CH616907A5

CH616907A5 - Method and device for composting organic waste

Info

Publication number: CH616907A5
Application number: CH664176A
Authority: CH
Inventors: Andre Lacour
Original assignee: Locom Sa
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE7716758U1; DE2723929A1

Abstract

The method for composting organic waste consists in introducing this waste into a fermentation silo (1) divided into several vertical cells, by using a feed carriage (5) which can be moved horizontally above this silo, then in injecting air, and if appropriate water, into the mass of the waste present in the vertical cells, using injection tubes (12) each mounted pivotally around a fixed point situated on at least two opposite lateral walls (8) of the silo, and finally in extracting the waste thus composted by means of an endless screw (13) driven in rotation around its axis perpendicular to the longitudinal axis of the silo and which can be moved along this longitudinal axis. This method is applicable in particular for composting household waste, sludge coming from the treatment of liquid effluent, drainage products, etc. <IMAGE>

Description

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour le compostage de déchets organiques, notamment d'ordures ménagères, de boues provenant du traitement des eaux usées, et de matières similaires telles que produits de vidange, lisier, marc de raisin, etc. The present invention relates to a method and a device for composting organic waste, in particular household waste, sludge from the treatment of waste water, and similar materials such as waste products, slurry, grape marc, etc.

On connaît déjà, pour réaliser le compostage de déchets organiques par fermentation aérobie plusieurs type d'installations destinées à améliorer l'aération de la masse à traiter. Il s'agit notamment de dispositifs mécaniques, par exemple d'agitateurs, à l'aide desquels la matière est continuellement mise en mouvement, de tours de fermentation contenant des récipients superposés dont le contenu de chacun est déversé au bout d'un certain temps dans le récipient immédiatement inférieur, et de dispositifs dans lesquels la matière est constamment recyclée de bas en haut de la tour de fermentation. We already know, to carry out the composting of organic waste by aerobic fermentation, several types of installations intended to improve the aeration of the mass to be treated. These include mechanical devices, for example agitators, using which the material is continuously moved, fermentation towers containing stacked containers, the contents of each of which are poured out after a certain time. in the immediately lower container, and devices in which the material is constantly recycled from the bottom to the top of the fermentation tower.

Ces dispositifs présentent l'inconvénient d'être soit d'une technologie trop compliquée et par là coûteuse (premier et troisième type), soit d'une efficacité insuffisante (second type). En outre, ces trois type d'installations ne peuvent être améliorés quant à leur capacité de production qu'au prix d'investissements importants, les tours de fermentations généralement cylindriques ne pouvant en effet pas être aisément agrandies. These devices have the drawback of being either too complicated and therefore expensive (first and third type) technology, or of insufficient efficiency (second type). In addition, these three types of installation can only be improved in terms of their production capacity at the cost of significant investment, since generally cylindrical fermentation towers cannot in fact be easily enlarged.

Le but de cette invention consiste par conséquent à fournir un procédé et un dispositif pour le compostage de déchets organiques qui tendent à obvier aux inconvénients précités. The object of this invention therefore consists in providing a method and a device for the composting of organic waste which tends to overcome the abovementioned drawbacks.

Le procédé, premier objet de cette invention, se caractérise par le fait qu'on introduit les déchets dans la partie supérieure d'au moins une cellule verticale d'un silo de fermentation, qu'on injecte dans la masse de déchets de l'air et/ou de l'eau par des moyens montés pivotants autour d'un point fixe de telle sorte que ces moyens soient entraînés vers le bas simultanément au mouvement de tassement, dû à la gravité, de ladite masse, et qu'on extrait les déchets compostés de la partie inférieure de la cellule au moyen d'une vis sans fin horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal du silo et déplaçable selon cet axe. The process, first object of this invention, is characterized by the fact that the waste is introduced into the upper part of at least one vertical cell of a fermentation silo, which is injected into the mass of waste from the air and / or water by means pivotally mounted around a fixed point so that these means are driven downwards simultaneously with the compaction movement, due to the gravity, of said mass, and which are extracted waste composted from the lower part of the cell by means of a horizontal endless screw perpendicular to the longitudinal axis of the silo and movable along this axis.

Le dispositif pour la mise en œuvre du procédé ci-dessus, second objet de cette invention, se caractérise par le fait qu'il comporte un silo de fermentation de forme générale parallélipipédique divisé en cellules verticales; des moyens d'alimentation du silo en déchets, montés déplaçables horizontalement sur la partie supérieure du silo selon l'axe longitudinal de celui-ci et selon un axe perpendiculaire à cet axe longitudinal; des moyens d'injection d'air et/ou d'eau dans la masse de déchets, montés pivotants autour d'un point fixe sur deux parois latérales opposées du silo au moins; et des moyens d'extraction des déchets compostés, comprenant à la base du The device for implementing the above process, second object of this invention, is characterized by the fact that it comprises a fermentation silo of generally parallelepipedal shape divided into vertical cells; means for supplying the silo with waste, mounted horizontally displaceable on the upper part of the silo along the longitudinal axis thereof and along an axis perpendicular to this longitudinal axis; means for injecting air and / or water into the mass of waste, pivotally mounted around a fixed point on at least two opposite side walls of the silo; and means for extracting the composted waste, comprising at the base of the

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

616 907 616,907

silo une vis sans fin horizontale entraînée en rotation autour de son axe perpendiculairement à l'axe longitudinal du silo, et déplaçable selon cet axe longitudinal. silo a horizontal worm driven in rotation about its axis perpendicular to the longitudinal axis of the silo, and movable along this longitudinal axis.

Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif de compostage selon l'invention. The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the composting device according to the invention.

La fig. 1 en est une vue de dessus. Fig. 1 is a top view.

La fig. 2 en est une vue de côté partiellement en coupe. Fig. 2 is a side view partially in section.

La fig. 3 en est une vue de face partiellement en coupe. Fig. 3 is a front view partially in section.

Le dispositif illustré à titre d'exemple sur les fig. 1 à 3, consiste en une tour de fermentation 1, sous forme d'un silo parallélipipédique, métallique ou en béton armé, et divisé en cellules verticales 2 par des cloisons verticales internes 3. The device illustrated by way of example in FIGS. 1 to 3, consists of a fermentation tower 1, in the form of a rectangular, metallic or reinforced concrete silo, and divided into vertical cells 2 by internal vertical partitions 3.

Chaque cellule est en principe prévue pour recevoir les déchets d'une journée de production. Le nombre de cellules 2 (ici 6) peut être déterminé par le nombre de jours requis pour la fermentation, généralement de 4 à 6 jours selon la nature des produits à composter. Each cell is in principle planned to receive the waste from one day of production. The number of cells 2 (here 6) can be determined by the number of days required for fermentation, generally from 4 to 6 days depending on the nature of the products to be composted.

L'alimentation de la tour 1 se fait par un convoyeur à bande The feeding of tower 1 is done by a conveyor belt

4 équipé d'un chariot 5 se déplaçant sur des rails 6 disposés au-dessus du silo selon l'axe longitudinal de celui-ci. Le chariot 4 equipped with a carriage 5 moving on rails 6 arranged above the silo along the longitudinal axis thereof. Carriage

5 permet au convoyeur d'alimentation 4 de déverser les produits à composter sur un convoyeur de répartition 7, perpendiculaire au convoyeur d'alimentation 4 et comportant deux sens d'avance, et se déplaçant solidairement avec le chariot 6. 5 allows the feed conveyor 4 to pour the products to be composted onto a distribution conveyor 7, perpendicular to the feed conveyor 4 and having two directions of advance, and moving integrally with the carriage 6.

Grâce à ces deux convoyeurs, respectivement d'alimentation 5 et de répartition 7, il est possible d'alimenter la tour 1 sur sa longueur, et à droite et à gauche de son axe longitudinal, donc sur toute sa surface. Thanks to these two conveyors, respectively supply 5 and distribution 7, it is possible to feed the tower 1 along its length, and to the right and to the left of its longitudinal axis, therefore over its entire surface.

Afin d'assurer de bonnes conditions de fermentation aérobie, la tour 1 est équipée, sur ses grandes parois latérales 8, de deux séries de vérins 9 disposés par exemple au tiers et au deux tiers de la hauteur de ces parois 8. Chaque vérin 9 est monté sur une rotule 10 solidaire de la paroi 8 et comporte une partie extérieur manipulable par exemple depuis une passerelle 11. Ces vérins 9 permettent d'enfoncer dans la masse de déchets à traiter des tubes 12, par lesquels de l'eau et/ou de l'air peut ainsi être injectée selon les besoins de la fermentation, la rangée de tubes 12 inférieurs pouvant également servir à l'aspiration de l'excès d'eau à ce niveau, cette eau étant recyclée. In order to ensure good conditions for aerobic fermentation, the tower 1 is equipped, on its large side walls 8, with two series of jacks 9 arranged for example at one third and two thirds of the height of these walls 8. Each jack 9 is mounted on a ball 10 integral with the wall 8 and has an external part which can be manipulated, for example from a gangway 11. These jacks 9 allow tubes 12, through which water and / / or air can thus be injected according to the needs of fermentation, the row of lower tubes 12 can also be used for suctioning excess water at this level, this water being recycled.

Le dispositif décrit comporte encore, à la base de la tour 1, une vis sans fin 13 pour la récupération du compost; cette vis sans fin 13 consiste par exemple en un arbre tabulaire sur lequel sont fixées des spires qui, tous les demi-tours, sont décalées de quelques centimètres selon l'axe longitudinal de la vis. Pour un débit de 35 m3 par heure par exemple, les spires peuvent avoir un diamètre de l'ordre de 500 mm et un pas de l'ordre de 200 mm la vitesse de rotation de la vis 13 étant réglable d'environ 10 à 25 tours/minute. The device described also comprises, at the base of the tower 1, an endless screw 13 for the recovery of the compost; this endless screw 13 consists for example of a tabular shaft on which are fixed turns which, every half-turn, are offset by a few centimeters along the longitudinal axis of the screw. For a flow rate of 35 m3 per hour for example, the turns can have a diameter of the order of 500 mm and a pitch of the order of 200 mm, the speed of rotation of the screw 13 being adjustable from approximately 10 to 25 revolutions / minute.

Cette vis d'extraction 13 est fixée, à ses deux extrémités, sur deux chariots 14,14' situés à l'extérieur des parois 8 du silo 1, et dont l'un (14') porte le système d'entraînement 15 en rotation de la vis 13, comprenant un moteur à plusieurs vitesse et un réducteur, le sens de rotation du moteur pouvant être inversé. This extraction screw 13 is fixed, at its two ends, to two carriages 14,14 'located outside the walls 8 of the silo 1, one of which (14') carries the drive system 15 in rotation of the screw 13, comprising a multi-speed motor and a reduction gear, the direction of rotation of the motor being able to be reversed.

Les parois 3, 8 ne descendant pas jusqu'au sol, la vis d'extraction 13 peut se déplacer sur toute la longueur du silo 1, sa vitesse de translation, à vide, étant réglable, par exemple de 0,5 à 5 mètres par minutes. Les deux chariots 14,14' sont entraînés par un câble ou une chaîne 16 à deux brins qui fait le tour du silo 1 sur trois de ses côtés. Chacun des chariots 14, 14' est fixé sur un brin différent du câble 16, de façon qu'ils se déplacent exactement à la même vitesse et dans le même sens. The walls 3, 8 do not descend to the ground, the extraction screw 13 can move over the entire length of the silo 1, its translation speed, when empty, being adjustable, for example from 0.5 to 5 meters per minutes. The two carriages 14,14 'are driven by a cable or a chain 16 with two strands which goes around the silo 1 on three of its sides. Each of the carriages 14, 14 'is fixed on a different strand of the cable 16, so that they move at exactly the same speed and in the same direction.

L'entraînement du câble ou de la chaîne est assuré, par exemple, par un dispositif d'entraînement fixe 17, placé au milieu de l'un des petits côtés du silo 1, ce dispositif 17 enroulant le câble ou la chaîne 16 dans un sens ou dans l'autre autour d'une poulie ou d'un tourteau 18. The cable or chain is driven, for example, by a fixed drive device 17, placed in the middle of one of the short sides of the silo 1, this device 17 winding the cable or the chain 16 in a either way around a pulley or cake 18.

Le dispositif d'entraînement 17 comprend par exemple un moteur 19 et un système de transmission hydraulique 20, avec éventuellement un limiteur de couple. La vitesse d'enroulement, et par là la vitesse de translation longitudinale de la vis 13, est asservie à la force de résistance due à la masse des produits compostés, c'est-à-dire également à la force de traction sur le câble 16. Plus cette résistance est grande, et plus la vitesse de translation de la vis 13 est faible, cette vitesse devenant même nulle au-delà d'un certain seuil et seule la rotation de la vis 13 se poursuivant. The drive device 17 comprises for example a motor 19 and a hydraulic transmission system 20, possibly with a torque limiter. The winding speed, and thereby the longitudinal translation speed of the screw 13, is controlled by the resistance force due to the mass of the composted products, i.e. also to the traction force on the cable 16. The greater this resistance, the lower the translation speed of the screw 13, this speed even becoming zero beyond a certain threshold and only the rotation of the screw 13 continuing.

La rotation de la vis d'extraction 13 pousse le compost jusqu'à l'extrémité latérale des cellules 2, d'un côté ou de l'autre, la rotation pouvant se faire dans les deux sens. The rotation of the extraction screw 13 pushes the compost to the lateral end of the cells 2, on one side or the other, the rotation being able to be done in both directions.

Le compost tombe alors sur l'un ou l'autre des deux convoyeurs à bande 21, 21' qui longent la base du silo 1 sur toute la longueur et à l'extérieur de celui-ci. L'un de ces convoyeurs 21' sert au recyclage des produits récupérés, en les conduisant par exemple jusqu'à un élévateur (non montré) qui alimente le convoyeur d'alimentation 4. L'autre convoyeur 21 sert à l'évacuation des déchtes compostés et conduit ceux-ci vers un crible (non montré) qui homogénéise le produit avant sa sortie définitive de l'installation. The compost then falls on one or the other of the two belt conveyors 21, 21 'which run along the base of the silo 1 over the entire length and outside of it. One of these conveyors 21 'is used for recycling the recovered products, for example by leading them to an elevator (not shown) which feeds the feed conveyor 4. The other conveyor 21 is used for the evacuation of waste composted and led to a screen (not shown) which homogenizes the product before it leaves the installation definitively.

Le dispositif décrit présente notamment l'avantage de pouvoir être agrandi de façon relativement aisée, c'est-à-dire en rajoutant une ou plusieurs cellules à l'une ou aux deux extrémités du silo initial. Toutefois, lorsque le nombre de cellules devient trop important, et que par là la longueur totale du silo devient trop importante, il convient alors d'une part de conserver un seul et même système d'entraînement en translation, mais d'autre part de diviser le nouveau silo en plusieurs groupes de cellules ayant chacun sa propre vis d'extraction et son propre système d'entraînement en rotation de celle-ci. Dans certains cas, et pour des raisons de sécurité dans le fonctionnement continu de l'installation, il est même recommandé de prévoir deux systèmes d'entraînement en translation, un à chaque extrémité de la tour. The device described has the particular advantage of being able to be enlarged relatively easily, that is to say by adding one or more cells to one or both ends of the initial silo. However, when the number of cells becomes too large, and thereby the total length of the silo becomes too large, it is then advisable on the one hand to keep one and the same drive system in translation, but on the other hand to divide the new silo into several groups of cells, each with its own extraction screw and its own rotation drive system. In some cases, and for safety reasons in the continuous operation of the installation, it is even recommended to provide two translational drive systems, one at each end of the tower.

Enfin, le dispositif décrit comporte encore, à la base du silo 1, à l'intérieur le long des parois 8, une rigole 22 pour canaliser et recueillir l'eau en excès. Cette eau est recyclée par les tubes 12 supérieurs dans la partie supérieure des cellules 2 pour éviter la pollution, économiser l'eau et assurer l'ensemencement en bactéries des produits à composter. Chaque cellule peut également comporter un couvercle étanche (non montré) destiné d'une part à empêcher le dégagement des mauvaises odeurs et d'autre part à porter un dispositif d'aspiration pour l'aération de ces cellules 2. Finally, the device described also comprises, at the base of the silo 1, inside along the walls 8, a channel 22 for channeling and collecting the excess water. This water is recycled by the upper tubes 12 in the upper part of the cells 2 to avoid pollution, save water and ensure the seeding in bacteria of the products to be composted. Each cell may also include a sealed cover (not shown) intended on the one hand to prevent the release of bad odors and on the other hand to carry a suction device for the aeration of these cells 2.

En ce qui concerne le procédé, il s'applique à tous les déchets organiques fermentescibles, notamment aux ordures ménagères froides broyées, aux boues provenant de l'épuration des eaux usées et au mélange de ces deux produits; dans le cas du compostage des boues d'épuration seules, il convient de leur adjoindre des produits hydrocarbonés, afin d'augmenter la teneur en carbone organique de la masse à traiter. As regards the process, it applies to all fermentable organic waste, in particular to crushed cold household waste, to sludges from the purification of waste water and to the mixture of these two products; in the case of composting sewage sludge alone, hydrocarbon products should be added to them, in order to increase the organic carbon content of the mass to be treated.

Les déchets organiques à composter par fermentation aérobie sont donc chargés par couches journalières horizontales soit dans l'ensemble des cellules, soit par cellules séparées, chaque cellule recevant alors les déchets d'une même journée par exemple. Les déchets subissent alors une fermentation en descendant dans chaque cellule verticale par gravité. L'aération de la masse se fait d'une part par soufflage d'air au moyen des tubes d'injection décrits manœuvres par des vérins montés sur rotule, soit par aspiration depuis le sommet de chaque cellule fermé alors par un couvercle étanche. L'ensemble vérin + tube d'injection ou d'aspiration d'air et/ou d'eau initialement dirigé vers le haut de la cellule verticale, peut suivre le Organic waste to be composted by aerobic fermentation is therefore loaded in horizontal daily layers either in all of the cells, or in separate cells, each cell then receiving waste from the same day for example. The waste then undergoes fermentation by descending into each vertical cell by gravity. The aeration of the mass is done on the one hand by air blowing by means of the injection tubes described maneuvers by jacks mounted on a ball joint, or by suction from the top of each cell then closed by a tight cover. The cylinder + injection or suction tube assembly of air and / or water initially directed towards the top of the vertical cell, can follow the

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

616 907 616,907

4 4

mouvement de tassement vers le bas de la masse en fermentation grâce à son montage sur rotule. downward movement of the mass in fermentation thanks to its mounting on a ball joint.

Comme on l'a déjà vu dans la description du dispositif, les déchets une fois compostés, c'est-à-dire lorsqu'ils sont parvenu en bas de la cellule de formation, peuvent être soit évacués hors de l'installation, soit recyclés au sommet de la cellule pour un nouveau compostage. L'escès d'eau, injectée le cas échéant par les tubes supérieurs dans la masse en formation, peut également être récupéré soit par aspiration par les tubes inférieurs, soit par les rigoles disposées à la base du silo à l'intérieur le long des parois latérales, et recyclé par les tubes supérieurs. As already seen in the description of the device, the waste once composted, that is to say when it has reached the bottom of the training cell, can either be removed from the installation, or recycled at the top of the cell for new composting. The excess water, injected if necessary by the upper tubes into the mass in formation, can also be recovered either by suction by the lower tubes, or by the channels arranged at the base of the silo inside along the side walls, and recycled through the upper tubes.

Les conditions pour un bon déroulement de la fermentation aérobie sont contrôlées par les trois mesures suivantes: s a) mesure de la température au 1Iî et aux 2/s de la hauteur de chaque cellule; The conditions for a good progress of the aerobic fermentation are controlled by the following three measurements: s a) measurement of the temperature at 1Iî and at 2 / s of the height of each cell;

b) mesure de la teneur en CO2 des gaz de fermentation aspirés au sommet de chaque cellule; et c) mesure de la teneur en eau du produit avant fermentation, 1« au cours des recyclages et après fermentation. b) measurement of the CO2 content of the fermentation gases aspirated at the top of each cell; and c) measuring the water content of the product before fermentation, 1 "during recycling and after fermentation.

B B

3 feuilles dessins 3 sheets of drawings

Claims

616,907

1. Process for the composting of organic waste, characterized in that the waste is introduced into the upper part of at least one vertical cell of a fermentation silo, which is injected into the waste mass of the air and / or water by means pivotally mounted around a fixed point so that these means are driven downwards simultaneously with the compaction movement, due to the gravity, of said mass, and that the waste composted from the bottom of the cell by means of a horizontal worm perpendicular to the longitudinal axis of the silo and movable along this axis.

2. Method according to claim 1, characterized in that a part of the extracted composted waste is recycled.

2

3. Method according to claim 2, characterized in that the excess water is recovered in the lower part of each cell and is recycled.

4. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the waste to be treated is introduced by horizontal daily layers in all of the vertical cells of the fermentation silo.

5. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the waste to be treated is introduced by separate vertical cells, each cell receiving the daily amount of waste.

6. Device for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises a fermentation silo of generally parallelepiped shape divided into vertical cells; means for supplying the silo with waste, mounted horizontally displaceable on the upper part of the silo along the longitudinal axis thereof and along an axis perpendicular to this longitudinal axis; means for injecting air and / or water into the mass of waste, pivotally mounted around a fixed point on at least two opposite side walls of the silo; and means for extracting the composted waste, comprising at the base of the silo a horizontal endless screw driven in rotation about its axis, perpendicular to the longitudinal axis of the silo, and movable along this longitudinal axis.

7. Device according to claim 6, characterized in that the silo is made of metal or reinforced concrete.

8. Device according to claim 6, characterized in that the supply means comprise a first conveyor belt equipped with a carriage moving on the silo along the longitudinal axis thereof, and a second conveyor with a strip perpendicular to the first and moving in solidarity with the carriage also along the longitudinal axis of the silo.

9. Device according to claim 6, characterized in that the injection means comprise cylinders pivotally mounted on ball joints integral with said side walls and receiving tubes directed towards the inside of the vertical cells, the whole being arranged so that the injection tubes are pivoted towards the lower part of the cells during the compaction movement due to the gravity of the mass of waste.

10. Device according to claim 6, characterized in that the extraction screw is mounted at its two ends on two carriages movable outside the silo along the side walls of the long sides thereof by a device d drive, said walls having a suitable passage for the screw in their lower part, and one of the carriages carrying a motor for rotating said screw, the direction of rotation of which is reversible.

11. Device according to claim 10, characterized in that the drive device of the two carriages comprises a cable or chain with two strands, each carriage being fixed on a different strand, and the cable or chain being driven in translation by a motor.

12. Device according to one of claims 6,10 and 11, characterized in that it further comprises located at the base and outside the side walls of the long sides of the silo, below the horizontal plane of the extraction screw, two belt conveyors for the recovery of the composted products with a view to their evacuation or recycling.

13. Device according to claim 6, characterized in that the length of the vertical cells corresponds to the width of the fermentation silo.

14. Device according to claim 6 or claim 13, characterized in that it comprises from 4 to 6 vertical cells.

15. Device according to claim 6 or claim 13, characterized in that it comprises at least two groups juxtaposed with several vertical cells, each group comprising an extraction screw, and all the screws being driven in translation for a single drive device.