DISPOSITIF ET PROCÉDÉ POUR BROYER ET RÉCUPÉRER DES DÉCHETS
DOMESTIQUES ORGANIQUES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention est relative au domaine du traitement et de la récupération des déchets domestiques organiques, tels que les déchets de table. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif et un procédé pour broyer et récupérer des déchets domestiques organiques en les séparant en un composé solide, un composé liquide et un composé gazeux, tous trois récupérables.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE Le tri des ordures et le recyclage d'une partie de celles-ci est un modèle de gestion durable qui s'est implanté dans divers pays. La gestion des matières résiduelles organiques reste un enjeu majeur. Les matières résiduelles organiques sont le plus souvent traitées dans des usines d'épuration des eaux ou disposées dans des sites d'enfouissement. Lors de leur décomposition, celles-ci sont responsables de fortes émissions de méthane qui est un gaz à effet de serre vingt fois plus nocif que dioxyde de carbone. De plus, les frais d'acheminement de ces matières organiques résiduelles vers des sites d'enfouissement par des camions à ordures représentent la part majoritaire du budget alloué par les municipalités au traitement des déchets.
Les matières organiques résiduelles domestiques peuvent être récupérées via le réseau d'égouts municipaux qui reçoit les renvois sanitaires et les déchets domestiques organiques préférablement broyés, tels que les résidus végétaux, la viande et les graisses. La manière usuelle de traiter par broyage les déchets domestiques organiques consiste à les verser dans un évier muni d'un broyeur. Le broyeur est actionné par l'usager et les résidus broyés sont évacués de la même manière que les eaux usées s'écoulant dans l'évier vers le réseau des égouts municipaux.
L'addition des déchets domestiques organiques broyés dans le réseau des égouts municipaux résulte en une concentration élevée en composés organiques et solides suspendus dans les eaux usées. Les dispositifs de broyage classiques augmentent ainsi la pollution des eaux usées traitées en stations d'épuration municipales. Les traitements physico-chimiques et biologiques utilisés dans ces stations doivent ainsi
purifier un plus grand volume d'eaux usées et des eaux usées plus polluées, ce qui augmente les coûts d'équipement et de production.
De plus, la forte concentration en composés organiques et solides suspendus des eaux usées augmente les risques d'insalubrité et nécessite des vidanges plus fréquentes lors des cas d'utilisation de fosses sceptiques.
Par ailleurs, les matières résiduelles organiques représentent une source d'engrais et de biogaz valorisable lorsqu'elles sont traitées de manière adéquate par bio-méthanisation. Cependant, les dispositifs de broyage des déchets organiques domestiques sont directement reliés au réseau des égouts municipaux et ne sont pas configurés pour récupérer les déchets organiques dans un but de valorisation par bio-méthanisation.
Il existe donc un besoin pour une technologie apportant au moins une solution à l'un des problèmes et/ou désavantages tels que ceux ci-dessus mentionnés concernant la récupération des matières résiduelles organiques domestiques et leur valorisation.
SOMMAIRE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif et un procédé de broyage et récupération des matières résiduelles organiques domestiques mettant à profit la décantation des matières broyées en un composé liquide, un composé solide et un composé gazeux.
Selon un aspect optionnel de l'invention, il est proposé un dispositif de broyage et de récupération des matières résiduelles organiques. Le dispositif comprend un broyeur adaptable à un évier et produisant par broyage une suspension aqueuse de résidus organiques broyés à partir des matières résiduelles organiques. Le dispositif comprend également un bac de décantation recevant la suspension aqueuse de résidus organiques broyés et séparant celle-ci par décantation en une phase liquide, une phase solide et une phase gazeuse. Le bac de décantation comprend au moins une chambre de décantation ayant une entrée configurée pour alimenter la chambre avec la suspension aqueuse, une sortie de liquide évacuant la phase liquide décantée, une sortie de solide évacuant la phase solide décantée et une sortie de gaz évacuant la phase gazeuse.
Selon un aspect optionnel du dispositif, le broyeur peut comprendre un système d'addition d'eau permettant de diluer les résidus organiques broyés dans la suspension aqueuse afin de faciliter l'écoulement. L'eau peut être ajoutée automatiquement lorsque le broyeur est actionné. Optionnellement, l'eau ajoutée peut être une eau grise. Selon un aspect optionnel du dispositif, le bac de décantation et le broyeur sont reliés via le réseau d'égouts municipal.
Selon un aspect optionnel de l'invention, il est proposé un dispositif de récupération des matières résiduelles organiques. Le dispositif comprend un bac de décantation recevant une suspension aqueuse de résidus organiques et séparant celle-ci par décantation en une phase liquide, une phase solide et une phase gazeuse. Le bac de décantation comprend au moins une chambre de décantation ayant une entrée configurée pour alimenter la chambre avec la suspension aqueuse, une sortie de liquide évacuant la phase liquide décantée, une sortie de solide évacuant la phase solide décantée et une sortie de gaz évacuant la phase gazeuse. Au moins une partie des résidus organiques contenus dans la suspension aqueuse peuvent avoir été au préalablement broyés, par exemple par un broyeur.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, le bac de décantation est enfoui en dessous du niveau du sol de manière à ce que la chambre de décantation soit au même niveau de profondeur que le réseau d'égouts municipal, soit entre 1 et 10 m ou entre 1 et 8 m. Alternativement, le bac de décantation peut être placé au niveau du sol dans le cas où les conditions climatiques le permettent. Optionnellement, le bas de décantation peut être enfouit à l'intérieur ou à l'extérieur d'un bâtiment.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, la sortie de liquide de la chambre de décantation est en communication directe avec le réseau d'égouts municipal de manière à ce que la phase liquide décantée rejoigne les eaux usées pour un traitement subséquent.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, la sortie de solide est en communication directe avec une interface de pompage au travers de laquelle la phase solide est pompée hors de la chambre de décantation. Optionnellement, l'interface de pompage est au niveau du sol afin d'être accessible à un véhicule muni d'un système de pompage, tel qu'une pompe à vide.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, la sortie de gaz est en communication directe avec un évent du réseau d'égouts municipal.
Selon un autre aspect optionnel des dispositifs, la sortie de gaz peut alimenter un moteur ou une turbine pour produire de l'électricité et/ou de la chaleur. Optionnellement, la sortie de gaz peut alimenter une centrale thermoélectrique ou une chaufferie collective.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, la chambre de décantation comprend un mur de dérivation adjacent à l'entrée de la chambre et se projetant vers une partie inférieure de la chambre, de manière à dériver les résidus organiques broyés entrants vers la partie inférieure de la chambre afin d'éviter que ceux -ci rejoignent la sortie de la phase liquide décantée.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, l'entrée de la chambre de décantation est en communication directe avec le réseau d'égouts municipal. Cette configuration permet d'évacuer une portion de la suspension aqueuse ayant une teneur en résidus organiques broyés réduite ou nulle directement dans le réseau d'égouts municipal sans passer par la chambre de décantation. Cette configuration permet également de d'alimenter la chambre de décantation avec des rejets sanitaires provenant du réseau d'égouts municipal.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, le dispositif comprend au moins une fenêtre d'observation permettant de visualiser et localiser tout problème de surplus de remplissage de la chambre de décantation. Optionnellement, la fenêtre d'observation peut être configurée de manière à permettre un nettoyage ou une vidange afin de résoudre tout problème localisé.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, l'entrée de la chambre de décantation peut être munie d'une valve de changement de direction qui se met sélectivement en position ouverte, dite « position de broyage », renvoyant ainsi la suspension aqueuse de résidus organiques broyés vers la chambre de décantation. Par défaut, cette valve est en position fermée, dite « position d'écoulement », renvoyant alors toute eau usée s'écoulant depuis l'évier vers le réseau d'égouts municipal sans passer par le bac de décantation. Optionnellement, la valve de changement de direction peut se mettre automatiquement en position de broyage lorsque le broyeur est actionné.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, le bac de décantation peut comprendre lui- même une pluralité de moyens de sondage de niveaux dans la chambre de décantation. Le bac de décantation peut comprendre au moins deux moyens de sondage de la phase liquide et au moins un moyen de sondage de la phase solide. Par exemple, le bac de décantation peut comprendre au moins une sonde supérieure de niveau liquide détectant un niveau maximal de la phase liquide, une sonde inférieure de niveau liquide détectant un niveau inférieur de la phase liquide, et une sonde de niveau solide détectant un niveau maximal de la phase solide.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, le dispositif peut comprendre également un contrôleur principal relié électriquement à un interrupteur du broyeur afin d'en contrôler l'actionnement. Le contrôleur peut donc empêcher un utilisateur d'actionner le broyeur. Alternativement, le contrôleur principal peut être relié électriquement au bac de décantation pour contrôler son remplissage et sa vidange.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, le dispositif peut comprendre un afficheur individuel relié électriquement au contrôleur principal indiquant l'état de fonctionnement du dispositif à l'utilisateur du broyeur.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, le dispositif peut comprendre une unité de récupération solide recevant la phase solide évacuée par la sortie de solide de la chambre de décantation. Optionnellement, l'unité de récupération solide peut être un composteur ou un bioréacteur.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, les dispositifs peuvent comprendre au moins une conduite localisée en périphérie de la chambre de décantation et configurée pour effectuer un échange de chaleur avec la chambre de décantation. Optionnellement, la au moins une conduite peut alimenter un système de récupération de chaleur ou un bâtiment pour des fins de chauffage.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, le bac de décantation peut inclure une pluralité de chambres de décantation adjacentes configurées de manière à ce que la phase liquide décantée puisse s'écouler depuis une première chambre de décantation vers une dernière chambre de décantation. La sortie liquide d'une chambre de décantation est alors en communication avec la chambre de décantation adjacente, et la
sortie liquide de la dernière chambre de décantation est en communication avec le réseau d'égouts municipal.
Selon un aspect optionnel des dispositifs, le broyeur peut être un premier broyeur compris dans une pluralité de broyeurs broyant les matières résiduelles organiques de manière à former une suspension aqueuse de résidus organiques broyés qui est envoyée vers au moins une chambre de décantation.
Selon un autre aspect optionnel de l'invention, il est proposé un procédé de broyage et de récupération des matières résiduelles organiques. Ce procédé comprend une étape de broyage des matières résiduelles organiques par un broyeur pour produire une suspension aqueuse de résidus organiques broyés et une étape de guidage de la suspension aqueuse vers une chambre de décantation d'un bac de décantation. Le procédé comprend également une étape de décantation de la suspension aqueuse pour former une phase liquide, une phase solide et une phase gazeuse dans la chambre de décantation. L'étape de guidage vers le bac de décantation se fait simultanément avec l'étape de broyage.
Selon un aspect optionnel du procédé, le procédé peut comprendre une étape de vidange liquide durant laquelle la phase liquide décantée sort de la chambre de décantation. Optionnellement, l'étape de vidange liquide dirige la phase liquide décantée depuis la chambre de décantation vers le réseau d'égouts municipal afin de rejoindre les eaux usées. L'étape de vidange liquide peut se faire simultanément à l'étape de décantation dès lors que la phase liquide décantée atteint une sortie de liquide de la chambre de décantation.
Selon un aspect optionnel du procédé, le procédé peut comprendre une étape de vidange solide au cours de laquelle la phase solide est évacuée de la chambre de décantation lorsque la phase solide atteint un niveau maximal de solide. Optionnellement, l'étape de vidange solide est effectuée par un véhicule muni d'un système de pompage, tel qu'une pompe à vide.
Selon un aspect optionnel du procédé, le procédé peut comprendre une étape de vidange gazeuse au cours de laquelle tout gaz formé dans la chambre de décantation lors de l'étape de décantation est évacué par un évent du réseau d'égouts municipal.
Selon un aspect optionnel du procédé, l'étape de broyage peut comprendre une addition d'eau afin de diluer les résidus organiques broyés dans la suspension aqueuse pour en faciliter l'écoulement lors de l'étape de guidage. Optionnellement, l'eau utilisée peut être de l'eau grise. Selon un aspect optionnel du procédé, l'étape de guidage peut comprendre une dérivation de la suspension aqueuse de résidus organiques broyés vers une partie inférieure de la chambre de décantation. Optionnellement, l'étape de guidage peut comprendre un détournement d'une portion de la suspension aqueuse ayant une teneur en résidus organiques broyés réduite ou nulle vers le réseau d'égouts municipal sans passer par la chambre de décantation.
Selon un aspect optionnel du procédé, le procédé peut comprendre une étape d'inspection au travers d'une fenêtre d'observation afin de vérifier le fonctionnement du bac de décantation et visualiser le niveau de solide dans la chambre de décantation.
Selon un aspect optionnel du procédé, le procédé peut également comprendre une étape de contrôle par un contrôleur principal afin de contrôler l'étape de guidage vers le bac de décantation lorsque le broyeur est actionné lors de l'étape de broyage. L'étape de contrôle peut également contrôler à l'aide du contrôleur principal l'étape de vidange liquide, l'étape de vidange solide ou une combinaison de celles-ci. Optionnellement, l'étape de contrôle peut comprendre un blocage de l'étape de broyage lorsqu'un niveau maximal de solide est atteint dans la chambre de décantation.
Selon un aspect optionnel du procédé, le procédé peut également comprendre une étape de récupération de la phase gazeuse pour alimenter une installation de génération d'électricité ou de chaleur.
Selon un aspect optionnel du procédé, le procédé peut également comprendre une étape de récupération de la chaleur générée par la phase solide avec au moins une conduite échangeuse de chaleur.
Selon un aspect optionnel du procédé, le procédé peut également comprendre une étape de récupération de la phase solide pour alimenter un composteur ou un bioréacteur.
DESCRIPTION BRÈVE DES FIGURES
Les différentes caractéristiques de l'invention et autres aspects optionnels sont illustrés au travers des figures suivantes. La Figure 1 est un schéma d'un dispositif de broyage et récupération des déchets domestiques organiques selon un aspect optionnel de l'invention.
La Figure 2 est un schéma d'une valve à clapet magnétique selon un aspect optionnel de l'invention.
La Figure 3 est un schéma d'un bac de décantation hors sol selon un aspect optionnel de l'invention.
La Figure 4 est un schéma d'un bac de décantation enfouit selon un autre aspect optionnel de l'invention.
La Figure 5 est un schéma d'un bac de décantation enfouit selon un autre aspect optionnel de l'invention. La Figure 6 est un schéma d'un afficheur d'état du dispositif selon un aspect optionnel de l'invention.
La Figure 7 est un schéma d'un afficheur d'état du dispositif selon un autre aspect optionnel de l'invention.
La Figure 8 est une vue en perspective d'un complexe d'immeuble comprenant un dispositif selon un aspect optionnel de l'invention.
La Figure 9 est une vue de dessus d'un réseau de maisons unifamiliales comprenant un dispositif selon un aspect optionnel de l'invention.
La Figure 10 est une vue schématique en perspective
Bien que l'invention soit décrite relativement aux aspects illustrés par les figures ci- dessus mentionnées, il est bien sûr entendu que la portée de l'invention n'est pas limitée
à ces seuls exemples. Au contraire, toutes les alternatives, modifications et équivalents possibles sont potentiellement considérés.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
La présente invention fournit un dispositif de broyage et de récupération des matières résiduelles organiques. Elle concerne également le procédé de broyage et de récupération relatif à ce dispositif.
Il est entendu que les matières résiduelles organiques considérées sont déchets domestiques organiques principalement issus des aliments et comprennent des résidus de viandes et de légumes ainsi que des résidus huileux. Cela peut également inclure des résidus de bois ou de sable. Cela peut aussi inclure les rejets sanitaires, aussi appelés bio-déchets.
Il est également entendu par phase solide, toute phase solide pouvant comprendre un certain pourcentage d'humidité.
Il est également entendu par phase liquide, toute phase liquide pouvant comprendre un certain pourcentage de particules solides.
Selon la Figure 1 , le dispositif de broyage et de récupération comprend tout d'abord un évier (2) muni d'un broyeur (4). Le broyeur (4) peut être doté d'un interrupteur qui, lorsque actionné par un usager, broie les déchets domestiques organiques que l'usager a préalablement versés dans l'évier (4), produisant alors des résidus organiques broyés. L'addition d'eau est nécessaire afin de produire une suspension aqueuse de résidus organiques broyés pouvant s'écouler dans les canalisations. Cette addition peut se faire par l'usager en laissant s'écouler de l'eau par un robinet de l'évier lors du broyage. Cette addition peut également se faire automatiquement au sein du broyeur lorsque le broyeur est déclenché. Avantageusement, l'eau ajoutée peut être de l'eau grise, c'est-à-dire de l'eau recyclée (eau de pluie, eau usée, etc.).
Le broyeur (4) est en communication fluide avec un tuyau en aval ayant une valve, qui peut être une valve à clapet telle qu'une valve à clapet magnétique (6). Cette valve (6) dispose de deux positions, une position ouverte dite « position de broyage » et une position fermée dite « position d'écoulement ». La valve à clapet magnétique (6) est en
position de broyage lorsque le broyeur (4) est en fonctionnement et dirige alors la suspension aqueuse de résidus organiques broyés vers un bac de décantation (8) auquel elle est connectée. La position par défaut de la valve (6) est la position d'écoulement pour laquelle tout ce qui s'écoule dans l'évier (2) est dirigé vers le réseau d'égouts municipal. Ainsi, le broyeur broie les déchets domestiques organiques et produit une suspension aqueuse de résidus broyés qui atteint alors la valve (6) en position broyage, ainsi dirigée vers le bac de décantation (8). Le bac de décantation (8) inclut une chambre de décantation (9) dans laquelle la suspension aqueuse de résidus broyés, par phénomène de décantation, se sépare en une phase liquide surnageant au- dessus d'une phase solide. La phase solide est constituée des résidus organiques broyés qui ont sédimenté dans une partie inférieure de la chambre de décantation (9). La décantation de la suspension peut aussi amener à la libération de gaz, appelé biogaz, issu du processus de fermentation et de décomposition des résidus broyés. Le bac de décantation (8) inclut une entrée (10) recevant la suspension aqueuse de résidus broyés, une sortie de liquide (12) évacuant la phase liquide, une sortie de solide (14) évacuant la phase solide et une sortie de gaz (16) évacuant le biogaz. La phase liquide et le biogaz sont préférentiellement évacués vers les égouts municipaux qui comprennent un évent pour libérer le biogaz et qui renvoient le liquide aux stations d'épurations municipales. Optionnellement, la sortie de gaz (16) peut être reliée à une chambre de récupération de biogaz qui peut elle-même alimenter une chaudière domestique au gaz. Le dispositif selon la présente invention comprend également un contrôleur (18) relié électroniquement à la valve à clapet magnétique (6) et au bac de décantation (8).
La valve à clapet magnétique est illustrée avec plus de détails sur la Figure 2. Cette valve (6) peut être configurée en « Y » et elle comprend alors un clapet électromagnétique (20) relié électriquement au broyeur (4) ou son interrupteur et optionnellement au contrôleur (18). Le clapet (20) se met en position de broyage lorsque le broyeur (4) est actionné afin d'envoyer les résidus de déchets broyés vers le bac de décantation (8). La position par défaut du clapet (20) est la position d'écoulement qui dirige tout ce qui s'écoule depuis l'évier (2) vers le réseau d'égouts municipal. Le contrôleur (18) peut ainsi empêcher le clapet (20) de se mettre en position de broyage lorsque le bac de décantation contient une quantité maximale de phase solide (équivaut
à un niveau maximal de la phase solide dans la chambre de décantation) ou lorsque le bac de décantation est vidangé.
Il est entendu que le dispositif selon la présente invention ne se limite pas à une valve à clapet magnétique mais à toute valve ou système permettant de distribuer un flux entrant entre deux sorties disponibles et pouvant être actionné mécaniquement ou électriquement.
Les Figures 3, 4 et 5 illustrent différentes variantes du bac de décantation selon la présente invention. La Figure 3 illustre un bac de décantation situé au niveau du sol (aussi qualifié de hors-sol), et qui peut être à l'intérieur d'un bâtiment ou à l'extérieur si les conditions climatiques du lieu géographique le permettent. Les Figures 4 et 5 sont des variantes du dispositif où le bac de décantation est enfoui en-dessous du niveau du sol. Que le bac de décantation soit au niveau du sol ou en-dessous du niveau du sol, ses éléments caractéristiques et son fonctionnement restent similaires.
Selon la Figure 3, la chambre de décantation (9) du bac de décantation (8) peut comprendre plusieurs sondes de niveaux (22, 26 et 30). Des sondes de niveaux de type sonar peuvent être utilisées pour détecter le niveau de la phase solide (dit « niveau solide ») et des sondes de niveau à flotte peuvent être utilisées pour détecter le niveau de la phase liquide (dit «niveau liquide »). Une sonde supérieure de niveau liquide (22) peut être optionnellement localisée dans une partie supérieure de la chambre de décantation (9) afin de détecter lorsque la phase liquide atteint un niveau maximal de liquide (24). Une sonde inférieure de niveau liquide (26) est optionnellement localisée dans la partie supérieure de la chambre de décantation (9), en-dessous de la sonde supérieure de niveau liquide (22). La sonde inférieure de niveau liquide (26) permet de détecter lorsque la phase liquide atteint un niveau inférieur de liquide (28). Les sondes de niveau liquide (22 et 26) peuvent être électriquement reliées au contrôleur principal (18). Une sonde de niveau solide (30) est optionnellement localisée dans une partie inférieure de la chambre de décantation (9). Cette sonde (30) peut détecter lorsque la phase solide atteint un niveau maximal de solide (32). Elle peut également être électriquement reliée au contrôleur principal (18). Toujours selon la Figure 3, le bac de décantation (8) peut également comprendre un disperseur (34) localisé à proximité de l'entrée (10) qui disperse les résidus broyés
entrants dans la chambre de décantation (9). Le bac de décantation (8) peut comprendre plusieurs dispositifs de fermeture (36, 38 et 40). En effet, ces dispositifs de fermeture (36, 38 et 40) peuvent être utiles en cas de vidange ou de maintenance du bac de décantation (8). Les dispositifs de fermeture (36, 38 et 40) sont optionnellement des clapets magnétiques. L'entrée (10) du bac (8) peut ainsi comprendre un premier clapet magnétique (36); la sortie de liquide (12) peut comprendre un second clapet magnétique (38); et la sortie de gaz (16) peut comprendre un troisième clapet magnétique (40). Il est préférable que la sortie de gaz, aussi appelée évent, comprenne un filtre à odeurs afin de minimiser les odeurs pouvant être associée à la phase gazeuse s'échappant par la sortie (16). Les trois clapets (36, 38 et 40) peuvent être en position ouverte ou fermée. Optionnellement, la position par défaut du premier et troisième clapet magnétique (36 et 40) est une position ouverte alors que la position par défaut du deuxième clapet magnétique (38) est une position fermée empêchant tout liquide de s'échapper par la sortie de liquide (12). Toujours selon la Figure 3, le bac de décantation peut comprend aussi optionnellement une soupape de vide (42) localisée dans une partie supérieure de la chambre de décantation (9). Afin de mieux gérer l'évacuation de la phase solide, la chambre (9) peut disposer d'un fond (44) préférablement incliné vers la sortie de solide (14). L'angle d'inclinaison du fond (44) peut être choisi de manière à ce que la phase solide soit évacuée par gravité. Le bac (8) comprend alors au moins un support (46) permettant de soutenir le fond (44) incliné. La sortie de liquide (12) comprend également optionnellement une barrière à sédiments (48) (aussi qualifiée de mur de dérivation), afin d'empêcher toute particule solide issue des résidus broyés de s'engager dans la sortie de liquide (12). Lorsque la suspension aqueuse de résidus broyés entrent par l'entrée (10) du bac de décantation (8), ils peuvent être dispersés par le disperseur (34) afin d'être mieux répartis à l'intérieur de la chambre de décantation (9). Les résidus s'accumulant dans la chambre (9) commencent dès lors à décanter en se séparant en une phase liquide surnageant au-dessus d'une phase solide. Les quantités de phase solide et de phase liquide croissent au fur et à mesure que le broyeur (4) fournit des résidus broyés en suspension aqueuse. Ce processus correspondant au fonctionnement normal du bac de décantation peut être qualifié de « phase de marche ».
Lorsque que le dispositif est muni de valve, sondes et système de contrôle, il peut fonctionner de la manière suivante. Lorsque le niveau maximal de liquide (24) est atteint par la phase liquide, la sonde supérieure de niveau liquide (22) le détecte et le contrôleur principal auquel elle est électriquement reliée, enregistre automatiquement l'information. La phase dite de vidange liquide est enclenchée. Le contrôleur (18) agit alors sur le broyeur en l'empêchant d'être actionné. La valve à clapet magnétique (6) ne peut donc plus se mettre en position de broyage et ne peut être qu'en position d'écoulement, renvoyant tout ce qui s'écoule dans l'évier vers les égouts municipaux. Simultanément, le contrôleur (18) ouvre le second clapet magnétique (38) afin de laisser s'écouler une portion de la phase liquide au travers de la sortie de liquide (12), préférablement vers les égouts municipaux. Lorsque la phase liquide en s'écoulant atteint le niveau inférieur de liquide (28), la sonde inférieure de niveau liquide (26) le détecte et l'information est automatiquement enregistrée par le contrôleur (18). Le contrôleur (18) referme alors le second clapet magnétique (38) et reconnecte électriquement le broyeur (4) à la valve à clapet magnétique (6) afin que l'actionnement du broyeur (4) mette automatiquement la valve (6) en position de broyage pour envoyer à nouveau les résidus broyés vers le bac de décantation (8). La phase de vidange liquide est ainsi terminée et la phase normale est à nouveau mise en fonction.
Lorsque la phase solide atteint le niveau maximal de solide (32), la sonde de niveau solide (30) le détecte et l'information est automatiquement enregistrée par le contrôleur principal (18). La chambre de décantation est alors considérée comme pleine et une vidange de la phase solide, aussi appelée étape de vidange solide, peut être effectuée. Durant la vidange, le contrôleur (18) agit alors sur le broyeur en l'empêchant d'être actionné. La valve (6) ne peut donc plus se mettre en position de broyage et ne peut alors être qu'en position d'écoulement, renvoyant tout ce qui s'écoule dans l'évier vers le réseau d'égouts municipal. Le contrôleur (18) referme également les premier et second clapets magnétiques (36 et 40) afin d'isoler la chambre de décantation (9) et de laisser seulement la sortie de solide (14) ouverte. Optionnellement, la sortie de solide (14) est reliée à une pompe à vide qui aspire la phase solide hors du bac de décantation (8). Les premier et troisième clapets magnétiques (36 et 40) fermés assurent que l'aspiration sous vide n'endommage pas les parties amont du dispositif. La soupape de vide (42) assure quant à elle que la chambre de décantation (9) n'implose pas sous l'effet de
l'aspiration sous vide. La pompe à vide peut être préférablement reliée à un composteur domestique ou à un camion municipal de vidange organique.
Selon les Figures 4 et 5, le bac de décantation peut être enfouit en-dessous du niveau du sol. Préférablement, la profondeur d'enfouissement doit être suffisante pour que le contenu du bac de décantation ne puisse pas geler, c'est-à-dire que le bac doit être en- dessous que ce qui est communément appelé le niveau de gel. Le bac de décantation peut donc être installé en dessous des canalisations existantes de gaz et adapté directement aux canalisations des eaux usées du réseau d'égouts municipal.
Selon la Figure 4, la sortie de solide (14) peut être située au centre de la partie inférieure de la chambre de décantation (9) et se prolonger verticalement vers le haut en un conduit de sortie solide (50) qui peut être refermé par une trappe (52) localisée au niveau du sol. La phase de vidange solide se fait en connectant une pompe à vide au conduit de sortie solide (50) à une interface de pompage après ouverture de la trappe (52). Le conduit de sortie solide peut ainsi avoir une surface externe dont une portion inférieure est en contact avec les phases liquide et solide contenues dans la chambre de décantation (9). Les sondes de niveaux (22, 26 et 30) sont optionnellement disposées le long de cette portion inférieure de la surface externe du conduit de sortie solide (50).
La Figure 5 illustre une variante du bac de décantation enfouit en-dessous du niveau du sol et ne comprenant pas de valve, de sondes et système de contrôle. Le bac de décantation peut être relié directement au réseau d'égouts municipal, s'adaptant ainsi très facilement aux unités de traitement des eaux usées subséquentes existantes dans le réseau.
Le bac de décantation (8) peut comprendre plusieurs chambres de décantation (9) en communication fluide les unes avec les autres. Chaque chambre de décantation (9) dispose d'une entrée (10) par laquelle la suspension aqueuse de résidus broyés est alimentée. La suspension aqueuse peut provenir d'une canalisation du réseau d'égouts municipal reliant la sortie du broyeur (non illustré sur la Figure 5) à l'entrée (10) de chambre de décantation (9). L'entrée (10) est préférablement située sur le dessus de la chambre de décantation (9). Par phénomène de gravité et d'entraînement, une partie de la suspension aqueuse ayant une teneur élevée ou maximale en résidus organiques broyés entre dans chaque
chambre de décantation par l'entrée correspondante. L'autre portion de la suspension, ayant une teneur réduite ou nulle en résidus organiques broyés, est entraînée dans la canalisation du réseau d'égouts municipal. Les résidus broyés qui n'ont pas eu la chance d'entrer dans la première chambre de décantation peuvent entrer dans les chambres subséquentes lors de leur entraînement dans la canalisation du réseau d'égouts municipal.
Toujours selon la Figure 5, un mur de dérivation (48) peut être disposé de manière adjacente à l'entrée (10) et en opposition à la sortie de liquide (12) afin d'entraîner les résidus organiques broyés vers le fond de la chambre (9) et d'éviter qu'ils n'empruntent la sortie de liquide (12). Dans un dispositif comprenant plusieurs chambres de décantation, chacune des sorties de liquide de la première chambre de décantation et des chambre de décantation intermédiaire est reliée à la chambre de décantation subséquente. Le phénomène de décantation est ainsi prolongé et amélioré. Si la décantation n'a pas pu être complète dans une chambre de décantation, elle peut se poursuivre lorsque la phase liquide, ayant encore une teneur élevée en solides, passe dans la chambre de décantation subséquente. La phase solide décantée s'accumule dans chacune des chambres de décantation (9) du bac de décantation (8). Une sortie de solide (14) peut être disposée dans l'alignement de l'entrée (10) et être configurée en un conduit qui se prolonge jusqu'au niveau du sol vers une interface de pompage (70). Un véhicule muni d'un dispositif de pompage peut ainsi se raccorder à cette interface (70) afin de procéder à la phase de vidange solide de chacune des chambres de décantation (9). Optionnellement, le bac de décantation peut aussi inclure une fenêtre d'observation (72) configurée de manière à ce qu'une observation de la sortie de la dernière chambre de décantation (9) ou de l'intérieur de chacune des chambres de décantation (9), puisse être faite depuis le niveau du sol. Cette observation permettant de localiser tout problème existant et déclencher des opérations de maintenance ou de vidange.
Il est entendu que le dispositif illustré en Figure 5 peut être utilisé en combinaison avec tous les éléments de la variante de ce dispositif illustrée en Figure 4, sauf incompatibilité évidente de structure. Les matières résiduelles organiques broyées peuvent ainsi être récoltées dans le but de produire du biogaz, compost, engrais ou toute autre forme de valorisation. Le dispositif peut être facilement installé en amont du réseau d'égouts municipal et en aval du réseau
domestique d'une habitation résidentielle ou d'un ensemble d'habitations regroupées. Avantageusement, le dispositif peut également décanter les résidus solides issus des rejets sanitaires et évacués dans la même canalisation du réseau d'égouts municipal en communication avec la ou les chambres de décantation. Le nombre de chambres de décantation et la dimension de chacune de ces chambres dépendent de plusieurs variables telles que le débit de la suspension aqueuse sortant du broyeur, la teneur en résidus broyés de la suspension aqueuse, le nombre de broyeurs reliés à un même bac de décantation ou encore la capacité de traitement du réseau d'égouts municipal. Touts ces variables dépendent du pays dans lequel le dispositif est installé et plus précisément de la municipalité ou du quartier dans lequel il est installé.
De plus, le temps de décantation varie selon la dimension de chaque chambre de décantation. Le bac de décantation peut être vidangé de sa phase solide hebdomadairement ou mensuellement selon l'utilisation du broyeur ou des broyeurs. Le type de sol ou la qualité de l'air ambiant définissent le matériau à choisir pour le bac de décantation et le reste du dispositif.
Les Figures 6 et 7 représentent un système d'affichage reflétant l'état de fonctionnement du dispositif de broyage et de récupération selon la présente invention. L'affichage subséquemment décrit est particulièrement adapté aux dispositifs comprenant une valve de changement de direction et des sondes de niveaux tels que décrits précédemment.
Selon les Figures 6 et 7, le dispositif de broyage et de récupération selon la présente invention comprend optionnellement un afficheur individuel (54) électriquement connecté au contrôleur principal (18) et comprenant au moins quatre voyants lumineux (56, 58, 60 et 62). Cet afficheur peut être installé de manière à être visible par un usager lors de l'utilisation du broyeur. Lorsque le bac de décantation est en phase de marche (Figure 6a), le premier voyant (56) s'allume et signifie la phase de marche à l'usager du broyeur. Lorsque ce premier voyant (56) est allumé, la valve à clapet magnétique pourrait donc se mettre automatiquement en position de broyage et renvoyer les résidus broyés au bac de décantation lorsque le broyeur est actionné. Lorsque le bac de décantation est en phase de vidange liquide (Figure 6b) ou lorsqu'une vidange solide doit être effectuée (Figure 6c), un second voyant d'arrêt (58) s'allume et signifie à l'usager du broyeur que
le broyeur ne peut être actionné. La valve à clapet magnétique resterait donc alors en position d'écoulement. Un troisième et quatrième voyant (60 et 62) s'allume alors respectivement simultanément pour indiquer à l'usager si le broyeur est bloqué pour cause de vidange liquide ou solide. Lorsque le quatrième voyant (62) est allumé, l'usager peut ainsi appeler un responsable municipal ou un service privé afin de vidanger le bac (8) de sa phase solide. L'usager lui-même pourrait également optionnellement utiliser cette phase solide pour du compostage. La Figure 7 représente une version de l'afficheur individuel comprenant en plus un bouton d'actionnement (64) du broyeur et un clavier numérique (66) ainsi qu'un afficheur numérique (68) permettant à l'usager de rentrer des données de contrôle ou d'être informé sur les paramètres du bac de décantation.
Optionnellement, le dispositif peut être installé dans un immeuble comprenant plusieurs appartements et donc plusieurs broyeurs, reliés à un bac de décantation. Selon la Figure 8, les différents appartements d'un complexe d'immeubles renvoient leurs résidus de déchets broyés vers un bac de décantation d'une capacité volumique adéquate. Selon la Figure 9, le dispositif peut également être installé dans un quartier de plusieurs maisons unifamiliales renvoyant leurs résidus de déchets broyés vers un bac de décantation installé à cet effet à proximité. Un camion de vidange municipal peut alors vidanger en une fois la phase solide issue des déchets domestiques organiques de tout un quartier ou immeuble. Préférablement, le quartier de plusieurs maisons unifamiliales ou le complexe d'immeubles peut disposer de plusieurs bacs de décantations. Encore plus préférablement, ces bacs de décantation peuvent être en communication fluide par des tuyaux prévus à cet effet et en communication électrique avec un ou plusieurs contrôleurs. La figure 10 illustre schématiquement le bac de décantation (8) autour duquel sont disposés en périphérie des conduites (74) permettant de récupérer par échange thermique la chaleur produite par la matière solide décantée dans la ou les chambre(s) de décantation. La matière solide décantée est avantageusement à une température, par exemple entre 11 et ^8 , permettant ainsi de v aloriser la chaleur produite en alimentant un système de chauffage ou de climatisation d'un bâtiment par exemple. 1. A notre fosse la chaleur on la récupère à l'aide de tuyau tout le tour de la fosse qui capte la chaleur prévue à cet effet.
Il devrait être entendu que la présente invention inclut tout dispositif permettant de valoriser la matière solide décantée ou encore le biogaz produit. Par exemple, des systèmes de captation du biogaz peuvent être installée en communication avec le bac de décantation afin de récupérer le biogaz produit qui sera ensuite envoyé dans une unité de cogénération (chaleur/électricité) par exemple. Alternativement, il peut être choisi de ne pas récupérer le biogaz et de récupérer régulièrement la matière solide décantée avant que celle-ci ne se décompose, afin d'alimenter des composteurs ou des bioréacteurs par exemple, ou bien encore servir de biocombustible.
Préférablement, le dispositif est installé dans le cadre de la construction d'un bâtiment ou d'un ensemble de bâtiments pouvant recevoir une certification LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) qui est attribuée aux constructions ayant un design et un fonctionnement respectant l'environnement.