetogenesis phase is between 12 and 15 days.
Lors de la phase de méthanogénèse, le taux de croissance des souches responsables de la méthanogénèse est faible et la plupart des espèces sont sensibles aux fluctuations paramétriques. La bio-fixation permet de maintenir dans le bio-réacteur une masse constante de bactéries. En cas de présence de composés inhibiteurs des souches, la masse active retenue réduit l'incidence des effets toxiques. Le temps de séjour de la méthanogénèse est généralement compris entre 20 et 50 jours. Selon les matières organiques et selon la majorité des cas à traiter il est compris entre 36 et 42 jours. Ce temps de séjour est réduit lorsqu'il y a recyclage des boues et peut, pour certaines matières organiques à traiter être compris entre 25 et 30 jours. During the methanogenesis phase, the growth rate of the strains responsible for methanogenesis is low and most species are sensitive to parametric fluctuations. Bio-fixation makes it possible to maintain a constant mass of bacteria in the bio-reactor. If strains inhibiting compounds are present, the retained active mass reduces the incidence of toxic effects. The residence time of the methanogenesis is generally between 20 and 50 days. According to the organic matter and according to the majority of the cases to treat it is between 36 and 42 days. This residence time is reduced when there is sludge recycling and can, for some organic materials to be treated be between 25 and 30 days.
Paramètres de potentiel redox Le milieu doit être réducteur et maintenu réducteur tout au long des phases acidogénèse - acétogénèse et méthanogénèse, ce qui implique une absence d'oxygène. Afin d'éviter l'introduction d'éléments oxydants dans les réacteurs, il convient d'en assumer la parfaite étanchéité. Les populations bactériennes anaérobies agissent préférentiellement à bas potentiel redox compris entre - 300 à -330 mV. En conséquence, le contrôle du potentiel redox est effectué régulièrement, de préférence chaque jour, sur la partie médiane des réacteurs anaérobies. Parameters of redox potential The medium must be reducing and maintained reductive throughout the acidogenesis - acetogenesis and methanogenesis phases, which implies the absence of oxygen. In order to avoid the introduction of oxidizing elements into the reactors, it is necessary to assume the perfect seal. The anaerobic bacterial populations preferentially act at low redox potential of between -300 to -330 mV. Consequently, the control of the redox potential is carried out regularly, preferably every day, on the median part of the anaerobic reactors.
Paramètres constitués par les nutriments minéraux et les inhibiteurs La constitution du milieu formé par la matière organique à traiter en présence d'eau diffère pour chaque phase du procédé, hydrolyse, acétogénèse et acidogénèse, méthanogénèse. Parameters constituted by mineral nutrients and inhibitors The constitution of the medium formed by the organic matter to be treated in the presence of water differs for each phase of the process, hydrolysis, acetogenesis and acidogenesis, methanogenesis.
Le ratio C/N constitue le repère permettant de quantifier la répartition des mélanges des matières organiques à traiter. The C / N ratio is the benchmark for quantifying the distribution of mixtures of organic materials to be treated.
Pour la fraction hydrolysée, il est aisé de soustraire la partie aqueuse et de procéder à l'analyse Carbone, Azote, Phosphore en vue de déterminer des rapports C/N, C/P, et DBO/N/P. For the hydrolysed fraction, it is easy to subtract the aqueous portion and proceed to Carbon, Nitrogen, Phosphorus analysis to determine ratios C / N, C / P, and BOD / N / P.
D'une manière préférentielle, le rapport DBO/N/P de l'effluent liquide sortant de la méthanogénèse après séparation solide liquide recherché doit tendre vers le ratio bien connu 100/5/1. Preferably, the BOD / N / P ratio of the liquid effluent leaving the methanogenesis after the desired solid liquid separation must tend towards the well-known ratio 100/5/1.
La partie anaérobie stricte du traitement requiert un C/N optimal de 32 à 35 et un rapport C/P de 150. L'azote est généralement apporté par les matières organiques issues des industries agroalimentaires, alors que le carbone provient essentiellement des produits agricoles tels que par exemple blé, maïs. Dans la majorité des apports, l'azote est en quantité suffisante d'autant que la phase de méthanogénèse ne produit pas de biomasse et ne consomme que très peu d'azote. The strict anaerobic portion of the treatment requires an optimal C / N of 32 to 35 and a C / P ratio of 150. Nitrogen is generally provided by organic materials from agro-food industries, while carbon comes mainly from agricultural products such as that for example wheat, corn. In the majority of inputs, nitrogen is in sufficient quantity that the methanogenesis phase does not produce biomass and consumes very little nitrogen.
La teneur en azote nitrique (NO3) doit être contrôlée au niveau de la méthanogénèse car son pouvoir oxydant a pour effet de relever le potentiel redox. La concentration en sulfates doit être contrôlée au niveau des phases d'acidogénèse-acétogénèse et de méthanogénèse. The nitric nitrogen content (NO3) must be controlled at the level of methanogenesis because its oxidizing power has the effect of raising the redox potential. The concentration of sulphates must be controlled at the acidogenesis-acetogenesis and methanogenesis phases.
La teneur en sulfate ne doit pas excéder 100 à 200 mg/1 dans ces deux phases d'acidogénèse-acétogénèse et de méthanogénèse. Les sulfates sont des inhibiteurs de la méthanogénèse. Ils conduisent à la production d'hydrogène et d'hydrogène sulfuré dont les effets corrosifs sont dommageables pour les équipements. The sulphate content should not exceed 100 to 200 mg / l in these two phases of acidogenesis-acetogenesis and methanogenesis. Sulphates are inhibitors of methanogenesis. They lead to the production of hydrogen and hydrogen sulphide, the corrosive effects of which are damaging to equipment.
Il est néanmoins admis qu'une faible quantité d'hydrogène sulfuré et d'hydrogène peut avoir un effet favorable dans la mesure où le potentiel redox s'abaisse. Cela induit également la précipitation des cations toxiques tels que Cu, Zn, Ni, Hg, Fe, Pb, sous forme de sulfures. Tous les métaux lourds ont des effets bactériostatiques ou bactéricides, même à de faibles concentrations. It is nevertheless admitted that a small amount of hydrogen sulphide and hydrogen can have a favorable effect insofar as the redox potential is lowered. This also induces the precipitation of toxic cations such as Cu, Zn, Ni, Hg, Fe, Pb, in the form of sulphides. All heavy metals have bacteriostatic or bactericidal effects, even at low concentrations.
Paramètres d'agitation L'agitation du milieu permet de maintenir l'homogénéité des matières organiques à traiter et de l'inoculum associé aux nutriments et autres ajouts, en vue de constituer une biomasse active. De plus l'agitation favorise les échanges thermiques et participe au dégazage des boues. Plusieurs modes d'agitation peuvent être mis en oeuvre dans le cadre du procédé continu de biotraitement selon l'invention : agitation mécanique à partir de turbines placées sur les abords ; agitation à partir de la re-circulation des gaz ou des effluents. Les gaz peuvent être recirculés et dispersés par surpresseur à la base du réacteur. Les effluents, après simple décantation, peuvent être recyclés à la base des digesteurs. Agitation parameters The agitation of the medium makes it possible to maintain the homogeneity of the organic matter to be treated and the inoculum associated with nutrients and other additions, in order to constitute an active biomass. In addition, agitation promotes heat exchange and participates in the degassing of sludge. Several modes of agitation can be implemented within the framework of the continuous process of biotreatment according to the invention: mechanical agitation from turbines placed on the surroundings; agitation from the recirculation of gases or effluents. The gases can be recirculated and dispersed by booster at the base of the reactor. The effluents, after simple decantation, can be recycled at the base of the digesters.
Toutefois le procédé selon l'invention propose, en plus de ces technologies, un mode de dégazage et recyclage par re- circulation interne utilisant la même source d'énergie pour le recyclage hydraulique et le transfert des gaz. Une telle technique assure également l'homogénéité thermique du réacteur de biotraitement appelé communément digesteur. However, the method according to the invention proposes, in addition to these technologies, a mode of degassing and recycling by internal recirculation using the same energy source for the hydraulic recycling and the transfer of gases. Such a technique also ensures the thermal homogeneity of the biotreatment reactor commonly called digester.
Le taux de recyclage des gaz est de 10-12 v.v.h lorsque exprimé en volume de gaz par m3 de matière organique à traiter dans le réacteur de biotraitement et par heure. Cette re-circulation favorise l'échange entre la matière organique et les bactéries en augmentant le taux de contact au niveau de la bio-fixation périphérique du réacteur de biotraitement. A cet effet la hauteur du diffuseur de gaz se situe au tiers de la hauteur d'eau du réacteur de biotraitement. The recycle rate of the gases is 10-12 v.v.h when expressed in volume of gas per m3 of organic material to be treated in the biotreatment reactor and per hour. This re-circulation promotes the exchange between the organic matter and the bacteria by increasing the contact rate at the level of the peripheral biolocation of the biotreatment reactor. For this purpose the height of the gas diffuser is one third of the water height of the biotreatment reactor.
La pression interne du réacteur de bio-traitement est maintenue à partir d'une colonne externe constituée d'un tuyau en col de cygne de hauteur égale à la hauteur de liquide pour le digesteur. The internal pressure of the biotreatment reactor is maintained from an external column consisting of a gooseneck pipe equal in height to the liquid height for the digester.
Le digesteur peut être équipé d'une soupape tarée entre 18 et 25 mm de pression. Cependant la solution la plus simple consiste à stocker directement les gaz en gazomètre souple au sortir du digesteur. The digester can be equipped with a valve calibrated between 18 and 25 mm of pressure. However, the simplest solution is to directly store the gases in flexible gasometer at the end of the digester.
Enfin, les effluents liquides et solides sont séparés et stockés en vue de subir des traitements de valorisation et/ou de mise en conformité avec les exigences environnementales. Finally, the liquid and solid effluents are separated and stored in order to undergo recovery treatments and / or compliance with environmental requirements.
Ainsi, le procédé de biotraitement en continu selon l'invention apparaît être particulièrement intéressant et utile pour la bio-transformation de matières organiques d'origine végétales et/ou animales en bio-gaz énergétique, et en compost de qualité agronomique. Thus, the continuous bioprocessing process according to the invention appears to be particularly interesting and useful for the bio-transformation of organic matter of plant and / or animal origin into energy biogas, and compost of agronomic quality.
La figure 1 représente l'ensemble d'une installation de biotraitement de matières organiques mettant en œuvre le procédé de l'invention permettant d'obtenir un bio-gaz riche en méthane et un compost de bonne qualité agronomique et donc facilement valorisable. FIG. 1 represents the assembly of a plant for the biotreatment of organic materials implementing the method of the invention making it possible to obtain a bio-gas rich in methane and a compost of good agronomic quality and thus easily recoverable.
Le flux initial "A", c'est à dire la matière organique à traiter en vue de sa transformation en bio-gaz et en compost, est constitué par des résidus organiques broyés d'origine majoritairement végétale et pour partie animale. Ces résidus organiques broyés sont mélangés et homogénéisés au niveau d'une trémie d'entrée (1). The initial flow "A", ie the organic matter to be treated for its transformation into biogas and compost, consists of crushed organic residues of predominantly vegetable and animal origin. These crushed organic residues are mixed and homogenized at an inlet hopper (1).
L'introduction des souches bactériennes aérobies, "B", se fait au moyen d'un dispositif d'injection situé dans la zone d'alimentation de type par exemple vis doseuse (2) de la cuve d'hydrolyse (3) opérant en régime aérobie. The introduction of aerobic bacterial strains, "B", is done by means of an injection device located in the feed zone of the type, for example metering screw (2) of the hydrolysis tank (3) operating in aerobic diet.
Le flux à traiter "A", chargé en souches bactériennes "B" est soumis successivement aux trois phases de traitements précitées, dans respectivement la cuve d'hydrolyse (3), le réacteur de bio-traitement anaérobie (4) dans lequel s'opère la phase d'acidogénèse et d'acétogénèse, et le digesteur anaérobie (5) dans lequel s'opère la phase de méthanogénèse. The flow to be treated "A", loaded with bacterial strains "B", is successively subjected to the three treatment phases mentioned above, respectively in the hydrolysis tank (3), the anaerobic biotreatment reactor (4) in which operates the acidogenesis and acetogenesis phase, and the anaerobic digester (5) in which the methanogenesis phase takes place.
La matière organique formulée, constituant le flux initial à traiter "A", chargé en souches bactériennes "B", est mise en suspension aqueuse et est aérée au moyen d'un flux d'air provenant du compresseur (7). Le débit de circulation d'air est d'au moins 10 v/v/h et varie préférentiellement entre 20 et 30 v/v/h. Un évent (8) permet l'évacuation de l'air d'aération et de brassage. The formulated organic material, constituting the initial flow to be treated "A", loaded with bacterial strains "B", is suspended in water and is aerated by means of a stream of air coming from the compressor (7). The flow rate of air circulation is at least 10 v / v / h and preferably varies between 20 and 30 v / v / h. A vent (8) allows the evacuation of aeration air and brewing.
Le réacteur de biotraitement anaérobie (4) dans lequel opère la phase d'acidogénèse et d'acétogénèse, est muni d'un système d'agitation (9) et de matériaux de garnissage (10) permettant la bio-fixation par rétention des souches de population bactérienne anaérobies. Les produits résultant de l'acidogénèse et de l'acétogénèse, sont conduits par une canalisation (11) dans le réacteur de méthanogénèse, c'est à dire le digesteur (5). Les effluents gazeux résultant de la réaction d'acidogénèse et d'acétogénèse sont conduits par la canalisation (12) dans le réservoir de stockage (6) du bio-gaz énergétique produit. The anaerobic biotreatment reactor (4), in which the acidogenesis and acetogenesis phase operates, is provided with a stirring system (9) and packing materials (10) for the bio-fixation by retention of the strains. anaerobic bacterial population. The products resulting from acidogenesis and acetogenesis, are conducted via a pipe (11) in the methanogenesis reactor, that is to say the digester (5). The gaseous effluents resulting from the reaction of acidogenesis and acetogenesis are conducted via line (12) in the storage tank (6) of the energy biogas produced.
Le digesteur (5) est pourvu d'une circulation gazeuse (13) opérant par l'intermédiaire d'un recyclage partiel du biogaz produit lors de la méthanogénèse et qui permet l'agitation régulière des produits organiques résultant de l'acidogénèse et de l'acétogénèse. Le digesteur (5) est également muni de matériaux de garnissage (14) permettant la bio-fixation par rétention des souches de population bactérienne anaérobies. L'évacuation du flux de méthane s'opère par l'intermédiaire d'une canalisation (15) débouchant dans (12) et conduisant dans le réservoir de stockage (6) par la canalisation (16). The digester (5) is provided with a gas circulation (13) operating via a partial recycling of the biogas produced during the methanogenesis and which allows the regular stirring of the organic products resulting from the acidogenesis and the 'acetogenesis. The digester (5) is also provided with packing materials (14) for retention bio-fixation of anaerobic bacterial population strains. The evacuation of the methane flow takes place via a pipe (15) opening into (12) and leading into the storage tank (6) through the pipe (16).
Un séparateur solide / liquide / gaz (18) est alimenté par la canalisation (17) en effluents en provenance du digesteur (5). Au sein de ce séparateur, se produit une séparation en trois phases, une phase gazeuse s'évacuant par la canalisation (19) vers le réservoir (6), une phase solide décantée sortant par la canalisation (20), dont une partie est recyclée par la canalisation (21) dans la canalisation (11), en vue d'être réintégrée dans le digesteur (5) et dont l'autre partie est évacuée par la canalisation {22) en vue de son traitement conforme à un usage agricole valorisé. A solid / liquid / gas separator (18) is fed via the pipe (17) with effluents from the digester (5). Within this separator, a separation occurs in three phases, a gas phase evacuated through the pipe (19) to the reservoir (6), a decanted solid phase exiting through the pipe (20), a portion of which is recycled by the pipe (21) in the pipe (11), for reintegration into the digester (5) and the other part is discharged through the pipe (22) for treatment in accordance with a valued agricultural use .
Quant à la phase liquide, celle ci est évacuée par la canalisation (23) en direction d'une unité de traitement biologique, une partie au moins pouvant être prélevée et conduite par la canalisation (24) dans le réacteur d'hydrolyse aérobie (3). As for the liquid phase, it is evacuated via the pipe (23) to a biological treatment unit, at least a portion of which can be withdrawn and conducted via line (24) into the aerobic hydrolysis reactor (3). ).
Claims (24)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0708442A FR2924441A1 (en) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | Continuous bio-treatment of organic material of plant and/or animal origin to transform materials into biogas energy and compost, comprises e.g. aerobic hydrolysis of organic materials and acidogenesis and anaerobic acetogenesis of material |
PCT/FR2008/001682 WO2009103866A2 (en) | 2007-12-04 | 2008-12-03 | Method for bio-processing organic materials for producing biogas and compost |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0708442A FR2924441A1 (en) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | Continuous bio-treatment of organic material of plant and/or animal origin to transform materials into biogas energy and compost, comprises e.g. aerobic hydrolysis of organic materials and acidogenesis and anaerobic acetogenesis of material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2924441A1 true FR2924441A1 (en) | 2009-06-05 |
Family
ID=39684559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR0708442A Withdrawn FR2924441A1 (en) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | Continuous bio-treatment of organic material of plant and/or animal origin to transform materials into biogas energy and compost, comprises e.g. aerobic hydrolysis of organic materials and acidogenesis and anaerobic acetogenesis of material |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2924441A1 (en) |
WO (1) | WO2009103866A2 (en) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011010275A1 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Ondeo Industrial Solutions | Method for methanizing liquids or solids from industrial or urban effluents |
ITVI20090242A1 (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-06 | Giuseppe Loppoli | METHOD OF PRODUCTION OF BIOGAS AND USING SYSTEM THIS METHOD |
EP2336292A1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | HF Biotec Berlin GmbH | Method and device for fermenting low viscosity material |
ITVI20100183A1 (en) * | 2010-06-29 | 2011-12-30 | Giuseppe Loppoli | IMPROVED PLANT FOR BIOGAS PRODUCTION |
WO2012011802A3 (en) * | 2010-07-19 | 2012-03-08 | Green Energy Technologies Cv | Device and method for the anaerobic digestion of organic material to biogas by means of micro-organisms |
WO2012103922A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | Red Patent B.V. | Installation and method for biomass conversion into methane |
WO2013045368A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | Rheinkalk Gmbh | Process for production of biogas |
WO2013056084A2 (en) | 2011-10-13 | 2013-04-18 | Tenfold Technologies, LLC | Balanced system and method for production of microbial output |
WO2013112182A1 (en) * | 2012-01-28 | 2013-08-01 | Epcot Crenshaw Corporation | Systems and methods for anaerobic digestion of biomaterials |
US20130252314A1 (en) * | 2010-12-09 | 2013-09-26 | Weifang Jinsida Industrial Co. Ltd. | Resource utilizing method of refuses in urban and rural |
FR2992639A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | Degremont | Removing phosphorus from wastewater, by subjecting wastewater to anaerobic treatment so that phosphorus is released by bacteria, and then to an anoxic treatment and an aerobic treatment so that the phosphorus is reabsorbed by bacteria |
EP2703364A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-05 | Arcbiogaz | Knockdown facility for the production of biogas |
US8758615B2 (en) | 2012-01-28 | 2014-06-24 | Epcot Crenshaw Corporation | Systems and methods for anaerobic digestion of biomaterials |
EP2790485A4 (en) * | 2011-12-12 | 2015-08-19 | Garry Robert Nunn | Process, apparatus and system for treatment of animal effluent |
WO2022013808A1 (en) * | 2020-07-16 | 2022-01-20 | Jua | Method and device for treating organic waste, including the anaerobic digestion thereof and the composting of the digestates |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011080766A2 (en) * | 2010-01-04 | 2011-07-07 | Kirloskar Integrated Technologies Limited | Combined dry and wet dual phase anaerobic process for biogas production |
US8329455B2 (en) | 2011-07-08 | 2012-12-11 | Aikan North America, Inc. | Systems and methods for digestion of solid waste |
DK2802639T3 (en) | 2012-01-12 | 2017-07-31 | Blaygow Ltd | ANAEROBIC PROCESS |
CN105026321B (en) | 2012-11-16 | 2018-11-16 | 布雷高有限公司 | Cereal processing |
CN110511072B (en) * | 2018-05-22 | 2022-06-21 | 湖南军信环保股份有限公司 | Method for preparing nutrient soil by using organic waste |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2258254A1 (en) * | 1998-12-23 | 2000-06-23 | Andre Balu | Plant for industrial treatment of domestic waste and organic sludge through the recycling of utilizable products and the accelerated production of biogas and an organic amendment (digestate) generated by the mesophilic anaerobic fermentation of organic matter |
DE19928663A1 (en) * | 1999-06-23 | 2000-12-28 | Beg Bioenergie Gmbh | Treatment of biowaste with little or no structure, i.e. food waste, comprises reduction to small particles, conversion to slurry, acid hydrolysis, continuous methanization and settling |
US7211429B1 (en) * | 1999-07-20 | 2007-05-01 | Organic Resource Technologies Limited | Organic waste material treatment process |
WO2007052306A2 (en) * | 2005-09-05 | 2007-05-10 | Gangotree Resource Developers Pvt. Ltd. | A three-step biomethanation process |
-
2007
- 2007-12-04 FR FR0708442A patent/FR2924441A1/en not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-12-03 WO PCT/FR2008/001682 patent/WO2009103866A2/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2258254A1 (en) * | 1998-12-23 | 2000-06-23 | Andre Balu | Plant for industrial treatment of domestic waste and organic sludge through the recycling of utilizable products and the accelerated production of biogas and an organic amendment (digestate) generated by the mesophilic anaerobic fermentation of organic matter |
DE19928663A1 (en) * | 1999-06-23 | 2000-12-28 | Beg Bioenergie Gmbh | Treatment of biowaste with little or no structure, i.e. food waste, comprises reduction to small particles, conversion to slurry, acid hydrolysis, continuous methanization and settling |
US7211429B1 (en) * | 1999-07-20 | 2007-05-01 | Organic Resource Technologies Limited | Organic waste material treatment process |
WO2007052306A2 (en) * | 2005-09-05 | 2007-05-10 | Gangotree Resource Developers Pvt. Ltd. | A three-step biomethanation process |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
HASHIMOTO A G ET AL: "Pilot-scale conversion of manure-straw mixtures to methane", RESOURCES AND CONSERVATION, vol. 8, no. 1, March 1982 (1982-03-01), pages 19 - 28, XP002493118, ISSN: 0166-3097 * |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011010275A1 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Ondeo Industrial Solutions | Method for methanizing liquids or solids from industrial or urban effluents |
FR2948355A1 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-28 | Ondeo Ind Solutions | PROCESS FOR METHANIZATION FROM INDUSTRIAL OR URBAN EFFLUENTS, LIQUIDS OR SOLIDS |
ITVI20090242A1 (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-06 | Giuseppe Loppoli | METHOD OF PRODUCTION OF BIOGAS AND USING SYSTEM THIS METHOD |
EP2336292A1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | HF Biotec Berlin GmbH | Method and device for fermenting low viscosity material |
ITVI20100183A1 (en) * | 2010-06-29 | 2011-12-30 | Giuseppe Loppoli | IMPROVED PLANT FOR BIOGAS PRODUCTION |
WO2012011802A3 (en) * | 2010-07-19 | 2012-03-08 | Green Energy Technologies Cv | Device and method for the anaerobic digestion of organic material to biogas by means of micro-organisms |
US20130252314A1 (en) * | 2010-12-09 | 2013-09-26 | Weifang Jinsida Industrial Co. Ltd. | Resource utilizing method of refuses in urban and rural |
US9776224B2 (en) * | 2010-12-09 | 2017-10-03 | Weifang Jinsida Industrial Co. Ltd. | Method of utilizing refuses in urban and rural |
WO2012103922A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | Red Patent B.V. | Installation and method for biomass conversion into methane |
WO2013045368A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | Rheinkalk Gmbh | Process for production of biogas |
US10494650B2 (en) | 2011-09-28 | 2019-12-03 | Rheinkalk Gmbh | Process for production of biogas |
WO2013056084A2 (en) | 2011-10-13 | 2013-04-18 | Tenfold Technologies, LLC | Balanced system and method for production of microbial output |
EP2766489B1 (en) * | 2011-10-13 | 2024-01-03 | Tenfold Technologies, LLC | Method for production of microbial output |
EP2790485A4 (en) * | 2011-12-12 | 2015-08-19 | Garry Robert Nunn | Process, apparatus and system for treatment of animal effluent |
US9260351B2 (en) | 2011-12-12 | 2016-02-16 | Garry Robert Nunn | Process, apparatus and system for treatment of animal effluent |
US8758615B2 (en) | 2012-01-28 | 2014-06-24 | Epcot Crenshaw Corporation | Systems and methods for anaerobic digestion of biomaterials |
US9815721B2 (en) | 2012-01-28 | 2017-11-14 | Epcot Crenshaw Corporation | Systems and methods for anaerobic digestion of biomaterials |
WO2013112182A1 (en) * | 2012-01-28 | 2013-08-01 | Epcot Crenshaw Corporation | Systems and methods for anaerobic digestion of biomaterials |
FR2992639A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | Degremont | Removing phosphorus from wastewater, by subjecting wastewater to anaerobic treatment so that phosphorus is released by bacteria, and then to an anoxic treatment and an aerobic treatment so that the phosphorus is reabsorbed by bacteria |
FR2994966A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-07 | Arcbiogaz | DEMONTABLE INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF BIOGAS |
EP2703364A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-05 | Arcbiogaz | Knockdown facility for the production of biogas |
WO2022013808A1 (en) * | 2020-07-16 | 2022-01-20 | Jua | Method and device for treating organic waste, including the anaerobic digestion thereof and the composting of the digestates |
FR3112542A1 (en) * | 2020-07-16 | 2022-01-21 | Jua Group Ltd | Method and device for treating organic waste, integrating their anaerobic digestion and the composting of digestates |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009103866A2 (en) | 2009-08-27 |
WO2009103866A3 (en) | 2010-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FR2924441A1 (en) | Continuous bio-treatment of organic material of plant and/or animal origin to transform materials into biogas energy and compost, comprises e.g. aerobic hydrolysis of organic materials and acidogenesis and anaerobic acetogenesis of material | |
Mirmohamadsadeghi et al. | Biogas production from food wastes: A review on recent developments and future perspectives | |
Messineo et al. | Biomethane recovery from olive mill residues through anaerobic digestion: A review of the state of the art technology | |
Chatterjee et al. | Role of stage-separation in the ubiquitous development of anaerobic digestion of organic fraction of municipal solid waste: a critical review | |
Awasthi et al. | Recent trends and developments on integrated biochemical conversion process for valorization of dairy waste to value added bioproducts: a review | |
EP2521768B1 (en) | Apparatus and preculture tank for biomethanation of biomass | |
Ahmad et al. | Bioenergy from anaerobic degradation of lipids in palm oil mill effluent | |
US7556737B2 (en) | Anaerobic phased solids digester for biogas production from organic solid wastes | |
US20130260433A1 (en) | High rate anaerobic digester system and method | |
TW201006930A (en) | Methods and systems for production of biofuels and bioenergy products from sewage sludge, including recalcitrant sludge | |
US20110318778A1 (en) | Organic Substrate Treatment System | |
US20050009159A1 (en) | Hydrogen production from organic wastes, manures and energy crops using a two-phase bioreactor system | |
KR101793236B1 (en) | Recycling system of organic waste | |
Levine | Biomass burning | |
FR2948355A1 (en) | PROCESS FOR METHANIZATION FROM INDUSTRIAL OR URBAN EFFLUENTS, LIQUIDS OR SOLIDS | |
Elsharkawy et al. | Paperboard mill wastewater treatment via combined dark and LED-mediated fermentation in the absence of external chemical addition | |
Soo et al. | Recent advancements in the treatment of palm oil mill effluent (POME) using anaerobic biofilm reactors: challenges and future perspectives | |
FR2836910A1 (en) | METHOD OF DEGRADING ORGANIC MATTER THROUGH MYCELIA | |
da Silva et al. | Biogas-turning waste into clean energy | |
JP4864339B2 (en) | Organic waste processing apparatus and processing method | |
Marques et al. | Co-digestion of Rhodosporidium toruloides biorefinery wastes for biogas production | |
JPS60209300A (en) | Production of methane from solid plant material | |
CN114605030B (en) | Method for recycling carbon-sink oxygen-release type cultivation sewage | |
KR101756446B1 (en) | Reduction and Biogas Production System Using Anaerobic Digestion of Organic Waste and Livestock manure and Operation Method Using the Same | |
JP2005103375A (en) | Methane fermentation treatment method and apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20130830 |