FR2819504A1

FR2819504A1 - Composting plant for sludge from water treatment stations consists of grinder, premixing area, perforated composting chambers and deodorizers

Info

Publication number: FR2819504A1
Application number: FR0100546A
Authority: FR
Inventors: Eric Blin; Andre Cosson
Original assignee: Lyonnaise des Eaux et de lEclairage SA; Lyonnaise des Eaux SA
Current assignee: Lyonnaise des Eaux et de lEclairage SA; Lyonnaise des Eaux SA
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2002-07-19
Anticipated expiration: 2021-01-16
Also published as: FR2819504B1

Abstract

The composting plant consists of a grinder which can be mobile and common to a number of plants, a premixing area where dehydrated sludge is mixed with a carboniferous structuring material, and one or more composting chambers with perforated floors linked by pipes to air suction or blowing manifolds with fans. The air drawn through the sludge while it is undergoing aerobic fermentation is passed through a deodorizer in the form of a biological deodorizing column before being released into the atmosphere. The plant incorporates condensate extractors to protect the blower/suction fans, and each composting chamber has temperature and pressure measuring probes for automated control of ventilation.

Description

La présente invention est relative à une installation de compostage des boues provenant des stations d'épuration d'eaux. On sait que le traitement des boues des stations d'épuration tend à devenir l'un des points noirs actuels pour le respect de l'environnement. Les réglementations actuellement en vigueur s'opposent en général à une mise en décharge des boues déshydratées. Il existe donc des procédés qui ont été conçus en vue de permettre la réalisation d'un compostage des boues, c'est-à-dire leur décomposition et leur stabilisation, par voie biologique aérobie thermophile des substrats organiques contenus dans les boues. Ces procédés sont mis en oeuvre dans des installations de dimensions importantes auxquelles sont amenées les boues provenant des stations d'épuration et qui y ont été préalablement stockées. Cette technique connue présente des inconvénients majeurs : le stockage des boues sur le site de production, c'est-à-dire dans les stations d'épuration, avant leur transport vers les installations de traitement, entraîne des nuisances importantes dues à la présence de germes pathogènes et aux odeurs dégagées par ces boues ; la manipulation et le transport des gâteaux de boues collantes présentent des difficultés difficiles à résoudre. The present invention relates to an installation for composting sludge from water treatment plants. We know that the treatment of sludge from wastewater treatment plants tends to become one of the current black spots for respect for the environment. The regulations currently in force generally oppose the landfill of dehydrated sludge. There are therefore processes which have been devised with a view to enabling the composting of the sludge, that is to say its decomposition and stabilization, by aerobic thermophilic biological means of the organic substrates contained in the sludge. These processes are implemented in large-scale installations to which the sludge from treatment plants is brought and which has been stored there beforehand. This known technique has major drawbacks: the storage of sludge on the production site, that is to say in the treatment plants, before their transport to the treatment facilities, causes significant nuisance due to the presence of pathogenic germs and odors released by this sludge; the handling and transport of sticky mud cakes presents difficulties which are difficult to solve.

Afin d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus, l'invention apporte une installation de compostage qui s'affranchit des contraintes des installations classiques auxquelles on amène les boues à traiter provenant de diverses stations d'épuration, en effectuant sur site le compostage des boues, c'est-à-dire directement dans les stations d'épuration. Cette installation est caractérisée en ce qu'elle comporte : un moyen de broyage, généralement mobile et commun à plusieurs installations ; - une aire de prémélange dans laquelle les boues déshydratées sont mélangées à un support carboné structurant : In order to eliminate the drawbacks mentioned above, the invention provides a composting installation which overcomes the constraints of conventional installations to which the sludge to be treated coming from various treatment plants is brought, by carrying out on-site composting of sludge, that is to say directly in treatment plants. This installation is characterized in that it comprises: a grinding means, generally mobile and common to several installations; - a premix area in which the dehydrated sludge is mixed with a structuring carbon support:

au moins une enceinte de compostage, qui est réalisée sous la forme d'un casier dans lequel sont entassées les boues mélangées au support carboné structurant, à l'aide dudit broyeur mobile, cette enceinte étant munie d'un plancher comportant une pluralité de perforations qui débouchent sur un collecteur d'aspiration/soufflage d'air ; des moyens pour assurer une aspiration et/ou un soufflage d'air au travers desdites perforations, ces moyens pouvant fonctionner alternativement en mode aspiration pour réaliser une fermentation aérobie des boues, l'air étant alors aspiré au travers des boues entassées dans les casiers et en mode soufflage, lors des opérations de chargement et de déchargement des boues et - des moyens de désodorisation recevant l'air aspiré au travers des boues lors de leur fermentation aérobie, avant leur rejet à l'atmosphère. at least one composting enclosure, which is produced in the form of a rack in which the sludge mixed with the structuring carbon support is piled up, using said mobile crusher, this enclosure being provided with a floor comprising a plurality of perforations which lead to an air intake / supply manifold; means for ensuring suction and / or blowing of air through said perforations, these means being able to operate alternately in suction mode to carry out an aerobic fermentation of the sludge, the air then being sucked through the sludge piled up in the compartments and in blowing mode, during sludge loading and unloading operations and - deodorization means receiving the air sucked through the sludge during their aerobic fermentation, before their rejection into the atmosphere.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque casier de compostage comporte une pluralité de rampes d'aspiration/soufflage, ménagées dans le plancher du casier, lesdites rampes étant reliées à un collecteur d'aspiration/soufflage sur lequel est monté un ventilateur, les ventilateurs de la pluralité de casiers de compostage étant raccordés aux moyens de désodorisation, constitués de préférence par une tour de désodorisation biologique, associée à chaque casier. According to a preferred embodiment of the invention, each composting bin has a plurality of suction / blowing ramps, formed in the floor of the bin, said ramps being connected to a suction / blowing manifold on which is mounted a ventilator, the ventilators of the plurality of composting bins being connected to the deodorization means, preferably constituted by a biological deodorization tower, associated with each bin.

Selon l'invention, l'installation comporte en outre un dévésiculeur monté de manière à protéger chacun desdits ventilateurs et qui est destiné à recevoir les condensats issus de la fermentation aérobie des boues, ces condensats étant recueillis dans une goulotte. According to the invention, the installation further comprises a demister installed so as to protect each of said fans and which is intended to receive the condensates from the aerobic fermentation of the sludge, these condensates being collected in a chute.

Selon l'invention, on peut prévoir une couverture positionnée au-dessus des casiers afin d'éviter le lessivage du compost dans les régions humides. According to the invention, it is possible to provide a cover positioned above the bins in order to avoid leaching of the compost in humid regions.

Selon encore un autre exemple de réalisation de l'invention, chaque casier de compostage est muni d'une sonde mesurant la température au coeur du tas de boues According to yet another embodiment of the invention, each compost bin is provided with a probe measuring the temperature at the heart of the pile of sludge

maintenu dans le casier, d'une sonde de mesure de la température d'air ambiant, d'une sonde de pression mesurant les pertes de charge dans le tas de compost, les données émises par lesdites sondes étant recueillies par un système de traitement conçu de façon à suivre à distance l'évolution du traitement des boues et éventuellement, permettant d'assurer une automatisation de la ventilation. maintained in the locker, a probe for measuring the ambient air temperature, a pressure probe measuring the pressure drops in the compost pile, the data emitted by said probes being collected by a processing system designed so as to remotely monitor the evolution of sludge treatment and possibly, ensuring automation of ventilation.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent des modes de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below with reference to the accompanying drawings which illustrate embodiments thereof which are in no way limiting in nature.

Sur les dessins : la figure 1 est un schéma par blocs illustrant les diverses étapes du procédé mis en oeuvre dans l'installation selon l'invention ; la figure 2 est une vue schématique en plan d'une installation selon l'invention ; la figure 3 est une vue en perspective de l'installation selon l'invention ; la figure 4 est une vue en élévation représentant les moyens assurant le compostage des boues par fermentation aérobie et le traitement des odeurs ; la figure 5 est une vue en perspective représentant l'intérieur d'un casier de compostage ; la figure 6 est également une vue en perspective représentant un casier de compostage muni d'une couverture non étanche et les figures 7 et 8 sont des vues partielles qui représentent l'installation, respectivement en mode traitement aérobie et en mode chargement/déchargement des boues. In the drawings: FIG. 1 is a block diagram illustrating the various steps of the method implemented in the installation according to the invention; Figure 2 is a schematic plan view of an installation according to the invention; Figure 3 is a perspective view of the installation according to the invention; Figure 4 is an elevational view showing the means ensuring the composting of sludge by aerobic fermentation and the treatment of odors; Figure 5 is a perspective view showing the interior of a compost bin; FIG. 6 is also a perspective view showing a composting bin provided with a non-waterproof cover and FIGS. 7 and 8 are partial views which represent the installation, respectively in aerobic treatment mode and in sludge loading / unloading mode .

Comme on le comprend, la présente invention met en oeuvre un procédé classique de traitement des boues par compostage effectué sur des boues préalablement déshydratées. On sait qu'un tel traitement consiste tout d'abord à mélanger les boues à un support carboné structurant constitué généralement de sciure ou de copeaux de bois, d'écorces broyées etc..., le rôle de ce support As will be understood, the present invention implements a conventional process for treating sludge by composting carried out on previously dehydrated sludge. We know that such a treatment consists first of all in mixing the sludge with a structuring carbon support generally consisting of sawdust or wood shavings, crushed bark, etc., the role of this support

carboné étant d'apporter un amendement carboné, de remplir une fonction de foisonnement et d'absorber une partie de l'humidité des boues en en améliorant ainsi la structure. carbonaceous being to make a carbonaceous amendment, to fulfill a function of expansion and to absorb part of the humidity of the sludge, thereby improving its structure.

Le mélange boues plus support carboné est ensuite soumis à un traitement de compostage destiné à assurer la décomposition et la stabilisation par voie biologique aérobie thermophile des substrats organiques contenus dans les boues. Cette dernière étape peut être effectuée par aération forcée. The mixture of sludge plus carbon support is then subjected to a composting treatment intended to ensure the decomposition and stabilization by aerobic biological thermophilic action of the organic substrates contained in the sludge. This last step can be carried out by forced ventilation.

La figure 1 des dessins annexés illustre le procédé ainsi mis en oeuvre par la présente invention, sur le site de production des boues. Ce procédé comporte après une étape de déshydratation au cours de laquelle la teneur en eau des boues est ramenée entre 15 et 35%, une étape de prémélange des boues déshydratées avec un support carboné pouvant être constitué par exemple par des écorces de pin. Le mélange est ensuite soumis à un malaxage-broyage dans un broyeur mobile (un tel broyeur pouvant être commun à plusieurs installations selon l'invention), avant d'être conditionné en tas répartis dans des casiers de compostage dans lesquels il est soumis à une aspiration d'air pendant une durée de trois à quatre semaines afin d'assurer la dégradation des boues par les microorganismes, cette dégradation s'accompagnant d'une élévation de température qui peut dépasser 55OC, suffisante pour détruire les germes pathogènes et diminuer l'humidité du produit finalement

obtenu, c'est-à-dire du compost. Ce dernier est alors évacué vers une aire de stockage pour une maturation éventuelle et il peut être utilisé en amendement sur cultures. L'air récupéré lors du traitement de fermentation sous ventilation est soumis à une désodorisation biologique avant son rejet dans l'atmosphère. Figure 1 of the accompanying drawings illustrates the process thus implemented by the present invention, on the sludge production site. This process comprises, after a dewatering step during which the water content of the sludge is brought down to between 15 and 35%, a step of premixing the dehydrated sludge with a carbonaceous support which can consist, for example, of pine bark. The mixture is then subjected to kneading-grinding in a mobile mill (such a mill can be common to several installations according to the invention), before being packaged in heaps distributed in composting bins in which it is subjected to a suction of air for a period of three to four weeks to ensure the degradation of sludge by microorganisms, this degradation accompanied by a rise in temperature which can exceed 55OC, sufficient to destroy pathogenic germs and reduce the product humidity

obtained, i.e. compost. The latter is then evacuated to a storage area for possible maturation and it can be used as an amendment to crops. The air recovered during the fermentation treatment under ventilation is subjected to biological deodorization before it is released into the atmosphere.

On se réfère maintenant aux figures 2 à 6 qui représentent à titre d'exemples non limitatifs un mode de réalisation d'enceintes de compostage 10 constituées par des casiers de compostage, auxquels est amené le mélange boues plus support carboné structurant, préalablement préparé également sur site. Reference is now made to FIGS. 2 to 6 which show, by way of nonlimiting examples, an embodiment of composting chambers 10 constituted by composting bins, to which is brought the mixture of sludge plus structuring carbon support, previously also prepared on site.

Chacun des casiers de compostage composant l'installation est désigné par la référence 11, les boues préalablement mélangées au support carboné structurant et provenant du broyeur mobile étant entassées dans lesdits casiers. Chacun de ces derniers comporte un plancher 12 qui est pourvu d'une pluralité de perforations 13 débouchant sur un collecteur 14 qui est raccordé à des moyens d'aspiration et de soufflage d'air. Ainsi qu'on le voit notamment sur la figure 3, chaque casier 11 est ouvert sur sa face frontale de manière à permettre le chargement des boues provenant du broyeur mobile. L'invention prévoit, dans les régions humides, une couverture 19 (figure 6) éventuellement amovible. On évite ainsi tout lessivage du compost. Each of the composting bins making up the installation is designated by the reference 11, the sludge previously mixed with the structuring carbon support and coming from the mobile crusher being piled up in said bins. Each of these comprises a floor 12 which is provided with a plurality of perforations 13 leading to a manifold 14 which is connected to means for suction and blowing of air. As can be seen in particular in FIG. 3, each rack 11 is open on its front face so as to allow the loading of the sludge from the mobile crusher. The invention provides, in humid regions, a cover 19 (Figure 6) possibly removable. This avoids any leaching of the compost.

Comme on le voit sur la figure 5, chaque casier de compostage comporte, dans son plancher 12, une pluralité de rampes d'aspiration/soufflage 20 dans lesquelles sont ménagées lesdites perforations 13, ces rampes étant reliées au collecteur 14. Les moyens assurant une aspiration et/ou un soufflage d'air au travers des perforations 13 sont réalisés sous la forme de ventilateurs tels que 15. As can be seen in FIG. 5, each compost bin has, in its floor 12, a plurality of suction / blowing ramps 20 in which said perforations 13 are provided, these ramps being connected to the collector 14. The means ensuring a suction and / or air blowing through the perforations 13 are produced in the form of fans such as 15.

L'installation comporte en outre un déséviculeur 17 qui est monté de manière à protéger les ventilateurs 15 à l'encontre de toute introduction d'humidité, ce déséviculeur recevant les condensats issus de la fermentation aérobie des boues effectuée dans les casiers de compostage 11, ces condensats étant ensuite recueillis dans une goulotte 18, laquelle recueille également la surverse des moyens de désodorisation décrits ci-après. The installation also comprises a demister 17 which is mounted so as to protect the fans 15 against any introduction of moisture, this demister receiving the condensates from the aerobic fermentation of the sludge carried out in the composting bins 11, these condensates then being collected in a chute 18, which also collects the overflow of the deodorization means described below.

Afin d'assurer une désodorisation efficace de l'air aspiré par les ventilateurs et ayant traversé les tas de boues positionnés dans les casiers de compostage 11, on prévoit, par système de ventilation, une tour de désodorisation biologique 16 à laquelle est délivré l'air provenant des ventilateurs 15 par l'intermédiaire d'une conduite 19. In order to ensure effective deodorization of the air drawn in by the fans and having passed through the piles of sludge positioned in the composting bins 11, a ventilation system is provided for a biological deodorization tower 16 to which the air from the fans 15 via a pipe 19.

Selon la présente invention, chaque casier de compostage 11 est pourvu de sondes de température ainsi que According to the present invention, each compost bin 11 is provided with temperature probes as well as

d'une sonde de pression en amont de son ventilateur 15. On mesure également la température de l'air ambiant ainsi que la température du coeur de chaque tas de compost et les informations émises par les sondes sont recueillies par un système de traitement permettant de suivre à distance l'évolution du système et d'assurer éventuellement une automatisation de la ventilation. Ce contrôle peut également s'effectuer visuellement sur site ou bien les informations recueillies peuvent mettre en oeuvre une téléalarme. a pressure probe upstream of its fan 15. The temperature of the ambient air as well as the temperature of the core of each compost pile is also measured and the information emitted by the probes is collected by a processing system making it possible to monitor the evolution of the system remotely and possibly provide ventilation automation. This control can also be carried out visually on site or the information collected can use a remote alarm.

Ainsi qu'on le voit sur les figures 7 et 8, l'air peut circuler selon deux directions : - par aspiration au travers du tas de boues au cours du compostage pour assurer une fermentation aérobie des boues (figure 7) ; - par soufflage au travers des collecteurs et des perforations des rampes 17, pour en éviter le colmatage par des produits pulvérulents, lors du chargement et du déchargement (ou débatissage) de l'aire de compostage. As seen in Figures 7 and 8, air can flow in two directions: - by suction through the pile of sludge during composting to ensure aerobic fermentation of the sludge (Figure 7); - By blowing through the manifolds and the perforations of the ramps 17, to prevent clogging by pulverulent products, during loading and unloading (or stripping) of the composting area.

Parmi les avantages apportés par la présente invention, on peut citer notamment les suivants : - élimination des inconvénients résultant du transport et du stockage des boues : l'invention permet de traiter sans délai, sur le site de production, les boues des stations d'épuration, ce qui diminue notablement les sources d'odeurs ; - pas de création de nuisances éventuelles supplémentaires hors des sites déjà existants, ce qui allège les demandes éventuelles d'autorisation préalable ; - production d'un compost stockable sans nuisances et réutilisable près de chaque site ; pas d'impact additionnel notable, qu'il soit visuel, sonore ou olfactif sur les sites ; pas de création de nouvelles nuisances, notamment sur la filière eaux ; Among the advantages provided by the present invention, the following may be mentioned in particular: elimination of the drawbacks resulting from the transport and storage of the sludge: the invention makes it possible to treat the sludge from the treatment stations without delay on the production site. purification, which significantly reduces the sources of odors; - no creation of any additional nuisance outside the already existing sites, which lightens any requests for prior authorization; - production of compost that can be stored without nuisance and reusable near each site; no significant additional impact, whether visual, audible or olfactory on the sites; no creation of new nuisances, particularly in the water sector;

élimination des nuisances dues à l'utilisation de boues pâteuses grâce à la création d'un produit stabilisé et attrayant ; réduction des coûts d'investissement et d'exploitation. elimination of nuisances due to the use of pasty sludge through the creation of a stabilized and attractive product; reduced investment and operating costs.

Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et/ou représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. It remains to be understood that the present invention is not limited to the exemplary embodiments described and / or shown here, but that it encompasses all variants thereof.

Claims

CLAIMS 1-Installation for composting sludge originating in particular from treatment plants, characterized in that it comprises: a means of grinding; - a premix area in which the dehydrated sludge is mixed with a structuring carbon support: at least one composting enclosure (10), which is produced in the form of a rack (11) in which the sludge mixed with the support is piled up carbonaceous structuring using said crusher, this enclosure being provided with a floor (12) comprising a plurality of perforations (13) which open onto a manifold (14) for suction / blowing of air; - Means (15) for ensuring suction and / or blowing through said perforations, these means being able to operate alternately in suction mode to carry out aerobic fermentation of the sludge, the air then being sucked through the sludge piled up in the racks and in blowing mode, during the loading and unloading operations of the sludge and deodorization means (16) receiving the air sucked through the sludge during their aerobic fermentation, before their rejection into the atmosphere.

2-Installation according to claim 1, characterized in that the grinding means is mobile and it is common to several installations.

3-Installation according to claim 1, characterized in that the deodorization means are made in the form of a biological deodorization tower.

4-Installation according to claim 3, characterized in that a biological deodorization tower is associated with each locker (11).

5-Installation according to claim 1, characterized in that each composting bin has a plurality of suction / blowing ramps (20) provided with said perforations (13) and formed in the floor (12) of the bin (11), said ramps being connected to a suction / supply manifold on which a fan (15) is mounted.

6-Installation according to claim 1, characterized in that it further comprises a demister (17) mounted so as to protect said fan and which is intended to receive the condensates from the aerobic fermentation of sludge, these condensates being collected in a chute (18).

7-Installation according to claim 1, characterized in that there is provided a cover (19) positioned above the bins to avoid leaching of the compost in humid regions.

8-Installation according to claim 1, characterized in that each compost bin (11) is provided with probes measuring the temperature at the heart of the pile of sludge, a probe for measuring the ambient air temperature and a pressure probe measuring the pressure drops in the compost heap, the data emitted by said probes being collected by a treatment system designed so as to remotely monitor the progress of sludge treatment and possibly to ensure automation of the ventilation.