WO2008104660A2 - Procede de degradation de dechets et systeme correspondant - Google Patents

Procede de degradation de dechets et systeme correspondant Download PDF

Info

Publication number
WO2008104660A2
WO2008104660A2 PCT/FR2008/050126 FR2008050126W WO2008104660A2 WO 2008104660 A2 WO2008104660 A2 WO 2008104660A2 FR 2008050126 W FR2008050126 W FR 2008050126W WO 2008104660 A2 WO2008104660 A2 WO 2008104660A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
waste
leachate
enclosure
liquid
distribution
Prior art date
Application number
PCT/FR2008/050126
Other languages
English (en)
Other versions
WO2008104660A3 (fr
Inventor
Thomas Lagier
Christophe Aran
Cyrille Lemoine
Nathalie Skhiri
Original Assignee
Veolia Proprete
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Veolia Proprete filed Critical Veolia Proprete
Publication of WO2008104660A2 publication Critical patent/WO2008104660A2/fr
Publication of WO2008104660A3 publication Critical patent/WO2008104660A3/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B1/00—Dumping solid waste
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless

Definitions

  • the present invention relates to the field of storage of non-hazardous waste.
  • the invention relates to a waste degradation process in an assembly comprising at least one enclosure, comprising the steps of: depositing waste in the enclosure, and collect (210) the leachate from the enclosure in a basin.
  • Leachate is defined as liquid effluents from waste storage. During storage and under the combined action of rainwater and biodegradation, the waste produces a liquid fraction called "leachate”.
  • Water contained in a mass of waste is the limiting factor for biodegradation, especially for waste that contains the greatest potential for methanogenesis, ie cellulosic waste.
  • the enclosure is generally covered with a cover, which limits the humidification capacity of the stored waste, and therefore limits their biodegradation.
  • the present invention aims to overcome these disadvantages.
  • the device according to the invention is essentially characterized in that it comprises, in addition, a step consisting in: moistening (250) the waste of the pregnant automatically, sequentially and selectively by the distribution of a liquid comprising a leachate collected.
  • the distribution of liquid allows to inject leachate, so moisture.
  • the leachate (or the liquid comprising it) is used as a humidification vector, so in the present description the terms of distribution, re-wetting and (re) injection are used interchangeably.
  • the method according to the invention further comprises a step of measuring (241) at least one physico-chemical parameter in at least one point of the waste, the humidification step being a function of the result of said step of measured.
  • the physicochemical parameter comprises at least the humidity level, and possibly the temperature.
  • the sequential humidification is implemented by delivering a predetermined liquid volume and dispensing rate.
  • the selective distribution is provided by a set of selectively activatable dispensing heads, the method of further comprising a step of selecting (240) at least one dispensing head.
  • the step of selecting at least one distribution head is implemented by selection means based on fuzzy logic (242).
  • the selection parameters used by the fuzzy logic include the elapsed time since the last feedback for the selected distribution head (s), and the measured moisture content in at least one point of the waste.
  • the time elapsed since the last injection can be measured by the recording of the date of last reinjection and comparison thereof to the current date, or by delay means, more commonly known as "timers".
  • the method according to the invention further comprises a physico-chemical treatment step (220) of the liquid, and / or a temperature-setting step (230) at a predetermined value of the liquid, before its distribution.
  • This step makes it possible to control and adjust the physicochemical quality of the leachate distributed (re-circulated), or the liquid comprising the leachate, in the waste. Indeed, the re-circulation of leachate can have a negative action on the biodegradation of the waste, through the flows of materials and associated energy.
  • This step allows a permanent adjustment of the quality of the liquid including distributed leachate.
  • the invention ensures the microorganisms responsible for biodegradation optimal conditions of activity by regulating the energy flows and materials brought by the distribution of the liquid comprising the leachate.
  • the invention also relates, according to another of its objects, a waste degradation system capable of implementing the method according to the invention, and comprising at least a first chamber (30A) for receiving waste, and at least one first basin (40A) for collecting the leachate from at least the first chamber (30A).
  • the system according to the invention is essentially characterized in that it further comprises means for automatically, sequentially and selectively distributing a liquid comprising a collected leachate.
  • system according to the invention further comprises a second enclosure (30B) for receiving waste, and at least one second pool
  • the system further comprising means for dispensing at least a portion of the leachate collected in the second pool (40B) to the first enclosure (30A), and / or means for dispensing at least a portion of the leachate collected in the first pond (40A) to the second chamber (30B).
  • the sequential distribution means comprise an assembly of at least one unitary injection device (21A-24A), each unitary device being equipped with a dispensing head (41A-44A) through which the liquid is dispensed at massive waste and a receiving head (31A-32A) through which the liquid is fed to unitary device, each receiving head being connected to respective control means (HA, HB, 12A, 12B), the system further comprising: means for measuring at least one physico-chemical parameter in at least one point of the waste, control means (10A, 10B) of the control means, and selection means (60) of the distribution means based on fuzzy logic.
  • control means (10A, 10B) of the regulation means, and the selection means (60) of the distribution means are the same.
  • FIG. 1 represents an embodiment of the system according to the invention.
  • FIG. 2 represents an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 In one embodiment, shown in FIG. 1
  • the system according to the invention comprises a first enclosure 3OA for receiving waste 100, and a first basin 4OA for collecting the leachate from the first chamber 30A.
  • system may comprise at least a second chamber 30B for receiving waste, and at least a second basin 40B to collect the leachate from the second chamber 30B.
  • Each enclosure is covered with a cover 50, preferably waterproof.
  • an enclosure is also called waste storage center, bioreactor, cell, or storage bin.
  • the cover is waterproof or very low permeability, it is generally referred to as a bioreactor, and when the cover is semi-permeable, it is generally referred to as a storage center or locker.
  • a bioreactor is more generally associated with a management mode than with a physical entity.
  • the system according to the invention also comprises means for sequentially dispensing a liquid comprising a collected leachate.
  • the sequential distribution means comprise an assembly of at least one unitary injection device, in this case at least one horizontal well or drain, or any other means allowing the reinjection of liquid / leachate into the waste mass, 21A- 24A equipped with a respective distribution head 41A-44A and a receiving head 31A-32A, each receiving head being connected to respective control means HA, HB, 12A, 12B.
  • the distribution system also includes pumping means and pipes.
  • system further comprises means for distributing at least a portion of the leachate collected in the second basin 4OB to the first enclosure 30A, and / or means for distributing at least a portion of the leachate collected in the first 4OA basin to the second enclosure 3OB.
  • the dispensing heads are arranged at different places and at a distance from each other, in this case they are arranged so that their respective radii of action are adjacent.
  • the system further comprises: measurement means (not shown) of at least one physico-chemical parameter at at least one point of the waste, control means 10A, 10B of the regulation means, and selection means 60 of the distribution means.
  • each unitary injection device is equipped with sensors for the measurement of physico-chemical parameter (s).
  • the physicochemical parameter measured in the waste is included in the set comprising (temperature, humidity).
  • Temperature is a key parameter in biological reactions. The knowledge of the temperature within the waste gives information on the kinetics of biodegradation of the waste.
  • the anaerobic digestion process can in principle operate between 5 and 65 ° C. Above 70 ° C., the enzymatic inactivation prevents any microbial growth.
  • the bacterial species present in the medium vary among others depending on the temperature.
  • the leachate (or the liquid comprising it) is advantageously put at one of these optimum temperatures before its distribution
  • the system therefore also comprises means for regulating the recirculation temperature (not shown), that is to say to bring the liquid temperature to a predetermined value before distribution.
  • These means use, for example, advantageously the energy produced by the flares or energy recovery units generally present on site.
  • a heat exchanger makes it possible to ensure the heating of the leachate (or the liquid comprising it) to the set temperature before its injection.
  • the temperature within the waste mass can be measured by a series of thermistors and / or thermowinds and / or thermocouples buried at different depths.
  • thermoprobes are advantageously placed in an inert matrix
  • the temperature is measured continuously.
  • the amount of heat to be transferred to the dispensed liquid is then determined from the knowledge of the volume of waste located in the area of action of the unitary injection device.
  • the measurement of the temperature within the waste makes it possible to control the temperature-setting step 230 of the liquid according to the invention.
  • Methane maximum by methanogenic bacteria was determined at a moisture content between 60% and 80% dry matter. This range may, however, vary with depth. A moisture content in the waste between 50% and 80% by weight of wet waste is therefore recommended.
  • the water consumption required for the anaerobic digestion reaction is a function of the composition of the substrate.
  • the intrinsic humidity of household waste and the like is generally between 20 and 40%, but can vary from 6% for paper aggregates to 70% for food residues.
  • the amount of water naturally present in the waste is often not sufficient for optimal anaerobic digestion.
  • a supply of water or other liquid may be necessary, hence the object of the present invention.
  • the humidity can be measured in an enclosure for example: i) By differential water balance input (leachate reinjected) / output (leachate product): the measurement can be performed in real time and continuously, it provides access to the average global moisture of the massif. ii) Geophysical measurements (resistivity). These local and discrete measurements also make it possible to obtain information on the kinetics of circulation and the spatial distribution of the liquid injected into the enclosure.
  • the measurement of the humidity in the waste makes it possible to control the moistening step 250 according to the invention.
  • the temperature-setting step 230 of the liquid according to the invention can be carried out from the measurement of the temperature of the leachate (or liquid comprising it) collected.
  • the quality of leachate (or liquid including it) reinjected is characterized in particular by a physicochemical parameter such as its pH, it is therefore advantageously measured.
  • PH is a crucial influence factor for anaerobic digestion and its evolution depends on various interdependent parameters, such as substrate, bacterial activities and their interaction, buffer capacity of the medium, but also temperature or the presence of salts. Moreover, it is also the most relevant indicator for the prognosis of methane production.
  • any bacterial growth is strongly pH-related, mainly because the enzymatic activity is strongly pH dependent.
  • each species of bacteria develops in a defined pH range with an optimal pH.
  • Methanogenic bacteria function effectively in a pH range of 6.8 to 7.4.
  • the pH range in which anaerobic digestion must take place is defined according to the optimal life conditions of the different bacterial groups. Given the key role of the methanogenesis step and its sensitivity to a pH that is too basic or too acidic, the operating range of the methanogenic bacteria determines that of the overall anaerobic digestion process, thus preferably between 6.8. and 7.4.
  • the risk of acidification of the medium depends considerably on the buffering capacity of the medium, which is the ability to maintain a pH under various physicochemical conditions, to resist the presence of acids or bases.
  • pH monitoring to identify acidification of the medium is carried out continuously.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment of the method according to the invention.
  • the degradation process comprises a step of collecting 210 the leachate from the enclosure in a basin.
  • the method according to the invention comprises an intermediate step of selecting 240 of at least one head of distribution.
  • the distribution being ensured preferably by a set of selectively activatable distribution heads.
  • the selection step 240 is implemented by a preliminary measurement step 241 of at least one physico-chemical parameter in at least one point of the waste, the measurement result of which is then processed by selection means based on the fuzzy logic 242.
  • the selection parameters used by the fuzzy logic include the date of last distribution, and the measured humidity level.
  • the leachate may be loaded with solubilized chemical compounds, some of which, by their nature and / or concentration, may be inhibitors of methanogenesis (eg salts, ammonia, etc.).
  • Leachate (or liquid comprising it) is therefore advantageously treated so as to eliminate these solubilized chemical compounds before distribution, for example by the addition of reagents, or other treatments known to those skilled in the art, so as to achieve quality instructions (determined content of given chemical elements), as previously described.
  • the liquid is treated before reinjection into a physico-chemical treatment step 220 of the liquid, and / or a temperature-setting step 230 to a predetermined value of the liquid.
  • the physico-chemical treatment step 220 makes it possible to reach target values for certain parameters (pH, alkalinity, ammonia content, etc.) by known treatments.
  • the selection step 240 aims to determine the zones (zones of influence of the injection heads) on which the liquid must be distributed in priority. This step results in prioritizing the areas.
  • a priority coefficient is calculated on the basis of fuzzy logic rules.
  • Each criterion is weighted by an appropriate coefficient.
  • An area of influence is defined as a volume of the enclosure where the leachate (or liquid comprising it) can be independently dispensed. It corresponds for example to the volume concerned by a reinjection system (wells, horizontal drains or any other system allowing the reinjection of leachate - or liquid including it - into the waste mass).
  • a reinjection system wells, horizontal drains or any other system allowing the reinjection of leachate - or liquid including it - into the waste mass.
  • logical (non-digital) states are associated with a problem.
  • fuzzy logic In contrast to Boolean logic, fuzzy logic allows a condition to be in a different state than true or false. There are degrees in the verification of a condition, that is, the transition between two states may not be linear. Hyperbolic transitions
  • Numeric values are associated with linguistic values.
  • N being the number of linguistic variables
  • Each value of a component of the vector corresponds to a degree of belonging to the category represented by this component.
  • variables that can not be compared to one another in this case the time elapsed since the last reinjection, and humidity, can be compared with one another.
  • a preliminary phase consisting in determining a number of linguistic values representing the trends of the chosen parameter (of the variable). Namely, in this case and for example: not priority, priority, high priority, symbolized by 0, + and ++.
  • each unitary injection device - With regard to humidity: o 0 if> 40% o + if between 30% and 40% o ++ if ⁇ 15%
  • a second phase consisting in assigning a probability of belonging to each of the linguistic values for each of the standardized parameters. Normalization consists, for example, in reducing the parameters to a dimensionless unit included in this case between -1 and
  • a third phase consisting in associating the linguistic values of each of the measured parameters and thus determining a new set of linguistic values. The probabilities of belonging to the new set of linguistic values resulting from this association are then calculated,
  • a fourth phase consisting in calculating a numerical value representing the degree of priority of each zone, from the probabilities of belonging to each of the linguistic values, and
  • a fifth phase making it possible to select the zone (s) to reinject in priority according to the degree of priority determined for each of the zones.
  • a predetermined volume of liquid is then selectively distributed through one (or more) unit injection device selected by fuzzy logic, as seen above, at a predetermined delivery rate.
  • the maximum value of the instantaneous flow rate for the priority zone considered is continuously calculated from measurements of pressure losses in the recirculation lines at the zone considered.
  • continuous measurement is meant systems allowing regular sampling at a fixed period, for example of the order of the hour.
  • an identical volume of liquid is distributed.
  • the flow rate can vary.
  • the liquid may comprise water from an external source, for example a well, a river or an industrial effluent.
  • the composition of the leachate (or the liquid comprising it) redistributed is always adapted to the needs of the massive waste.
  • the date of entry into operation of the enclosure and that of the basin are taken into account so that the leachate from an enclosure in the first years of operation is not reinjected into the same enclosure.
  • the leachate of a "young" enclosure (2-3 years of operation) is advantageously reinjected into an enclosure with an earlier date of exploitation (4-5 years) in which methanogenic bacteria begin to lack substrate.
  • fuzzy logic allows the treatment of a large number of parameters and the complexity of the system, so as to optimize biodegradation in a given enclosure, by adjusting the quality of the liquid dispensed to place the microorganisms responsible for biodegradation in optimal conditions.
  • the invention is not limited to the described embodiments.
  • the waterproof cover can be replaced by a semi-waterproof cover.
  • the enclosure may be equipped with a device for recovering the biogas produced by the waste, particularly if the local regulations require it.
  • a pond may collect a plurality of leachate from a plurality of respective enclosures.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de dégradation de déchets dans un ensemble comprenant au moins une enceinte, comprenant les étapes consistant à: déposer des déchets dans l'enceinte, et collecter (210) le lixiviat issu de l'enceinte dans un bassin. Elle est caractérisée en ce qu'il comprend, en outre, une étape consistant à: humidifier (250) les déchets de l'enceinte de manière séquentielle par la distribution d'un liquide comprenant un lixiviat collecté. La sélection d'au moins une tête de distribution est mise en oeuvre par des moyens de sélection basés sur de la logique floue.

Description

PROCEDE DE DEGRADATION DE DECHETS ET SYSTEME CORRESPONDANT .
La présente invention concerne le domaine du stockage des déchets non dangereux.
Plus précisément, l'invention concerne selon un premier de ses aspects, un procédé de dégradation de déchets dans un ensemble comprenant au moins une enceinte, comprenant les étapes consistant à : déposer des déchets dans l'enceinte, et collecter (210) le lixiviat issu de l'enceinte dans un bassin.
Les lixiviats sont définis comme les effluents liquides issus du stockage des déchets. Lors de leur stockage et sous l'action conjuguée de l'eau de pluie et de la biodégradation, les déchets produisent une fraction liquide appelée « lixiviat ».
L'eau contenue dans une masse de déchets est le facteur limitant de la biodégradation, en particulier pour les déchets qui contiennent le plus gros potentiel méthanogène, c'est-à-dire les déchets de type cellulosique
(cartons, papiers, etc.) qui généralement présentent un déficit hydrique pour se biodégrader de façon optimale. Lorsque les déchets sont déposés dans une enceinte, ceux-ci sont humidifiés naturellement par la pluie et/ou les eaux d'infiltration, jusqu'au remplissage de l'enceinte avec des déchets.
Une fois remplie, l'enceinte est généralement recouverte d'une couverture, ce qui limite la capacité d'humidification des déchets stockés, et donc limite leur biodégradation . La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients .
Avec cet objectif en vue, le dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme au préambule cité ci- avant, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une étape consistant à : humidifier (250) les déchets de l'enceinte de manière automatique, séquentielle et sélective par la distribution d'un liquide comprenant un lixiviat collecté.
La distribution de liquide permet de réinjecter du lixiviat, donc de l'humidité. Le lixiviat (ou le liquide le comprenant) est utilisé comme vecteur d'humidification, aussi dans la présente description utilise-t-on indifféremment les termes de distribution, réhumidification et (ré) injection .
Grâce au procédé selon l'invention on peut augmenter la vitesse de biodégradation des déchets.
De préférence, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape de mesure (241) d'au moins un paramètre physico-chimique en au moins un point des déchets, l'étape d'humidification étant fonction du résultat de ladite étape de mesure.
Le paramètre physico-chimique comprend au moins le taux d'humidité, et éventuellement la température.
Dans un mode de réalisation, l'humidification séquentielle est mise en œuvre par la délivrance d'un volume de liquide et d'un débit de distribution prédéterminés . Dans un mode de réalisation, la distribution sélective est assurée par un ensemble de têtes de distribution sélectivement activables, le procédé comprenant en outre une étape de sélection (240) d'au moins une tête de distribution.
Grâce à cette configuration, du fait de l'hétérogénéité des déchets, l'humidification de ceux-ci peut être optimale en distribuant le liquide aux zones qui en ont le plus besoin.
De préférence, l'étape de sélection d'au moins une tête de distribution est mise en œuvre par des moyens de sélection basés sur de la logique floue (242) . De préférence, les paramètres de sélection utilisés par la logique floue comprennent le temps écoulé depuis la dernière réinjection pour la (les) tête (s) de distribution sélectionée (s) , et le taux d'humidité mesuré en au moins un point des déchets. Par exemple le temps écoulé depuis la dernière injection peut être mesuré par l'enregistrement de la date de dernière réinjection et la comparaison de celle- ci à la date actuelle, ou par des moyens de temporisation, plus communément appelés "timers".
De préférence, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape de traitement physico-chimique (220) du liquide, et/ou une étape de mise en température (230) à une valeur déterminée du liquide, avant sa distribution.
Cette étape permet de contrôler et ajuster la qualité physico-chimique du lixiviat distribué (re-circulé) , ou du liquide comprenant le lixiviat, dans les déchets. En effet, la re-circulation du lixiviat peut avoir une action négative sur la biodégradation des déchets, à travers les flux des matières et d'énergie associés. Les besoins des microorganismes assurant la biodégradation des déchets étant variables au cours du temps, cette étape permet un ajustement permanent de la qualité du liquide comprenant le lixiviat distribué. L'invention permet d'assurer aux microorganismes responsables de la biodégradation les conditions optimales d'activité en régulant les flux énergétiques et de matières apportés par la distribution du liquide comprenant le lixiviat.
L'invention concerne également, selon un autre de ses objets, un système de dégradation de déchets susceptible de mettre en œuvre le procédé selon l'invention, et comprenant au moins une première enceinte (30A) pour recevoir des déchets, et au moins un premier bassin (40A) pour collecter le lixiviat issu au moins de la première enceinte (30A) .
Le système selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens de distribution automatique, séquentielle et sélective d'un liquide comprenant un lixiviat collecté.
Dans un mode de réalisation, le système selon l'invention comprend en outre une deuxième enceinte (30B) pour recevoir des déchets, et au moins un deuxième bassin
(40B) pour collecter le lixiviat issu de la deuxième enceinte (30B), le système comprenant en outre des moyens pour distribuer une partie au moins du lixiviat collecté dans le deuxième bassin (40B) vers la première enceinte (30A) , et / ou des moyens pour distribuer une partie au moins du lixiviat collecté dans le premier bassin (40A) vers la deuxième enceinte (30B) .
De préférence, les moyens de distribution séquentielle comprennent un ensemble d'au moins un dispositif unitaire d'injection (21A-24A) , chaque dispositif unitaire étant équipé d'une tête de distribution (41A-44A) par laquelle le liquide est distribué au massif de déchets et d'une tête de réception (31A-32A) par laquelle le liquide est amené au dispositif unitaire, chaque tête de réception étant reliée à des moyens de régulation (HA, HB, 12A, 12B) respectifs, le système comprenant en outre : des moyens de mesure d' au moins un paramètre physico-chimique en au moins un point des déchets, des moyens de pilotage (1OA, 10B) des moyens de régulation, et des moyens de sélection (60) des moyens de distribution basés sur de la logique floue.
Dans un mode de réalisation, les moyens de pilotage (1OA, 10B) des moyens de régulation, et les moyens de sélection (60) des moyens de distribution, sont les mêmes.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 représente un mode de réalisation du système selon l'invention, et
- la figure 2 représente un mode de réalisation du procédé selon l'invention.
Dans un mode de réalisation, représenté à la figure
1, le système selon l'invention comprend une première enceinte 3OA pour recevoir des déchets 100, et un premier bassin 4OA pour collecter le lixiviat issu de la première enceinte 30A.
En outre, le système peut comprendre au moins une deuxième enceinte 30B pour recevoir des déchets, et au moins un deuxième bassin 4OB pour collecter le lixiviat issu de la deuxième enceinte 30B.
Chaque enceinte est recouverte d'une couverture 50, de préférence étanche. Selon la littérature, une enceinte est également appelée centre de stockage de déchets, bioréacteur, alvéole, ou casier de stockage. Lorsque la couverture est étanche ou très peu perméable, on parle généralement de bioréacteur, et lorsque la couverture est semi perméable, on parle généralement de centre ou casier de stockage. En réalité, un bioréacteur est plus généralement associé à un mode de gestion qu'à une entité physique.
Le système selon l'invention comprend également des moyens de distribution séquentielle d'un liquide comprenant un lixiviat collecté. Les moyens de distribution séquentielle comprennent un ensemble d'au moins un dispositif unitaire d'injection, en l'espèce au moins un puits ou drain horizontal, ou tout autre moyen permettant la réinjection de liquide/lixiviat dans le massif de déchets, 21A-24A équipé d'une tête de distribution 41A-44A respective et d'une tête de réception 31A-32A, chaque tête de réception étant reliée à des moyens de régulation HA, HB, 12A, 12B respectifs. Le système de distribution comprend également des moyens de pompage et des canalisations .
Dans ce mode de réalisation, le système comprend en outre des moyens pour distribuer une partie au moins du lixiviat collecté dans le deuxième bassin 4OB vers la première enceinte 3OA, et / ou des moyens pour distribuer une partie au moins du lixiviat collecté dans le premier bassin 4OA vers la deuxième enceinte 3OB.
De préférence, les têtes de distribution sont disposées à différents endroits et à distance les unes des autres, en l'espèce elles sont disposées de sorte que leurs rayons d'action respectifs soient adjacents. Le système comprend en outre : des moyens de mesure (non représentés) d'au moins un paramètre physico-chimique en au moins un point des déchets, des moyens de pilotage 1OA, 1OB des moyens de régulation, et des moyens de sélection 60 des moyens de distribution .
De préférence, chaque dispositif unitaire d'injection est équipé de capteurs pour la mesure de paramètre (s) physico-chimique (s) .
Le paramètre physico-chimique mesuré dans les déchets est compris dans l'ensemble comprenant (température, humidité) .
La température est un paramètre clé dans les réactions biologiques. La connaissance de la température au sein des déchets donne des informations sur la cinétique de biodégradation des déchets.
Le processus de méthanisation peut en principe fonctionner entre 5 et 65°C. Au dessus de 700C, 1' inactivation enzymatique empêche tout développement microbien. Les espèces bactériennes présentes dans le milieu varient entre autres en fonction de la température.
La cinétique et la thermodynamique des réactions changent également en fonction de la température : globalement, l'augmentation de la température entraîne l'augmentation de la vitesse de dégradation.
Toutefois, il existe deux optima, l'un entre 30 et
35°C et l'autre entre 55 et 600C. Le lixiviat (ou le liquide le comprenant) est avantageusement mis à l'une de ces températures optimales avant sa distribution
(réinjection) .
La température mesurée est comparée à une valeur de consigne, en l'espèce une des températures optimales. De préférence, le système comprend donc également des moyens pour réguler la température de recirculation (non représentés), c'est-à-dire pour mettre en température le liquide à une valeur déterminée, avant sa distribution. Ces moyens utilisent par exemple avantageusement l'énergie produite par les torchères ou par des unités de valorisation énergétique généralement présentes sur site.
En l'espèce, un échangeur thermique permet d'assurer le réchauffement du lixiviat (ou du liquide le comprenant) à la température de consigne avant son injection.
La température au sein du massif de déchets peut être mesurée par une série de thermistors et/ou de thermosondes et/ou de thermocouples enfouis à différentes profondeurs.
Afin d'éviter les hétérogénéités locales, les thermosondes sont avantageusement placées dans une matrice inerte
(sable, graviers...) qui se met à l'équilibre thermique avec le milieu. De préférence, la température est mesurée en continu .
La quantité de chaleur à transférer au liquide distribué est alors déterminée à partir de la connaissance du volume de déchets situé dans la zone d'action du dispositif unitaire d'injection.
La mesure de la température au sein des déchets permet de piloter l'étape de mise en température 230 du liquide selon l'invention.
L'humidité est un facteur indispensable à toute vie bactérienne .
A un taux d'humidité trop faible, le développement bactérien est bloqué. La production de méthane est complètement bloquée à un taux d'humidité inférieur à 10%, car l'activité des bactéries méthanogènes est interrompue.
En revanche, un taux d'humidité élevé stimule de façon directe le développement bactérien. Une production de méthane maximale par les bactéries méthanogènes a été déterminée à un taux d'humidité entre 60% et 80% de matière sèche. Cette fourchette peut toutefois varier en fonction de la profondeur. Un taux d'humidité dans les déchets entre 50% et 80% en poids de déchets humide est donc préconisé.
L'humidité dépend de la composition des déchets. D'une part, la consommation en eau nécessaire à la réaction de digestion anaérobie est fonction de la composition du substrat. D'autre part, l'humidité intrinsèque des ordures ménagères et assimilés est en général comprise entre 20 et 40%, mais peut varier de 6% pour les agrégats de papier à 70% pour les résidus alimentaires. Ainsi, la quantité d'eau naturellement présente dans les déchets n'est souvent pas suffisante pour une digestion anaérobie optimale. En conséquence, un apport d'eau ou autre liquide peut être nécessaire, d'où l'objet de la présente invention.
L'humidité peut être mesurée dans une enceinte par exemple : i) Par bilan hydrique différentiel entrée (lixiviat réinjecté) / sortie (lixiviat produit) : la mesure peut être effectuée en temps réel et en continu, elle permet d'accéder à l'humidité globale moyenne du massif. ii) Par mesures géophysiques (résistivité) . Ces mesures locales et discrètes permettent en outre d' obtenir des informations sur les cinétiques de circulation et la répartition spatiale du liquide injecté au sein de l'enceinte.
La mesure de l'humidité dans les déchets permet de piloter l'étape d'humidification 250 selon l'invention.
D'autres mesures peuvent être réalisées, non plus dans le massif de déchets mais dans le lixiviat collecté et/ou dans le liquide selon l'invention. Par exemple, en complément ou en remplacement de la mesure de température au sein des déchets précédemment décrite, l'étape de mise en température 230 du liquide selon l'invention peut être réalisée à partir de la mesure de la température du lixiviat (ou du liquide le comprenant) collecté .
En outre, la qualité du lixiviat (ou du liquide le comprenant) réinjecté est caractérisé notamment par un paramètre physico-chimique tel que son pH, celui-ci est donc avantageusement mesuré.
Le pH est un facteur d' influence crucial pour la digestion anaérobie et son évolution dépend de divers paramètres interdépendants, comme le substrat, les activités bactériennes et leur interaction, la capacité tampon du milieu, mais aussi la température ou la présence de sels. Par ailleurs, il est aussi l'indicateur le plus pertinent pour le pronostic de la production de méthane.
De manière générale, tout développement bactérien est fortement lié au pH, principalement parce que l'activité enzymatique dépend fortement du pH. Ainsi, chaque espèce de bactéries se développe dans une gamme de pH définie avec un pH optimal. Les bactéries méthanogènes fonctionnent efficacement dans une plage de pH allant de 6,8 à 7,4.
La gamme de pH dans laquelle doit se dérouler la digestion anaérobie est définie en fonction des conditions optimales de vie des différents groupes bactériens. Compte tenu du rôle clé de l'étape de méthanogénèse et de sa sensibilité par rapport à un pH trop basique ou trop acide, la plage de fonctionnement des bactéries méthanogènes détermine celle du processus de digestion anaérobie global, étant ainsi de préférence entre 6,8 et 7,4.
Le risque de l'acidification du milieu dépend considérablement de la capacité tampon du milieu, qui est la capacité à maintenir un pH dans diverses conditions physico-chimiques, à résister à la présence d'acides ou de bases .
De préférence, le suivi du pH pour identifier une acidification du milieu est effectué en continu.
La mesure du pH du lixiviat collecté (ou du liquide le comprenant) permet avantageusement de piloter l'étape de traitement physico-chimique 220 du liquide selon l'invention, de sorte à réguler la valeur de celui-ci. La figure 2 illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention. Une fois les déchets déposés dans une enceinte, le procédé de dégradation comprend une étape consistant à collecter 210 le lixiviat issu de l'enceinte dans un bassin. Pour aboutir à l'étape consistant à humidifier 250 les déchets de l'enceinte de manière séquentielle par la distribution d'un liquide comprenant un lixiviat collecté, le procédé selon l'invention comprend une étape intermédiaire de sélection 240 d'au moins une tête de distribution.
La distribution étant assurée de préférence par un ensemble de têtes de distribution sélectivement activables.
L'étape de sélection 240 est mise en œuvre par une étape préalable de mesure 241 d'au moins un paramètre physico-chimique en au moins un point des déchets dont le résultat des mesures est ensuite traité par des moyens de sélection basés sur de la logique floue 242.
De préférence, les paramètres de sélection utilisés par la logique floue comprennent la date de dernière distribution, et le taux d'humidité mesuré.
En fonction de la nature des déchets notamment, le lixiviat peut être chargé en composés chimiques solubilisés dont certains, par leur nature et /ou leur concentration, peuvent s'avérer inhibiteurs de la méthanogenèse (par exemple sels, ammoniac, etc.) . Le lixiviat (ou du liquide le comprenant) est donc avantageusement traité de sorte à éliminer ces composés chimiques solubilisés avant sa distribution, par exemple par l'ajout de réactifs, ou autres traitements connus de l'homme du métier, de sorte à atteindre des consignes de qualité (teneur déterminée en éléments chimiques donnés), comme décrit précédemment.
Aussi de préférence, le liquide est traité avant sa réinjection dans une étape de traitement physico-chimique 220 du liquide, et/ou une étape de mise en température 230 à une valeur déterminée du liquide.
L'étape de traitement physico-chimique 220 permet d' atteindre des valeurs cibles pour certains paramètres (pH, alcalinité, teneur en ammoniac, etc.) par des traitements connus.
L'étape de sélection 240 vise à déterminer les zones (zones d'influence des têtes d'injection) sur lesquelles il faut distribuer le liquide en priorité. Cette étape aboutit à une classification des zones par ordre de priorité.
Pour l'ensemble des critères utilisés, en l'espèce humidité et temps écoulé depuis la dernière distribution, un coefficient de priorité est calculé sur la base de règles de logique floue. Chaque critère est pondéré par un coefficient approprié.
Ce calcul est effectué pour chaque zone d'influence.
Une zone d' influence est définie comme un volume de l'enceinte où le lixiviat (ou du liquide le comprenant) peut être distribué indépendamment. Il correspond par exemple au volume concerné par un système de réinjection (puits, drains horizontaux ou tout autre système permettant la réinjection de lixiviat -ou du liquide le comprenant- dans le massif de déchets) . A titre d'exemple illustratif, en logique floue, on associe des états logiques (non numériques) à un problème.
A l'inverse de la logique booléenne, la logique floue permet à une condition d'être en un autre état que vrai ou faux. Il y a des degrés dans la vérification d'une condition, c'est-à-dire que la transition entre deux états peut ne pas être linéaire. Des transitions hyperboliques
(comme une sigmoïde ou une tangente hyperbolique) , exponentielle, gaussienne (dans le cas d'un état moyen) ou de toute autre nature sont utilisables.
On associe des valeurs numériques à des valeurs linguistiques .
Chaque sujet, en l'espèce chaque puits, est représenté par un vecteur à N dimensions (N étant le nombre de variables linguistiques) .
Chaque valeur d'une composante du vecteur correspond à un degré d' appartenance à la catégorie représentée par cette composante.
Grâce à ce changement de variables, on peut comparer entre elles des variables qui, à l'origine, ne pourraient pas l'être, en l'espèce le temps écoulé depuis la dernière réinjection, et l'humidité.
C'est-à-dire que l'on transforme en variables linguistiques communes (en l'espèce 0, +, et ++) toute variable initiale utile (humidité, temps écoulé depuis la dernière réinjection , pH, etc.)
Ainsi, la mise en œuvre comporte plusieurs phases :
1. Une phase préliminaire consistant à déterminer un nombre de valeurs linguistiques représentant les tendances du paramètre (de la variable) choisi (e) . A savoir, en l'espèce et par exemple : non prioritaire, prioritaire, très prioritaire, symbolisé par 0, + et ++.
A titre d'exemple non limitatif, on peut définir pour chaque dispositif unitaire d'injection : - Au regard de l'humidité : o 0 si > 40% o + si comprise entre 30% et 40% o ++ si <15%
Au regard du temps écoulé depuis la dernière réinjection : o 0 si < 5 jours o + si compris entre 10 et 20 jours o ++ si > 30 jours
2. Une deuxième phase, dite de fuzzification, consistant à attribuer une probabilité d' appartenance à chacune des valeurs linguistiques pour chacun des paramètres normalisés. La normalisation consiste par exemple à ramener les paramètres à une unité adimensionnelle comprise en l'espèce entre -1 et
1,
3. Une troisième phase, dite d'inférence, consistant à associer les valeurs linguistiques de chacun des paramètres mesurés et à déterminer ainsi un nouvel ensemble de valeurs linguistiques. On calcule alors les probabilités d'appartenance au nouvel ensemble de valeurs linguistiques issu de cette association,
4. Une quatrième phase, dite de défuzzification, consistant à calculer une valeur numérique représentant le degré de priorité de chaque zone, à partir des probabilités d'appartenance à chacune des valeurs linguistiques, et
5. Une cinquième phase permettant de sélectionner la ou les zone (s) à réinjecter en priorité en fonction du degré de priorité déterminé pour chacune des zones.
Ces phases permettent d'obtenir la liste des zones à ré-humidifier par ordre de priorité. De préférence, seule la première zone prioritaire est ré-humidifiée, le procédé étant de nouveau mis en œuvre pour la prochaine distribution.
Ne serait-ce que par la quantité limitée de lixiviat, voire de celle du liquide le comprenant il n'est pas possible de réinjecter (ré-humidifier) sur tous les dispositifs unitaires d'injection en même temps.
Un volume de liquide prédéterminé est alors distribué, de manière sélective à travers un (ou plusieurs) dispositif unitaire d'injection, sélectionné (s) par logique floue, comme vu ci-dessus, à un débit de distribution prédéterminé. De préférence, la valeur maximale du débit instantané pour la zone prioritaire considérée est calculée en continu à partir de mesures de pertes de charges dans les conduites de recirculation au niveau de la zone considérée. Par mesure en continu, on entend des systèmes permettant un échantillonnage régulier à période déterminée, par exemple de l'ordre de l'heure.
De préférence, à chaque cycle du procédé selon l'invention, un volume identique de liquide est distribué. En revanche, en fonction des zones, le débit peut varier.
De préférence, il existe des contraintes de débit minimal et débit maximal. Au-delà du débit maximal, on risque de générer un lessivage, c'est-à-dire un courant préférentiel à l'intérieur de l'enceinte, et une montée en pression d'eau, donc d'éventuelles fuites.
De même, pour les mêmes risques de lessivage, la distribution de liquide n'est pas faite en continu.
Outre le lixiviat redistribué, le liquide peut comprendre de l'eau issue d'une source externe, par exemple d'un puits, d'une rivière ou d'un effluent industriel.
Grâce à l'invention, la composition du lixiviat (ou du liquide le comprenant) redistribué est toujours adaptée aux besoins du massif de déchet.
De préférence, la date de mise en exploitation de l'enceinte et celle du bassin sont prises en compte de sorte à ce que le lixiviat issu d'une enceinte dans les premières années d'exploitation ne soit pas réinjecté dans cette même enceinte.
Au contraire, il est préférable de réinjecter le lixiviat issu d'une enceinte mise en service depuis plusieurs années dans une enceinte récente, et réciproquement, le lixiviat d'une enceinte « jeune » (2-3 ans de mise en exploitation) est avantageusement réinjecté dans une enceinte ayant une date de mise en exploitation plus ancienne (4-5 ans) dans laquelle les bactéries méthanogènes commence à manquer de substrat. L'approche intégrée que permet la logique floue permet de traiter un grand nombre de paramètres et la complexité du système, de sorte à optimiser la biodégradation dans une enceinte donnée, en ajustant la qualité du liquide distribué afin de placer les microorganismes responsables de la biodégradation dans des conditions optimales. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits. Par exemple, la couverture étanche peut être remplacée par une couverture semi-étanche .
L'enceinte peut être équipée d'un dispositif de récupération du biogaz produit par les déchets, en particulier si la réglementation locale l'impose.
Un bassin peut collecter une pluralité de lixiviats issus d'une pluralité d'enceintes respectives.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de dégradation de déchets dans un ensemble comprenant au moins une enceinte, comprenant les étapes consistant à : déposer des déchets dans l'enceinte, et collecter (210) le lixiviat issu de l'enceinte dans un bassin, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une étape consistant à : humidifier (250) les déchets de l'enceinte de manière automatique, séquentielle et sélective, par la distribution d'un liquide comprenant un lixiviat collecté.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape de mesure (241) d'au moins un paramètre physico-chimique en au moins un point des déchets, l'étape d'humidification étant fonction du résultat de l'étape de mesure.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'humidification séquentielle est mise en œuvre par la délivrance d'un volume de liquide et d'un débit de distribution prédéterminés.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la distribution sélective est assurée par un ensemble de têtes de distribution sélectivement activables, le procédé comprenant en outre une étape de sélection (240) d'au moins une tête de distribution .
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'étape de sélection d'au moins une tête de distribution est mise en œuvre par des moyens de sélection basés sur de la logique floue (242) .
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les paramètres de sélection utilisés par la logique floue comprennent la date de dernière distribution, et le taux d'humidité mesuré en au moins un point des déchets.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape de traitement physico-chimique (220) du liquide, et/ou une étape de mise en température (230) à une valeur déterminée du liquide, avant sa distribution.
8. Système de dégradation de déchets susceptible de mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une première enceinte (30A) pour recevoir des déchets, et au moins un premier bassin (40A) pour collecter le lixiviat issu au moins de la première enceinte (30A) , caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens de distribution automatique, séquentielle et sélective d'un liquide comprenant un lixiviat collecté.
9. Système selon la revendication 8, comprenant en outre une deuxième enceinte (30B) pour recevoir des déchets, et au moins un deuxième bassin (40B) pour collecter le lixiviat issu de la deuxième enceinte (30B) , le système comprenant en outre des moyens pour distribuer une partie au moins du lixiviat collecté dans le deuxième bassin (40B) vers la première enceinte (30A) , et / ou des moyens pour distribuer une partie au moins du lixiviat collecté dans le premier bassin (40A) vers la deuxième enceinte (30B) .
10. Système selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, dans lequel les moyens de distribution séquentielle comprennent un ensemble d' au moins un dispositif unitaire d'injection (21A-24A) équipé d'une tête de distribution (41A-44A) et d'une tête de réception (31A-32A) , chaque tête de réception étant reliée à des moyens de régulation (HA, HB, 12A, 12B) respectifs, le système comprenant en outre : des moyens de mesure d' au moins un paramètre physico-chimique en au moins un point des déchets, des moyens de pilotage (10A, 10B) des moyens de régulation, et des moyens de sélection (60) des moyens de distribution basés sur de la logique floue.
PCT/FR2008/050126 2007-02-22 2008-01-28 Procede de degradation de dechets et systeme correspondant WO2008104660A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0701278A FR2912939B1 (fr) 2007-02-22 2007-02-22 Procede de degradation de dechets et systeme correspondant
FR0701278 2007-02-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008104660A2 true WO2008104660A2 (fr) 2008-09-04
WO2008104660A3 WO2008104660A3 (fr) 2008-11-13

Family

ID=38565600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2008/050126 WO2008104660A2 (fr) 2007-02-22 2008-01-28 Procede de degradation de dechets et systeme correspondant

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2912939B1 (fr)
WO (1) WO2008104660A2 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2194005A1 (fr) 2008-12-02 2010-06-09 Sopsa-Representações E Comércio, LDA Dispositif de séparation/retenue d'eau de fuite

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5269634A (en) * 1992-08-31 1993-12-14 University Of Florida Apparatus and method for sequential batch anaerobic composting of high-solids organic feedstocks
EP0755905A1 (fr) * 1995-05-03 1997-01-29 Antonio Bertolotto Installation et processus pour la production d'énergie et de fertilisants à partir de biomasses liquides et solides
FR2856319A1 (fr) * 2003-06-19 2004-12-24 Grangeon Et Fils Installation de biotraitement et de stockage de dechets

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5269634A (en) * 1992-08-31 1993-12-14 University Of Florida Apparatus and method for sequential batch anaerobic composting of high-solids organic feedstocks
EP0755905A1 (fr) * 1995-05-03 1997-01-29 Antonio Bertolotto Installation et processus pour la production d'énergie et de fertilisants à partir de biomasses liquides et solides
FR2856319A1 (fr) * 2003-06-19 2004-12-24 Grangeon Et Fils Installation de biotraitement et de stockage de dechets

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2194005A1 (fr) 2008-12-02 2010-06-09 Sopsa-Representações E Comércio, LDA Dispositif de séparation/retenue d'eau de fuite

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008104660A3 (fr) 2008-11-13
FR2912939A1 (fr) 2008-08-29
FR2912939B1 (fr) 2009-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nourani et al. Wastewater treatment plant performance analysis using artificial intelligence–an ensemble approach
Halaburka et al. Evaluation of mechanistic models for nitrate removal in woodchip bioreactors
Ozkaya et al. Neural network prediction model for the methane fraction in biogas from field-scale landfill bioreactors
Meng et al. Cost-effective river water quality management using integrated real-time control technology
CN101539776B (zh) 计算机实现的方法
Bergström et al. Effects of temperature and sediment properties on benthic CO2 production in an oligotrophic boreal lake
FR2945108A1 (fr) Procede et dispositif de reglage des parametres de l&#39;air ambiant et de consume dans les enceintes d&#39;elevage et de conservation des vins
Chien et al. Model simulation of diurnal vertical migration patterns of different-sized colonies of Microcystis employing a particle trajectory approach
US20200115670A1 (en) Anaerobic digester
Schneider et al. Benchmarking soft sensors for remote monitoring of on-site wastewater treatment plants
WO2008104660A2 (fr) Procede de degradation de dechets et systeme correspondant
Dai et al. Modeling and optimizing of an actual municipal sewage plant: A comparison of diverse multi-objective optimization methods
Gopikumar et al. Geo Spatial Based Real Time Monitoring on Eutrophic Evaluation of Porunai River Basin for Pollution Risk Assessment
Zhang et al. Prediction of influent wastewater quality based on wavelet transform and residual LSTM
EP2453004B1 (fr) Procédé et installation de méthanisation de matière organique à haute teneur en solides
Li et al. Modeling total phosphorus removal in an aquatic environment restoring horizontal subsurface flow constructed wetland based on artificial neural networks
Qin et al. Water exchange effect on eutrophication in landscape water body supplemented by treated wastewater
Bertone et al. Data-driven recursive input–output multivariate statistical forecasting model: case of DO concentration prediction in Advancetown Lake, Australia
EP1375436A1 (fr) Procédé de conduite d&#39;un réacteur séquentiel discontinu de traitement d&#39;eaux résiduaires
Chandrasekaran et al. Genetic programming-based mathematical modeling of influence of weather parameters in BOD 5 removal by Lemna minor
Perendeci et al. Evaluation of input variables in adaptive-network-based fuzzy inference system modeling for an anaerobic wastewater treatment plant under unsteady state
Fox et al. Detecting the end of nitrification in small and decentralized wastewater treatment systems using low-resource real-time control methods
Fernando et al. Artificial intelligence in wastewater treatment systems in the era of industry 4.0: A holistic review
CA2312858A1 (fr) Procede de regulation de centrifugeuses pour la deshydratation des boues d&#39;epuration, mettant en oeuvre la logique floue
Donbosco et al. An IoT-based water management system for smart cities

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08761991

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2