FR2991678A1

FR2991678A1 - Treating digestate obtained from anaerobic digestion of organic matter to obtain e.g. liquid product used as fertilizer, by concentrating fertilizer element in nitrified liquid phase, recovering concentrate and obtaining liquid product

Info

Publication number: FR2991678A1
Application number: FR1255461A
Authority: FR
Inventors: Regis Janvier
Original assignee: ODIPURE
Current assignee: ODIPURE
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-12-13

Abstract

Treating a digestate obtained from a process of anaerobic digestion of organic matter, comprises separating digestate into a solid phase and a liquid phase, recovering and drying the solid phase, recovering the liquid phase, aerating the liquid phase to produce a nitrification reaction of ammonium nitrogen without denitrification reaction, removing suspended liquid phase material, concentrating fertilizer elements in nitrified liquid phase, recovering the concentrate and obtaining a liquid product, and adding liquid product to solid phase to be dried and obtaining a solid product. Treating a digestate obtained from a process of anaerobic digestion of organic matter, comprises separating digestate into a solid phase and a liquid phase, recovering and drying the solid phase, recovering the liquid phase, aerating the liquid phase to produce a nitrification reaction of ammonium nitrogen without denitrification reaction, removing suspended liquid phase material, concentrating fertilizer elements in nitrified liquid phase, recovering the concentrate and obtaining a liquid product, and adding all or part of the liquid product to solid phase to be dried during drying step and obtaining a solid product. Independent claims are included for: (1) the product (PL) present in the form of liquid having a pH of = 7 and comprising potassium and nitrogen in the form of nitrites or nitrates; (2) the product (PS) present in the form of solid having a solid content of greater than 50% and comprising potassium, nitrogen and phosphorus; (3) an installation for treating digestate comprising a unit for separating the solid phase and the liquid phase, a unit for recovering the solid phase, a unit for drying the solid phase, unit for recovering the liquid phase, a unit for aerating the liquid phase, a unit for removing the suspended liquid phase material, a unit for concentrating the fertilizer elements in the liquid phase, a unit for recovering the concentrated liquid phase, and a unit for adding the concentrated liquid phase to the solid phase to be dried during the drying step; and (4) use of liquid product in the treatment of digestate obtained from process of anaerobic digestion of organic matter as an agent for washing the solid phase. ACTIVITY : Fertilizer. MECHANISM OF ACTION : None given.

Description

La présente invention concerne une installation de traitement de digestat issu de procédé de méthanisation, un procédé de traitement et de valorisation de digestat issu de procédé de méthanisation ainsi que des produits fertilisants obtenus par une telle méthode.The present invention relates to a digestate treatment plant resulting from anaerobic digestion process, a process for the treatment and recovery of digestate from an anaerobic digestion process as well as fertilizer products obtained by such a method.

Le digestat est le sous-produit de la méthanisation, procédé biologique de dégradation de la matière organique en absence d'oxygène. Le digestat contient de la matière organique, de la matière minérale et de l'eau. Il est riche en éléments nutritifs agricoles, tels que l'azote, le phosphore et le potassium, et son utilisation en tant que produit épandable est avantageuse et permet de s'affranchir de produits fertilisants chimiques. Les procédés connus de traitement des digestats incluent pour certains une étape de séparation des phases liquide et solide. La phase solide est riche en matière organique, en phosphore et en azote organique et peut être utilisée en compostage ou en épandage. La phase liquide contient de l'azote presque entièrement sous la forme d'ammonium et est utilisée également dans des procédés d'épandage. Cependant, cette utilisation est dépendante de la réglementation sur le taux d'azote en vigueur dans la zone géographique concernée. Malheureusement, on observe dans ces deux phases des dégagements gazeux non négligeables d'ammoniac. En effet, l'ammonium du digestat liquide est susceptible d'être transformé en ammoniac. Certaines études ont ainsi prouvé que près de 70% de la quantité d'ammonium épandu sont perdus sous forme de dégagement d'ammoniac. De même, l'azote organique contenu dans le digestat solide peut être transformé en azote ammoniacal susceptible de se volatiliser dans l'atmosphère. En outre si le digestat liquide contient de l'azote sous une forme assimilable par les plantes ainsi que d'autres éléments fertilisants tels que le phosphore et le potassium, sa qualité et la concentration en ces éléments nutritifs sont influencées par la matière qui a subi le procédé de méthanisation. Pour remédier à ces inconvénients, des traitements des digestats en aval des procédés de méthanisation sont nécessaires.Digestate is the by-product of anaerobic digestion, a biological process of degradation of organic matter in the absence of oxygen. The digestate contains organic matter, mineral matter and water. It is rich in agricultural nutrients, such as nitrogen, phosphorus and potassium, and its use as a spreadable product is advantageous and allows to get rid of chemical fertilizers. The known methods for treating digestates include for some a liquid and solid phase separation step. The solid phase is rich in organic matter, phosphorus and organic nitrogen and can be used for composting or spreading. The liquid phase contains nitrogen almost entirely in the form of ammonium and is also used in spreading processes. However, this use is dependent on the regulation on the rate of nitrogen in force in the geographical area concerned. Unfortunately, in these two phases, non-negligible amounts of ammonia gas are observed. In fact, the ammonium of the liquid digestate is likely to be converted into ammonia. Some studies have shown that almost 70% of the amount of ammonium released is lost as ammonia release. Similarly, the organic nitrogen contained in the solid digestate can be converted into ammoniacal nitrogen that can volatilize in the atmosphere. In addition, if the liquid digestate contains nitrogen in an assimilable form by plants as well as other nutrients such as phosphorus and potassium, its quality and concentration in these nutrients are influenced by the material that has undergone the methanation process. To overcome these disadvantages, digestate treatments downstream of anaerobic digestion processes are necessary.

La phase liquide obtenue après l'étape de séparation de phase peut être traitée à l'aide de procédés impliquant des étapes de nitrification/dénitrification lesquelles consistent dans un premier temps à nitrifier les composés azotés de manière à transformer les ions ammonium en nitrates au moyen de bactéries autotrophes dans un réacteur aérobie, puis, dans un second temps, à dénitrifier les nitrates afin de produire de l'azote gazeux. Ces procédés présentent les inconvénients du coût et de la complexité. En ce qui concerne le traitement de la phase solide, celui-ci est généralement transféré dans une installation de séchage. Lors de cette étape de séchage, l'émanation gazeux d'ammoniac est captée par un système de traitement de l'air et séquestrée par lavage au moyen d'une solution d'acide sulfurique. Il est donc nécessaire de prévoir l'approvisionnement et le stockage d'acide sulfurique. De même, une fois le lavage terminé, il est nécessaire de récupérer et de stocker l'eau chargée en acide sulfurique résultant du lavage.The liquid phase obtained after the phase separation step can be treated using processes involving nitrification / denitrification steps which consist firstly in nitrifying the nitrogen compounds so as to convert the ammonium ions into nitrates by means of of autotrophic bacteria in an aerobic reactor, then, in a second step, to denitrify the nitrates in order to produce nitrogen gas. These methods have the disadvantages of cost and complexity. As regards the treatment of the solid phase, it is generally transferred to a drying installation. During this drying step, the gaseous ammonia gas is captured by an air treatment system and sequestered by washing with a sulfuric acid solution. It is therefore necessary to provide for the supply and storage of sulfuric acid. Similarly, once the washing is completed, it is necessary to recover and store the water loaded with sulfuric acid resulting from washing.

Le but de la présente invention est de proposer un procédé de traitement d'un digestat résultant d'un procédé de méthanisation qui ne présente pas les inconvénients précités et qui permettent d'obtenir des sous-produits liquides et/ou solides directement valorisables en tant qu'engrais ou fertilisants. En particulier, l'invention a pour but de proposer un procédé optimisé pour l'obtention de sous-produits liquides et/ou solides valorisables tout en évitant les émanations d'ammoniac, sans recourir à l'ajout de produits chimiques tels que de l'acide sulfurique. A cet effet, l'invention concerne un procédé de traitement d'un digestat résultant d'un procédé de méthanisation de matières organiques, qui se caractérise en ce qu'il comprend des étapes de : - séparation du digestat en une phase solide et une phase liquide, - récupération et séchage de la phase solide, - récupération de la phase liquide, - aération de la phase liquide telle qu'elle permette une réaction de nitrification de l'azote ammoniacal, sans réaction de dénitrification totale ou sans aucune réaction de dénitrification, - élimination de la matière en suspension et concentration des éléments fertilisants dans la phase liquide issue de l'étape d'aération, - récupération du concentrât et obtention d'un produit liquide concentré, - ajout de tout ou partie dudit produit liquide concentré à la phase solide à sécher ou en cours de séchage et obtention d'un produit solide. La phase liquide obtenue après séparation de phases contient de l'azote essentiellement sous la forme d'ammonium. Au cours de l'étape d'aération, qui a lieu en maintenant une concentration significative en oxygène dans le bassin d'aération, l'ammonium est oxydé et l'azote se retrouve sous la forme de nitrates ou de nitrites.The aim of the present invention is to propose a process for the treatment of a digestate resulting from an anaerobic digestion process which does not have the abovementioned disadvantages and which makes it possible to obtain liquid and / or solid by-products that can be directly recovered as fertilizers or fertilizers. In particular, the object of the invention is to propose an optimized process for obtaining liquid and / or solid by-products that can be recovered while avoiding the emanations of ammonia, without resorting to adding chemicals such as 'sulfuric acid. For this purpose, the invention relates to a method for treating a digestate resulting from a process for the methanation of organic materials, which is characterized in that it comprises steps of: separation of the digestate into a solid phase and liquid phase, - recovery and drying of the solid phase, - recovery of the liquid phase, - aeration of the liquid phase such as to allow a nitrification reaction of the ammoniacal nitrogen, without total denitrification reaction or without any reaction of denitrification, - removal of the suspended matter and concentration of the nutrients in the liquid phase resulting from the aeration step, - recovery of the concentrate and obtaining a concentrated liquid product, - addition of all or part of said concentrated liquid product to the solid phase to be dried or being dried and obtaining a solid product. The liquid phase obtained after phase separation contains nitrogen essentially in the form of ammonium. During the aeration step, which takes place by maintaining a significant concentration of oxygen in the aeration tank, the ammonium is oxidized and the nitrogen is found in the form of nitrates or nitrites.

En effet, l'oxydation aboutit à la nitrification, c'est-à-dire la nitritation de l'ammonium en nitrite puis la nitratation du nitrite en nitrate. A ce stade, les conditions demeurant en aérobie, aucune réaction de dénitrification, c'est à dire de transformation du nitrate en azote gazeux, n'est réalisée.Indeed, the oxidation leads to nitrification, that is to say the nitritation of ammonium in nitrite and the nitration of nitrite to nitrate. At this stage, conditions remaining aerobic, no denitrification reaction, ie conversion of nitrate to nitrogen gas, is performed.

Il est possible de résumer les réactions se produisant au cours de cette étape de la manière suivante : NH4+ + 3/2 02 -> NO2- + 2H+ +H20 (nitritation) NO2- + 1/2 02 -> NO3- (nitratation) Un faible taux de conversion du nitrate alors obtenu en azote gazeux par réaction de dénitrification peut être envisagé. Toutefois, cette réaction de dénitrification est minimisée par le maintien d'une concentration en oxygène supérieure à 2 mg/L. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la réaction d'aération est continue de manière à obtenir une réaction de nitrification de l'azote ammoniacal sans réaction de dénitrification. Le produit liquide obtenu à l'issue du procédé selon l'invention, encore nommé concentrât ou phase liquide concentrée dans ce qui suit, est une solution présentant un pH acide, riche en nitrates, en nitrites et en potassium, éléments dits fertilisants. L'acidité de cette solution résulte de l'étape de nitrification sans dénitrification ou sans dénitrification totale. Cette solution acide, une fois débarrassée des matières en suspension et une fois concentrée en éléments fertilisants, principalement en azote et en potassium, est utilisée comme traitement sur la phase solide à sécher afin de l'acidifier. En effet, l'acidité de la solution liquide permet la séquestration de l'ammoniac contenu dans le produit solide sec. Le produit solide, ainsi traité au cours du procédé selon l'invention, est enrichi en azote, en phosphore et en potassium. Au sens de l'invention, on entend par « méthanisation », la méthanisation agricole, c'est-à-dire la digestion anaérobie de déjections animales (bovines ou porcines) ; la co-méthanisation agricole, c'est à dire la digestion anaérobie d'un mélange de substrat (végétaux ou animaux) ; la méthanisation de déchets de l'industrie agroalimentaire, c'est à dire la digestion anaérobie de déchets principalement issus d'industries agroalimentaires. On entend par « éléments fertilisants », les éléments destinés à la nutrition des végétaux ou à améliorer les propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols.It is possible to summarize the reactions occurring during this step as follows: NH4 + + 3/2 02 -> NO2- + 2H + + H20 (nitritation) NO2- + 1/2 02 -> NO3- (nitration) A low conversion rate of nitrate then obtained to nitrogen gas by denitrification reaction can be considered. However, this denitrification reaction is minimized by maintaining an oxygen concentration of greater than 2 mg / L. In a preferred embodiment of the invention, the aeration reaction is continuous so as to obtain a nitrification reaction of the ammoniacal nitrogen without denitrification reaction. The liquid product obtained at the end of the process according to the invention, also named concentrated or concentrated liquid phase in the following, is a solution having an acidic pH, rich in nitrates, nitrites and potassium, so-called fertilizing elements. The acidity of this solution results from the nitrification step without denitrification or total denitrification. This acid solution, once cleared of suspended solids and once concentrated in nutrients, mainly nitrogen and potassium, is used as a treatment on the solid phase to be dried in order to acidify it. Indeed, the acidity of the liquid solution allows the sequestration of the ammonia contained in the dry solid product. The solid product, thus treated during the process according to the invention, is enriched with nitrogen, phosphorus and potassium. For the purposes of the invention, the term "anaerobic digestion" means agricultural methanation, that is to say the anaerobic digestion of animal waste (cattle or swine); agricultural co-methanisation, ie the anaerobic digestion of a mixture of substrates (plants or animals); the methanisation of waste from the food industry, ie the anaerobic digestion of waste mainly from agro-food industries. "Fertilizers" means elements intended for plant nutrition or to improve the physical, chemical and biological properties of soils.

Il s'agit essentiellement d'éléments fertilisants majeurs tels que l'azote, le potassium et le phosphore, mais aussi d'éléments fertilisants secondaires, dont une carence risque moins de limiter la croissance des végétaux, par exemple le soufre, le calcium, le magnésium, et d'oligo-éléments, par exemple le fer, le manganèse, le zinc, le cuivre, le bore, le molybdène. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape d'élimination de la matière en suspension et la concentration des éléments fertilisants dans la phase liquide, préalablement nitrifiée, comprend une étape de filtration membranaire, telle qu'une ultrafiltration, suivie d'une étape d'osmose inverse du filtrat.These are essentially major nutrients such as nitrogen, potassium and phosphorus, but also secondary nutrients, a deficiency is less likely to limit the growth of plants, for example sulfur, calcium, magnesium, and trace elements, for example iron, manganese, zinc, copper, boron, molybdenum. According to one embodiment of the invention, the step of removing the suspended matter and the concentration of the nutrients in the liquid phase, previously nitrified, comprises a membrane filtration step, such as ultrafiltration, followed by a reverse osmosis stage of the filtrate.

La matière en suspension présente dans la phase liquide résultante de l'étape d'aération est éliminée et concentrée par ultrafiltration. Le filtrat issu de l'ultrafiltration est récupéré et contient les éléments fertilisants, essentiellement les nitrates, les nitrites, le potassium. L'osmose inverse permet d'effectuer une séparation entre l'eau et les composants fertilisants dissous. Le liquide est séparé en un concentré de composants fertilisants et un effluent, le perméat, assimilable à de l'eau épurée. L'étape de concentration permet de concentrer deux à quatre fois le taux d'azote mesuré en amont du procédé selon l'invention et environ deux fois le taux de potassium. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ajout de la phase liquide concentrée à la phase solide à sécher, ou en cours de séchage, est réalisé par pulvérisation sur la phase solide ou par mélange avec celle-ci. La solution liquide est donc arrosée sur le produit solide. Cette étape d'arrosage est équivalente à l'étape de lavage à l'acide sulfurique du gaz émis dans un procédé classique de traitement de phase solide de digestat comme expliqué précédemment.The suspended material present in the resulting liquid phase of the aeration step is removed and concentrated by ultrafiltration. The filtrate resulting from ultrafiltration is recovered and contains the nutrients, mainly nitrates, nitrites, potassium. Reverse osmosis makes it possible to separate water from dissolved fertilizer components. The liquid is separated into a concentrate of fertilizer components and an effluent, the permeate, assimilated to purified water. The concentration step makes it possible to concentrate the nitrogen content measured upstream of the process according to the invention two to four times and approximately twice the level of potassium. According to one embodiment of the invention, the addition of the concentrated liquid phase to the solid phase to be dried, or during drying, is carried out by spraying on the solid phase or by mixing with it. The liquid solution is thus sprayed on the solid product. This watering step is equivalent to the step of washing with sulfuric acid the gas emitted in a conventional method of solid phase digestate treatment as explained above.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé comporte une étape de récupération de la matière en suspension concentrée et le renvoi de ce concentrat dans la phase liquide subissant l'étape d'aération. Il s'agit là de recycler la matière éliminée au cours de l'étape de filtration membranaire et qui se présente sous la forme d'une boue, en la ré-acheminant vers l'étape d'aération de phase liquide.According to one embodiment of the invention, the method comprises a step of recovering the concentrated suspended material and the return of this concentrate in the liquid phase undergoing the aeration step. This is to recycle the material removed during the membrane filtration step and is in the form of a sludge, by re-routing to the liquid phase aeration step.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé comporte une étape de récupération du perméat résultant de l'étape d'osmose inverse. Comme mentionné précédemment, le perméat obtenu suite à l'étape d'osmose inverse est assimilable à de l'eau épurée. Cette eau épurée est avantageusement récupérée et stockée en vue d'une utilisation ultérieure, par exemple en tant que ressource d'irrigation.According to one embodiment of the invention, the method comprises a permeate recovery step resulting from the reverse osmosis step. As mentioned above, the permeate obtained following the reverse osmosis stage is comparable to purified water. This purified water is advantageously recovered and stored for later use, for example as an irrigation resource.

La présente invention concerne également un produit obtenu par un procédé tel que décrit précédemment qui se présente sous une forme liquide, présente un pH inférieur ou égal à 7 et comprend majoritairement du potassium et de l'azote sous forme de nitrites ou de nitrates. Il s'agit du concentrat obtenu suite à l'étape d'élimination de la matière en suspension et de concentration des éléments fertilisants dans la phase liquide tel que décrit précédemment. La présente invention concerne également l'utilisation d'un tel produit liquide dans un procédé de traitement d'un digestat résultant d'un procédé de méthanisation de matières organiques, ledit produit liquide étant utilisé en tant qu'agent de lavage de la phase solide et d'inhibiteur de l'émanation d'ammoniac contenu dans la phase solide dudit digestat obtenu après séparation de phases. La présente invention concerne également l'utilisation d'un tel produit liquide en tant que produit fertilisant. En effet, dans certains modes de réalisation de l'invention, une partie seulement du produit liquide à l'issue du procédé est utilisée en tant qu'agent inhibiteur de l'émanation d'ammoniac contenu dans la phase solide, l'autre partie étant valorisable en tant qu'agent fertilisant. L'utilisation peut, par exemple, être mise en oeuvre dans un procédé d'épandage. La présente invention concerne également un produit solide obtenu par le procédé tel que décrit précédemment présentant un taux de matière sèche supérieur à 50%, préférentiellement compris entre 50 et 70% et comprenant majoritairement du potassium, de l'azote et du phosphore. A titre d'exemple, les teneurs observées en azote sont supérieures à 15%, les teneurs observées en phosphore sont supérieures à 25% et les teneurs observées en potassium sont supérieures à 15%. La présente invention concerne également l'utilisation d'un tel produit solide en tant qu'engrais organique. L'utilisation peut, par exemple, être mise en oeuvre dans un procédé d'épandage. Enfin, l'invention concerne une installation de traitement d'un digestat résultant d'un procédé de méthanisation de matières organiques, ladite installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend: - Un, ou plusieurs moyens, permettant la séparation de phases du digestat en une phase solide et une phase liquide, - Un, ou plusieurs moyens, permettant la récupération de la phase solide, - Un, ou plusieurs moyens, permettant le séchage de la phase solide, - Un, ou plusieurs moyens, permettant la récupération de la phase liquide, - Un, ou plusieurs moyens, permettant l'aération de la phase liquide, - Un, ou plusieurs moyens, permettant l'élimination de la matière en suspension dans la phase liquide, - Un, ou plusieurs moyens, permettant concentration des éléments fertilisants dans la phase liquide, - Un, ou plusieurs moyens, permettant la récupération de la phase liquide concentrée, - Un, ou plusieurs moyens, permettant l'ajout de la phase liquide concentrée à la phase solide à sécher ou en cours de séchage.The present invention also relates to a product obtained by a process as described above which is in liquid form, has a pH of less than or equal to 7 and comprises mainly potassium and nitrogen in the form of nitrites or nitrates. This is the concentrate obtained following the step of removal of the suspended material and concentration of the nutrients in the liquid phase as described above. The present invention also relates to the use of such a liquid product in a process for treating a digestate resulting from an organic material methanation process, said liquid product being used as a solid phase washing agent. and inhibitor of the ammonia emanation contained in the solid phase of said digestate obtained after phase separation. The present invention also relates to the use of such a liquid product as a fertilizer product. Indeed, in some embodiments of the invention, only a part of the liquid product at the end of the process is used as inhibiting agent of the ammonia emanation contained in the solid phase, the other part being valuable as a fertilizer. The use can, for example, be carried out in a spreading process. The present invention also relates to a solid product obtained by the process as described above having a solids content greater than 50%, preferably between 50 and 70% and comprising mainly potassium, nitrogen and phosphorus. By way of example, the nitrogen content observed is greater than 15%, the phosphorus levels observed are greater than 25% and the observed potassium levels are greater than 15%. The present invention also relates to the use of such a solid product as organic fertilizer. The use can, for example, be carried out in a spreading process. Finally, the invention relates to an installation for treating a digestate resulting from an organic material methanation process, said installation being characterized in that it comprises: - One or more means for phase separation of the digestate in a solid phase and a liquid phase, - One or more means for recovering the solid phase, - One or more means for drying the solid phase, - One or more means for recovering the solid phase. the liquid phase, - one or more means for the aeration of the liquid phase, - one or more means for the removal of suspended matter in the liquid phase, - one or more means for concentration fertilizing elements in the liquid phase, - One or more means for recovering the concentrated liquid phase, - One or more means for adding the concentrated liquid phase to the solid phase to dry or drying.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le ou les moyens permettant la séparation de phases sont composés d'une presse à vis, d'une centrifugeuse, d'un filtre-presse ou de tout autre moyen couramment utilisé pour obtenir une séparation des phases liquide et solide. Avantageusement, le ou les moyens permettant l'élimination de la matière en suspension sont composés d'au moins un dispositif d'ultrafiltration membranaire, tel qu'un bassin de bioréacteur à membranes, et le ou les moyens permettant la concentration des éléments fertilisants dans la phase liquide sont composés d'un module d'osmose inverse comprenant une ou plusieurs membranes. Selon un mode de réalisation de l'invention, le ou les moyens permettant l'ajout de la phase liquide concentrée à la phase solide à sécher ou en cours de séchage comprennent un dispositif de pulvérisation. L'invention est maintenant décrite de manière détaillée, mais non limitative, dans ce qui suit, en lien avec la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention.According to one embodiment of the invention, the means (s) for phase separation are composed of a screw press, a centrifuge, a filter press or any other means commonly used to obtain a separation. liquid and solid phases. Advantageously, the means (s) allowing the elimination of the suspended matter are composed of at least one membrane ultrafiltration device, such as a membrane bioreactor basin, and the means (s) allowing the concentration of the nutrients in the liquid phase are composed of a reverse osmosis module comprising one or more membranes. According to one embodiment of the invention, the means or means for adding the concentrated liquid phase to the solid phase to be dried or in the process of drying comprise a spraying device. The invention is now described in detail, but not limited to, in the following, in connection with the description of a preferred embodiment of the invention.

La Fig. 1 représente de manière schématique une installation de traitement (100) de digestat résultant d'un procédé de méthanisation de matières organiques selon un mode de réalisation de l'invention. Les lettres représentent les étapes d'un procédé de traitement de digestat selon l'invention. Sur la Fig. est représenté un bioréacteur 200 utilisé pour la mise en oeuvre d'un procédé de méthanisation Me de matières organiques. Le digestat en sortie du bioréacteur contient de la matière organique, de la matière minérale et de l'eau. Il est notamment riche en éléments fertilisants, tels que l'azote, le phosphore et le potassium. Le digestat est récupéré (étape a) puis acheminé jusque dans une centrifugeuse 101 laquelle permet une séparation mécanique des phases liquide et solide (étape b). Outre la séparation liquide/solide, cette étape assure une séparation au niveau des éléments contenus dans le digestat. La phase solide est riche en phosphore et azote organique, la phase liquide contient quant à elle l'azote ammoniacal. A l'issue de l'étape de séparation de phase (étape b), la phase liquide est collectée (étape c). Une fraction de cette phase liquide est stockée et l'autre fraction est transférée dans un bassin équipé d'un dispositif d'aération 102. L'aération du digestat liquide est continue et engendre des réactions de nitrification, c'est-à-dire, de transformation par oxydation de l'ammonium en nitrates ou en nitrites, sans dénitrification (étape d).Fig. 1 schematically shows a processing plant (100) of digestate resulting from a process of methanization of organic materials according to one embodiment of the invention. The letters represent the steps of a digestate processing method according to the invention. In FIG. is shown a bioreactor 200 used for the implementation of an organic methanization process Me Me. The digestate at the outlet of the bioreactor contains organic matter, mineral matter and water. It is particularly rich in nutrients, such as nitrogen, phosphorus and potassium. The digestate is recovered (step a) and then fed into a centrifuge 101 which allows a mechanical separation of the liquid and solid phases (step b). In addition to the liquid / solid separation, this step ensures separation at the level of the elements contained in the digestate. The solid phase is rich in phosphorus and organic nitrogen, the liquid phase contains ammonia nitrogen. At the end of the phase separation step (step b), the liquid phase is collected (step c). A fraction of this liquid phase is stored and the other fraction is transferred to a basin equipped with a ventilation device 102. The aeration of the liquid digestate is continuous and generates nitrification reactions, ie , of conversion by oxidation of ammonium to nitrates or nitrites, without denitrification (step d).

Dans une variante de l'invention, l'aération du digestat liquide est telle qu'elle engendre des réactions de nitrification, c'est-à-dire de transformation par oxydation de l'ammonium en nitrates ou en nitrites, tout en permettant des réactions de dénitrification sans toutefois convertir la totalité du nitrate en azote gazeux. Pour ce faire, la concentration en oxygène est maintenue au dessus de 2 mg/l.In a variant of the invention, the aeration of the liquid digestate is such that it gives rise to nitrification reactions, that is to say of conversion by oxidation of ammonium to nitrates or nitrites, while permitting denitrification reactions without however converting all the nitrate to nitrogen gas. To do this, the oxygen concentration is maintained above 2 mg / l.

Après cette étape de nitrification sans dénitrification totale ou sans dénitrification, l'effluent liquide est traité par une étape séparation/concentration qui a pour but de séparer les matières en suspension des éléments fertilisants et de concentrer ces derniers. La séparation et la concentration sont réalisées par filtration membranaire en deux étapes consécutives: la phase liquide est d'abord traitée par une ultrafiltration dans un bassin de bioréacteur à membranes 103 (étape e). Cette étape aboutit à l'élimination des matières en suspension qui ne traversent pas les membranes. Ces matières se retrouvent concentrées sous forme de boues et sont récupérées puis réacheminées dans le bassin d'aération 102 (étape f).After this nitrification step without total denitrification or without denitrification, the liquid effluent is treated by a separation / concentration step which aims to separate the suspended solids from the nutrients and to concentrate the latter. The separation and the concentration are carried out by membrane filtration in two consecutive steps: the liquid phase is first treated by ultrafiltration in a membrane bioreactor basin 103 (step e). This step results in the removal of suspended solids that do not cross the membranes. These materials are concentrated in the form of sludge and are recovered and then re-routed into the aeration tank 102 (step f).

Le filtrat obtenu est acheminé dans un module 104 où se produit une osmose inverse (étape g). Cette étape assure la séparation entre un liquide concentré, le concentrat, et un effluent épuré, le perméat. Les éléments fertilisants dissous tels que les nitrates, les nitrites et les phosphores se trouvent dans le concentrat. Le concentrat est récupéré et se présente sous la forme d'un produit liquide PL assimilable à une solution acide (étape h). Les mesures régulières de pH du produit liquide montrent un pH inférieur ou égal à 7. Il faut noter que la réaction de nitrification précédente sans dénitrification totale ou sans aucune dénitrification, a pour résultat d'augmenter le poids moléculaire des molécules d'azote et de favoriser leur capture par le matériel d'osmose inverse.The filtrate obtained is conveyed into a module 104 where reverse osmosis occurs (step g). This step ensures the separation between a concentrated liquid, the concentrate, and a purified effluent, the permeate. Dissolved nutrients such as nitrates, nitrites and phosphors are in the concentrate. The concentrate is recovered and is in the form of a PL liquid product assimilable to an acid solution (step h). The regular pH measurements of the liquid product show a pH of less than or equal to 7. It should be noted that the previous nitrification reaction without total denitrification or without any denitrification, results in increasing the molecular weight of the nitrogen molecules and promote their capture by reverse osmosis equipment.

Le perméat est quant à lui récupéré suite à l'étape d'osmose inverse et stocké dans un ouvrage de stockage 105 (étape i). Il est assimilable à une eau épurée et pourra être avantageusement utilisé en tant que ressource d'irrigation. En ce qui concerne la phase solide, celle-ci est également récupérée à l'issue de l'étape de séparation de phase (étape b) et est acheminée vers l'unité de séchage 106, constituée d'un sécheur à bandes (étape j). Pour ce faire, la phase solide est convoyée de manière homogène sur un premier tapis poreux. De l'air chaud soufflé à travers le tapis permet le séchage des matières solides. Une fois arrivée à la fin de la première bande, le produit tombe sur une autre bande. Ce changement de bande permet, en plus de la déshydratation des matières, d'assurer un mélange et une homogénéisation. L'air utilisé pour l'évaporation de l'eau résiduelle peut être chauffé grâce à la chaleur produite par l'unité de méthanisation 200. Il pourra également être réchauffé par l'air sortant, ce qui le refroidira et permettra une condensation de l'ammoniac.The permeate is recovered from the reverse osmosis step and stored in a storage structure 105 (step i). It is comparable to purified water and can be advantageously used as an irrigation resource. As regards the solid phase, this phase is also recovered at the end of the phase separation step (step b) and is conveyed to the drying unit 106, consisting of a belt dryer (step j). To do this, the solid phase is conveyed homogeneously on a first porous mat. Hot air blown through the carpet allows drying of solids. Once at the end of the first tape, the product falls on another tape. This band change makes it possible, in addition to the dehydration of the materials, to ensure mixing and homogenization. The air used for the evaporation of the residual water can be heated by the heat produced by the anaerobic digestion unit 200. It can also be heated by the outgoing air, which will cool it and allow condensation of the water. 'ammonia.

En entrée du sécheur, une partie du produit liquide PL (phase liquide concentrée) est pulvérisée ou mélangée à la phase solide, par exemple à l'aide d'un dispositif de pulvérisation 107 (étape k). Le produit liquide PL est utilisé en tant qu'agent de lavage de la phase solide, et d'inhibiteur de l'émanation d'ammoniac contenu dans cette phase solide. En effet, c'est l'acidité du produit liquide PL qui permet la limitation de l'émanation d'ammoniac présent dans le solide à sécher. Cette étape permet de s'affranchir de l'utilisation d'acide sulfurique comme cela est pratiqué dans les procédés de l'état de la technique. En outre, l'ajout du produit liquide PL permet la récupération, à la fin de l'étape de séchage, d'un produit solide PS sec et équilibré en éléments fertilisants (N, P, K).At the inlet of the dryer, a portion of the liquid product PL (concentrated liquid phase) is sprayed or mixed with the solid phase, for example by means of a spraying device 107 (step k). The PL liquid product is used as a solid phase washing agent, and an ammonia emanation inhibitor contained in this solid phase. Indeed, it is the acidity of the PL liquid product that allows the limitation of the ammonia emanation present in the solid to be dried. This step eliminates the use of sulfuric acid as is practiced in the methods of the state of the art. In addition, the addition of the liquid product PL makes it possible to recover, at the end of the drying step, a solid product PS that is dry and balanced in nutrient elements (N, P, K).

Ce produit solide PS est avantageusement utilisé comme engrais organique, par exemple dans un procédé d'épandage E. Une autre partie du produit liquide PL est récupéré en vue d'une utilisation en tant qu'agent fertilisant, par exemple dans un procédé d'épandage E'. Les moyens de pompage, d'acheminement et les conduits nécessaires au transfert des phases solides et liquides d'un poste de traitement à un autre ne sont pas représentés sur la Fig. 1. De tels moyens sont connus de l'homme du métier qui saura sans difficulté excessive les adapter dans une installation 100 selon l'invention.This solid product PS is advantageously used as an organic fertilizer, for example in a spreading process E. Another part of the liquid product PL is recovered for use as a fertilizing agent, for example in a process of spreading E '. The pumping, conveying means and conduits necessary for transferring the solid and liquid phases from one treatment station to another are not shown in FIG. 1. Such means are known to those skilled in the art who will know without excessive difficulty to adapt them in an installation 100 according to the invention.

Claims

CLAIMS1) Process for the treatment of a digestate resulting from an organic material methanation process, characterized in that it comprises steps of: separation of the digestate into a solid phase and a liquid phase (b), recovery and drying of the solid phase (j), recovery of the liquid phase (c), aeration of the liquid phase so as to produce a nitrification reaction of the ammoniacal nitrogen without denitrification reaction or without total denitrification reaction (d), elimination of the suspended material in the liquid phase and concentration of the nutrients in the previously nitrified liquid phase (e, g), recovery of the concentrate and obtaining of a liquid product (h), addition of all or part of said liquid product to the solid phase to drying or drying and obtaining a solid product (k).

2) Process according to claim 1, characterized in that the step of removing the suspended matter and the concentration of the nutrients in the previously nitrified liquid phase (e, g) comprises a membrane filtration step (e), such as ultrafiltration, followed by a reverse osmosis step of the filtrate (g).

3) Process according to claim 1 or 2, characterized in that the addition of said liquid product to the solid phase to be dried or being dried (k) is carried out by spraying on the solid phase or by mixing.

4) Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a step (f) for recovery of the concentrated suspension material and the return of this concentrate in the liquid phase undergoing the aeration step .

5) Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that it comprises a step (i) for recovering the permeate resulting from the reverse osmosis step.

6) Product (PL) obtained by a process according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is in a liquid form, has a pH less than or equal to 7 and comprises mainly potassium and potassium. nitrogen in the form of nitrites or nitrates.

7) Product (PS) obtained by a process according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is in a solid form, has a solids content greater than 50% and comprises mainly potassium and potassium. nitrogen and phosphorus.

8) Processing plant (100) of a digestate resulting from a process of methanization of organic material, characterized in that it comprises: - One or more means (101) for the phase separation of the digestate into a solid phase and a liquid phase, - One or more means for recovering the solid phase, - One or more means for drying the solid phase (106), - One or more means for recovering the liquid phase, - One or more a plurality of means (102) for the aeration of the liquid phase, - one or more means for the elimination of the liquid phase suspension material (103), - one or more means for the concentration of the nutrient elements in the liquid phase ( 104), - One or more means for recovering the concentrated liquid phase, - One or more means for adding the concentrated liquid phase to the solid phase to be dried or in the course of sec hage (107).

9) treatment plant (100) according to claim 8, characterized in that the means or means for the phase separation (101) are composed of a screw press, a centrifuge, a filter press or any other means commonly used to obtain liquid and solid phase separation.

10) treatment plant (100) according to claim 8 or 9, characterized in that the means or means for the removal of the suspended material (103) are composed of at least one membrane ultrafiltration device, such as a membrane bioreactor basin, and the means or means which concentrate the concentration of the nutrients in the liquid phase (104) are composed of an osmosis module comprising one or more membranes.

11) Treatment plant (100) according to one of claims 8 to 10, characterized in that the means or means for adding said concentrated liquid phase to the solid phase to be dried or being dried comprises a device spray.

12) Use of a liquid product (PL) as defined in claim 5, in a process for the treatment of a digestate resulting from a process of methanisation of organic materials, as washing agent of the phase solid of said digestate obtained after separation of phase and inhibitor of the ammonia emanation contained in said solid product.

13) Use of a liquid product (PL) as defined in claim 5 as a fertilizer product.

14) Use of a solid product (PS) as defined in claim 6 as an organic fertilizer. 25