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DIGESTEUR A VOLUME DE CIEL GAZEUX REDUIT
[0001] L'invention se situe dans le domaine technique du traitement biologique
des
boues, notamment issues des eaux résiduaires. L'invention concerne un
digesteur
destiné à la mise en uvre d'un traitement de méthanisation des boues.
[0002] La méthanisation est une technologie basée sur la dégradation par des
micro-
organismes de la matière organique, en conditions contrôlées et en l'absence
d'oxygène, donc en milieu anaérobie. On parle aussi de digestion anaérobie.
[0003] La méthanisation permet de générer :
- un digestat, qui est un produit humide, riche en matière organique
partiellement stabilisée. Il est généralement envisagé le retour au sol du
digestat après éventuellement une phase de maturation par compostage ;
- du biogaz, mélange gazeux généralement saturé en eau à la sortie du
digesteur et typiquement composé d'environ 50 % à 70 % de méthane (CH4),
de 30 % à 50 `)/0 de gaz carbonique (CO2) et de quelques gaz traces (NH3, N2,
H2S). Le biogaz constitue une énergie renouvelable, il peut être injecté dans
le réseau de gaz naturel après épuration. Le biogaz peut aussi être utilisé
pour la production d'électricité et de chaleur et/ou la production d'un
carburant.
[0004] Un des avantages de la méthanisation est la valorisation de la
matièreorganique et la production d'énergie via le biogaz généré.
[0005] La méthanisation est mise en uvre dans un digesteur. Le digesteur peut
être
vu comme une enceinte fermée par une paroi supérieure (aussi appelée toit),
définissant deux volumes : un premier volume contenant la matière à traiter,
les
boues, le digestat généré ; et un second volume entre le premier volume et la
paroi
supérieure, aussi appelé ciel gazeux, et vers lequel le biogaz généré s'élève.
[0006] Le terme boue doit être compris comme étant toute matière organique,
y
compris les déchets organiques et toutes sortes de boues, y compris des boues
primaires, des boues biologiques, des boues activées, et plus particulièrement
des
boues de déchets organiques ou de stations d'épuration d'eau potable ou d'eaux
usées. La matière organique, ou la matière organique naturelle, se réfère à la
grande
source de composés à base de carbone que l'on trouve dans les environnements
naturels et artificiels, terrestres et aquatiques. Il s'agit de matière
composée de
composés organiques provenant des restes d'organismes tels que les plantes et
les
êtres vivants et de leurs déchets dans l'environnement. Les molécules
organiques
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peuvent également être fabriquées par des réactions chimiques qui n'impliquent
pas
la vie. Les structures de base sont créées à partir de la cellulose, du tanin,
de la
cutine et de la lignine, ainsi que d'autres protéines, lipides et glucides.
[0007] Des problèmes de sécurité peuvent être liés à la mise en oeuvre d'un
digesteur. En effet, le biogaz contient du méthane, ce qui crée un risque
d'explosion
du digesteur si de l'oxygène pénètre accidentellement dans le digesteur. En
conséquence, des distances d'effets d'explosion due à la présence du biogaz
dans le
digesteur sont définies afin de délimiter un périmètre dit à risque.
[0008] La surpression aérienne est la conséquence d'une explosion qui se
manifeste
par la propagation depuis la zone de l'explosion, d'une onde de pression dans
l'atmosphère, à une vitesse de l'ordre de celle des ondes acoustiques (340 m/s
dans
l'air à 15 C). Lorsqu'on mesure en un point fixe de l'espace les
caractéristiques d'une
telle onde, on observe une impulsion positive de pression (surpression) - dont
la
durée se mesure en général en millisecondes - suivie d'une phase de
dépression.
[0009] Si l'explosion a pour origine la détonation d'une substance explosive,
la
surpression positive se caractérise par une très brusque montée, quasi
instantanée
jusqu'au maximum de pression, suivie d'une décroissance quasi linéaire. Le pic
de
pression négative est beaucoup moins important et il n'est, en général, pas
considéré dans l'évaluation des effets d'une onde de pression.
[0010] La pression est une force par unité de surface susceptible d'induire
des efforts
de flexion ou de cisaillement dans les structures, éventuellement de
compression
pour le corps humain. Une onde de pression peut également propulser des
projectiles.
[0011] En France, l'arrêté du 22 octobre 2004 (Ministère de l'Ecologie et du
Développement Durable) définit les valeurs de référence de seuils d'effets des
phénomènes accidentels des installations classées. Ces valeurs sont utilisées
pour
la détermination des zones d'effets d'accident potentiels dans les études de
danger
(rayons d'explosion).
[0012] Lorsque la pression de rupture d'un digesteur est connue, le calcul de
l'énergie d'explosion peut être réalisé avec l'équation dite de Brode. Cette
énergie
est l'énergie pouvant participer à la propulsion de missiles, à la production
d'ondes
de surpression ou de flux thermiques selon :
AP = V
E= _______________________________________________
yr ¨ 1
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[0013] Avec AP : Pr ¨ P0; Pr: Pression de rupture de l'enceinte (Pa) ; P0:
Pression
atmosphérique (Pa) ; V : Volume du ciel gazeux (m3) ; yr : Rapport des
chaleurs
spécifiques du gaz contenu dans le réservoir (1,4 pour le méthane) ; E :
Energie
d'explosion (J).
[0014] Une fois l'énergie d'explosion déterminée, il existe plusieurs méthodes
pour
calculer les distances d'effets de l'explosion. Dans le cas d'un digesteur, le
modèle
TNO Multi-energy est principalement utilisé, pour des explosions confinées ou
non
confinées (Unconfined Vapor Cloud Explosion (UVCE)).
[0015] Le problème réside donc dans la réduction des distances d'effet due à
la
présence du biogaz. D'un point de vue concept de digesteur, les deux
paramètres
modulables qui impactent le niveau des seuils de surpression et distances
d'effets de
l'explosion sont :
- La pression de rupture de l'ouvrage ;
- Le volume explosible (c'est-à-dire le volume du ciel gazeux en
fonctionnement
normal ou du digesteur vide lors d'une vidange accidentelle).
[0016] Le ciel gazeux est généralement assez volumineux, et la distance entre
le
niveau de digestat et la paroi supérieure du digesteur peut atteindre jusqu'à
3 m. Une
telle hauteur a tout d'abord pour but d'autoriser l'accumulation de produits
flottants et
de gérer les éventuels moussages provoqués soit par la présence de bactéries
filamenteuses dans le procédé de dépollution des eaux usées produisant les
boues
(foisonnement des boues, bulking en anglais), soit par la production de
composés tensio-actifs dans le digesteur. En effet, le plus souvent, les
digesteurs ne
possèdent pas de dispositif permettant d'évacuer les mousses et flottants. Il
est donc
nécessaire de prévoir un tel volume de stockage en surface du digestat.
[0017] En outre, la hauteur élevée de ciel gazeux permet aussi de gérer un
éventuel
phénomène d'expansion rapide du volume de digestat (connu sous l'acronyme RVE
pour Rapid Volume Expansion ). Le RVE est un phénomène lié à la hausse
soudaine de viscosité du digestat causée, le plus souvent, par une perte ou
une
perturbation de la fonction de brassage. En effet, une fois que le
cisaillement diminue,
la viscosité du digestat augmente, ce qui piège une partie du biogaz dans le
digestat,
et peut générer une augmentation rapide du volume de celui-ci.
[0018] En résumé, la conception usuelle des digesteurs consiste à laisser une
hauteur importante entre le niveau de digestat et la paroi supérieure du
digesteur, de
façon à pouvoir stocker les mousses et flottants à la surface du digestat et à
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autoriser un éventuel phénomène de RVE. Si cette hauteur est insuffisante,
l'intégrité
de l'ouvrage -plus particulièrement celle de la paroi supérieure- est mise en
danger.
Ce volume disponible pour l'expansion des mousses est usuellement occupé par
du
biogaz et engendre les contraintes de sécurité évoquées précédemment.
[0019] Il est donc intéressant de réduire le volume de biogaz en partie
supérieure de
digesteur pour réduire les distances d'effets en cas d'explosion. Réduire ce
volume
de biogaz sans prendre de risques sur l'intégrité du digesteur nécessite
cependant
de savoir extraire (1) les mousses et flottants en continu en surface du
digestat, et
(2) le volume de digestat ne pouvant être contenu dans le digesteur en cas de
phénomène de RVE sans exercer de surpression.
[0020] Or, l'extraction des mousses et flottants en surface est une opération
complexe à réaliser. Une première solution à ce problème consiste à les
extraire du
digestat par simple surverse. Cela permet d'entraîner périodiquement des
paquets de mousses/flottants présents en surface. Néanmoins, avec une telle
solution, le gaz contenu en surface du digesteur peut s'échapper par le
dispositif de
surverse. Pour éviter cela, il faut alors prévoir un autre dispositif en aval
pour retenir
le biogaz et recueillir séparément le digestat contenant les
mousses/flottants. Ces
dispositifs fonctionnent généralement sur le principe du joint hydraulique,
dont le
fonctionnement est principalement dicté par la densité du liquide traité. Or,
la densité
du digestat contenant les mousses/flottants varie fortement au cours du temps
:
lorsque les paquets de mousses/flottants sont extraits, la densité chute
brutalement,
ce qui empêche le bon fonctionnement du joint hydraulique. Une autre
difficulté
réside dans le fait que ces dispositifs en aval de la surverse doivent
répondre à deux
contraintes opposées : avoir une section hydraulique suffisamment faible pour
produire des vitesses élevées permettant d'entraîner les mousses/flottants, et
avoir
des sections hydrauliques suffisamment larges pour éviter le colmatage par le
digestat et les mousses/flottants. Cette première solution, faisant appel à
une simple
surverse, n'est donc pas totalement satisfaisante.
[0021] Une deuxième solution consiste à extraire du digestat les mousses et
flottants
via un orifice noyé proche de la surface. L'extraction est dans ce cas
généralement
passive . Ceci permet de contenir simplement le biogaz dans le digesteur,
mais
pose des problèmes de sécurité en cas de baisse incontrôlée du niveau liquide.
En
effet, dans ce cas, du biogaz peut s'échapper. En outre, cette solution a en
réalité
une faible efficacité pour entraîner les mousses/flottants.
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[0022] Une autre solution peut consister à gérer les conséquences d'un
moussage
sans chercher à évacuer les mousses/flottants. Ainsi, lorsqu'un moussage a
lieu et
est détecté, du digestat est extrait - par exemple par pompage actif - de
manière
à vider partiellement le digesteur pour éviter que la mousse ne fasse pression
sur le
toit du digesteur. Le digestat pompé est déversé dans un réservoir extérieur
prévu à
cet effet. Si un tel dispositif permet de répondre aux exigences de sécurité
en
augmentant artificiellement la hauteur du ciel gazeux, il présente
l'inconvénient de
vidanger au moins partiellement le contenu du digesteur. Le volume réactionnel
est
alors diminué, avec des impacts négatifs sur les performances du digesteur. Si
on
peut espérer un retour à la normale en cas de moussage réversible, cette
solution ne permet pas d'attendre un retour à la normale en cas d'accumulation
de
flottants avec des moussages récurrents voire permanents. Dans ces derniers
cas,
on obtient alors un fonctionnement pérennisé du digesteur avec un volume
de
phase gaz augmenté nuisible à l'objectif de sécurité vis-à-vis des risques
d'explosion,
associé à une réduction du volume efficace du digesteur, donc sa capacité de
traitement.
[0023] Le document WO 2009/118320 propose quant à lui un digesteur visant à
réduire les distances d'effet de l'explosion en minimisant le volume
explosible à l'aide
d'un espace prévu pour laisser le biogaz s'échapper des boues sans entraîner
de
mousses légères de type tensio-actifs, tout en autorisant l'accumulation d'un
certain
volume de flottants (hors mousses légères) et en gérant le RVE. Dans cette
optique,
le digesteur comprend une cloche inversée qui récupère le biogaz produit et un
dispositif permettant l'accès à l'agitateur pour pouvoir l'extraire sans
nécessiter de
vidange du digesteur. En outre, l'injection d'eau (industrielle) est mise en
oeuvre pour
rabattre les éventuelles mousses formées dans le digesteur et refroidir le
biogaz. Ce
digesteur présente cependant plusieurs inconvénients. D'une part, en cas
d'arrêt de
l'apport d'eau, le moussage ne peut plus être contenu par le digesteur. La
mousse
peut alors envahir le réseau de biogaz, avec risques de non fonctionnement de
la
torchère et des pertes de charges élevées dans les réseaux, conduisant à
dépasser
la pression de rupture dans le digesteur. D'autre part, si l'injection d'eau
décrite dans
WO 2009/118320 permet de briser des mousses légères (type mousses blanches de
tensio-actifs), elle n'est pas efficace contre des mousses épaisses et grasses
dues à
des boues biologiques filamenteuses et/ou des flottants enrobés de graisses et
gorgés de biogaz, avec des conséquences similaires à celles rencontrées en cas
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d'arrêt de l'apport d'eau. En particulier, en cas de débordement du digesteur,
on
observe un colmatage très rapide du réseau de biogaz, ainsi que des
éventuelles
soupapes de sécurité complémentaires, ce qui a pour conséquence dans un
premier
temps, de provoquer une sortie de boues par la vasque d'alimentation, puis,
dans un
deuxième temps, une sortie directe du biogaz produit par cette même vasque.
[0024] Une évacuation des mousses/flottants est envisagée, mais elle est
prévue
vers un réservoir placé à l'extérieur du digesteur. La phase gazeuse de ce
réservoir
externe communique avec le ciel gazeux du digesteur, de sorte qu'il n'est pas
aisé
d'extraire les mousses flottants de ce réservoir externe sans provoquer dans
le
même temps une fuite de biogaz engendrant des risques d'explosion à
l'extérieur du
digesteur, avec les inconvénients et risques évoqués plus haut.
[0025] Le document US 4530762 décrit un digesteur comprenant un dispositif
d'évacuation des mousses/flottants du digestat. Tout contenu accédant à la
première
cuve dans l'enceinte de ce digesteur semble transféré vers la première zone de
la
cuve. Les cuves sont destinées à récupérer l'effluent traité et sont disposées
sur un
lit de décanteurs tubulaires. La deuxième cuve est un séparateur de gaz. En
fonctionnement normal, une paroi doit être positionnée avec son extrémité
supérieure en alignement horizontal avec les bords des cuves. En relevant la
paroi,
cela permet de chasser les mousses dans les cuves. Puis les mousses sont
collectées dans la cuve et soufflées de la cuve lorsque nécessaire. Autrement
dit,
pour envisager l'évacuation des mousses, la paroi doit être en position haute
par
rapport à la position nominale, et donc à une altitude supérieure que les
bords des
cuves. En outre, dans ce digesteur, il est impossible de collecter les mousses
avec
une première cuve immergée.
[0026] Enfin, le document US 5228995 décrit un digesteur à ciel gazeux réduit
avec
une enceinte composée de trois zones :
- la première zone inférieure contient le digestat,
- la deuxième zone médiane est constituée d'un support structurel en acier
pour
accueillir un média filtrant formant une surface d'attache à un dépôt
biologique.
Cette zone est une zone de séparation des solides/liquides/gaz,
- La troisième zone supérieure contient la fraction liquide clarifiée.
L'effluent
traité est extrait de cette zone par un système de tuyauteries immergées et un
système de contrôle de l'effluent traité.
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Ainsi, ce digesteur nécessite un système rabat-mousse additionnel pour
fonctionner
correctement.
[0027] Il existe donc un besoin pour un digesteur à ciel gazeux réduit, simple
à mettre
en oeuvre, permettant à la fois de maintenir l'intégrité de l'ouvrage en cas
de
phénomène RVE et d'évacuer les mousses quelle que soit la densité des mousses,
c'est-à-dire capable d'évacuer les mousses peu denses mais aussi les mousses
grasses et épaisses.
[0028] L'invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut
en
proposant un digesteur à ciel gazeux réduit comprenant un dispositif
d'évacuation
des mousses fonctionnant par gravité et par un double dispositif de surverse.
Dans
un mode de réalisation, le digesteur comprend un dispositif de mélange du
digestat
couplé à un dispositif d'injection de digestat dans le ciel gazeux, servant à
la fois à
diriger les mousses et flottants en surface vers la première surverse
d'évacuation et
à rabattre les mousses par effet mécanique. Un tel digesteur permet de
concilier
sécurité de fonctionnement et réduction du volume du ciel gazeux du digesteur,
ce
qui diminue ainsi le niveau des seuils de surpression et distances d'effets de
l'explosion par action sur les deux paramètres modulables que sont la pression
de
rupture de l'ouvrage et le volume explosible (volume du ciel gazeux).
[0029] A cet effet, l'invention a pour objet un digesteur destiné à la mise en
oeuvre
d'un traitement de méthanisation de boues pour générer du biogaz et un
digestat, le
digesteur comprenant :
- une enceinte destinée à contenir un volume de matière, le volume de
matière comprenant le digestat, le digestat comprenant à sa surface des
mousses et/ou flottants provenant des boues ou générés pendant le
traitement de nnéthanisation, l'enceinte définissant un premier volume égal
au volume de matière et un second volume disposé au-dessus du premier
volume ;
- un toit destiné à fermer l'enceinte ;
- un réservoir à proximité de l'enceinte et destiné à collecter le
digestat;
- un dôme disposé sur une portion du toit, et destiné à collecter le biogaz,
le digesteur étant caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'évacuation
des
mousses et/ou flottants du digestat comprenant :
- une première cuve disposée dans l'enceinte et délimitée par une première
paroi, la première cuve étant destinée à être alimentée en digestat et en
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mousses et/ou flottants depuis le volume de matière par surverse au-
dessus de la première paroi ;
- une deuxième cuve reliée à l'atmosphère et située à l'extérieur de
l'enceinte, comprenant :
o une première zone délimitée par une deuxième paroi ; et
o une deuxième zone en communication avec le réservoir ;
- un conduit reliant la première cuve via un premier orifice à la première
zone de la deuxième cuve via un deuxième orifice,
- la première zone étant destinée à être alimentée en digestat et en
mousses et/ou flottants depuis la première cuve par le conduit ;
la deuxième zone de la deuxième cuve étant destinée à être alimentée en
digestat
depuis la première zone de la deuxième cuve par surverse au-dessus de la
deuxième paroi ;
le deuxième orifice étant situé à une altitude supérieure ou égale à celle du
premier
orifice ;
l'extrémité supérieure de la première paroi étant située à une première
hauteur au-
dessus d'un point de référence du premier orifice et l'extrémité supérieure de
la
deuxième paroi étant située à une deuxième hauteur au-dessus du point de
référence du premier orifice ;
la première hauteur et la deuxième hauteur étant prédéfinies de sorte qu'un
premier
mélange de proportions variables de digestat et mousses et/ou flottants dans
la
première cuve ayant une première densité moyenne soit transféré par gravité
dans la
première zone contenant un deuxième mélange de proportions variables de
digestat
et mousses et/ou flottants de deuxième densité, le transfert s'opérant tant
que le
produit de la première densité moyenne par la première hauteur est supérieur
au
produit de la deuxième densité moyenne par la deuxième hauteur par la première
hauteur.
[0030] Dans un mode de réalisation, le digesteur selon l'invention comprend en
outre
un dispositif de mélange du volume de matière disposé dans le premier volume,
le
dispositif de mélange étant configuré pour mettre en mouvement le volume de
matière.
[0031] Avantageusement, le dispositif de mélange comprend :
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- Une ou plusieurs cheminées s'étendant dans l'enceinte selon un premier
axe, préférentiellement en périphérie de l'enceinte, chaque cheminée
ayant une extrémité supérieure et une extrémité inférieure ;
- Un ou plusieurs premiers agitateurs, chacun étant préférentiellement
positionné sous l'extrémité inférieure d'une des cheminées, le ou les
premiers agitateurs étant configuré(s) pour mettre en mouvement le
volume de matière en rotation autour d'un axe central vertical,
sensiblement parallèle au premier axe et en translation selon le premier
axe depuis l'extrémité supérieure vers l'extrémité inférieure de ladite
cheminée.
[0032] Avantageusement, le dispositif de mélange comprend un ou plusieurs
deuxièmes agitateurs, chacun étant disposé dans l'enceinte, préférentiellement
dans
le fond de l'enceinte, et encore préférentiellement en périphérie de
l'enceinte, les
deuxièmes agitateurs étant configuré(s) pour mettre en mouvement le volume de
matière en rotation autour d'un axe central vertical, sensiblement parallèle
au
premier axe.
[0033] Dans un autre mode de réalisation, le digesteur selon l'invention
comprend en
outre un dispositif d'injection de digestat dans le second volume,
préférentiellement
disposé au centre du toit, et/ou dans le volume de matière.
[0034] Avantageusement, le dispositif d'injection de digestat comprend :
- Un premier injecteur fixé au toit, préférentiellement au centre du toit,
et en
connexion fluidique avec le second volume et configuré pour injecter du
digestat dans le second volume ;
- Une première boucle de recirculation entre le premier volume et le
premier
injecteur ;
- Une première pompe de recirculation configurée pour faire recirculer du
digestat dans la première boucle de recirculation depuis le premier volume
vers le premier injecteur.
[0035] Avantageusement, le dispositif d'injection de digestat comprend en
outre :
- Un deuxième injecteur fixé à une paroi latérale de l'enceinte à une
première hauteur et en connexion fluidique avec l'enceinte et configuré
pour injecter du digestat dans l'enceinte à la première hauteur ;
- Une deuxième boucle de recirculation entre une deuxième hauteur de
l'enceinte, inférieure à la première hauteur et le deuxième injecteur ;
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- Une deuxième pompe de recirculation configurée pour faire recirculer du
digestat dans la deuxième boucle de recirculation depuis la deuxième
hauteur de l'enceinte et vers le deuxième injecteur.
[0036] Dans un autre mode de réalisation, la première boucle de recirculation
et la
deuxième boucle de recirculation sont regroupées en une seule et même boucle
de
recirculation, la première pompe de recirculation et la deuxième pompe de
recirculation formant une seule et même pompe de recirculation configurée pour
faire
recirculer du digestat vers le premier injecteur et/ou vers le deuxième
injecteur.
[0037] Avantageusement, le toit est en métal.
[0038] L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la
lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre
d'exemple,
description illustrée par le dessin joint dans lequel :
[0039] La Figure 1 représente schématiquement un digesteur selon l'invention ;
[0040] La Figure 2 représente schématiquement un dispositif d'évacuation des
mousses et/ou flottants d'un digesteur selon l'invention ;
[0041] La Figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation d'un
digesteur selon l'invention ;
[0042] La Figure 4 représente schématiquement un autre mode de réalisation du
digesteur selon l'invention ;
[0043] La Figure 5 représente schématiquement un autre mode de réalisation du
digesteur selon l'invention ;
[0044] La Figure 6 représente schématiquement un autre mode de réalisation du
digesteur selon l'invention ;
[0045] La Figure 7 représente schématiquement un autre mode de réalisation du
digesteur selon l'invention ;
[0046] La Figure 8 représente schématiquement une vue en coupe d'un mode de
réalisation du digesteur selon l'invention.
[0047] Sur ces figures, dans un souci de clarté, les échelles ne sont pas
respectées.
Par ailleurs, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les
différentes
figures.
[0048] L'invention s'applique généralement pour des digesteurs de 50 à 16000
m3, et
avantageusement de 500 à 7000 m3.
[0049] La figure 1 représente schématiquement un digesteur 10 selon
l'invention. Le
digesteur 10 est destiné à la mise en uvre d'un traitement de méthanisation
de
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boues pour générer du biogaz 11 et un digestat 12. Le digesteur 10 comprend
une
enceinte 13 destinée à contenir un volume de matière 14, le volume de matière
14
comprenant le digestat 12. L'enceinte 13 dispose préférentiellement d'une
section
circulaire. Le digestat comprend à sa surface des mousses et/ou flottants 16
provenant des boues ou étant générés pendant le traitement de méthanisation.
L'enceinte 13 définit un premier volume 14 égal au volume de matière et un
second
volume 17 disposé au-dessus du premier volume 14. Le digesteur 10 comprend un
toit 18 (ou paroi supérieure) destiné à fermer l'enceinte 13. Il comprend
également
un réservoir 19 à proximité de l'enceinte 13 et destiné à collecter le
digestat 12. Le
réservoir 19 est relié à l'enceinte. Il peut être contigu à l'enceinte ou à
proximité de
l'enceinte, de façon à permettre un transfert gravitaire des boues digérées
(le
digestat 12) par exemple par une chute directe ou par une chute indirecte par
le biais
d'une pente. Enfin, le digesteur 10 comprend un dôme 22 disposé sur une
portion
du toit 18, et destiné à collecter le biogaz 11.
[0050] Selon l'invention, le digesteur 10 comprend un dispositif d'évacuation
32 des
mousses et/ou flottants 16 du digestat 12. Le dispositif d'évacuation 32 des
mousses
et/ou flottants 16 du digestat 12 est représenté schématiquement sur la figure
1. Il
est présenté en détails ci-dessous.
[0051] La figure 2 représente schématiquement un dispositif d'évacuation 32
des
mousses et/ou flottants 16 d'un digesteur selon l'invention. Le dispositif
d'évacuation
32 des mousses et/ou flottants 16 du digestat 12 comprend une première cuve 33
disposée dans l'enceinte 13 et délimitée par une première paroi 100, et une
deuxième cuve 34 reliée à l'atmosphère et située à l'extérieur de l'enceinte
13. Le
dispositif d'évacuation 32 comprend en outre un conduit 37 reliant la première
cuve
33 à la deuxième cuve 34.
[0052] Plus précisément, la première cuve 33 est destinée à être alimentée en
digestat 12 et en mousses et/ou flottants 16 depuis le volume de matière 14
par
surverse au-dessus de la première paroi 100.
[0053] La deuxième cuve 34 comprend une première zone 35 délimitée par une
deuxième paroi 103, et une deuxième zone 36 en communication, directe ou
indirecte, avec le réservoir 19. La première zone 35 est destinée à être
alimentée en
digestat 12 et en mousses et/ou flottants 16 depuis la première cuve 33 par le
conduit 37. La deuxième zone 36 de la deuxième cuve 34 est destinée à être
alimentée en digestat depuis la première zone 35 de la deuxième cuve 34 par
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surverse au-dessus de la deuxième paroi 103. La deuxième zone 36 est reliée au
réservoir 19. Le deuxième orifice 102 est situé à une altitude supérieure ou
égale à
celle du premier orifice 101. Le terme altitude est à comprendre comme une
mesure
de la hauteur selon un axe selon lequel l'enceinte 13 s'étend.
[0054] Le conduit 37 relie la première cuve 33 via un premier orifice 101 à la
première zone 35 de la deuxième cuve 34 via un deuxième orifice 102. Autrement
dit,
le premier orifice 101 est l'interface entre la première cuve 33 et le conduit
37, et le
deuxième orifice 102 est l'interface entre le conduit 37 et la première zone
35 de la
deuxième cuve 34. Pour faciliter l'écoulement des mousses et/ou flottants,
l'orifice
102 est situé à un niveau supérieur ou égal à celui de l'orifice 101.
[0055] Comme cela est visible sur la figure 2, l'extrémité supérieure de la
première
paroi 100 est située à une première hauteur hl au-dessus d'un point de
référence
1001 du premier orifice 101. L'extrémité supérieure de la deuxième paroi 103
est
située à une deuxième hauteur h2 au-dessus du point de référence 1001 du
premier
orifice 101. Le point de référence 1 001 du premier orifice 101 peut être
situé au point
le plus bas du premier orifice 101. Il peut aussi s'agir du centre du premier
orifice 101
(comme représenté sur la figure 2) dans le cas d'un orifice à section
circulaire. En
d'autres termes, les deux hauteurs hl et h2 sont mesurées à partir de la même
altitude, celle du point de référence préalablement choisi.
[0056] Selon l'invention, la première hauteur hl et la deuxième hauteur h2
sont
prédéfinies de sorte qu'un premier mélange de proportions variables de
digestat et
mousses et/ou flottants dans la première cuve 33 ayant une première densité
moyenne dl soit transféré par gravité dans la première zone 35 contenant un
deuxième mélange de proportions variables de digestat 12 et mousses et/ou
flottants
16 de deuxième densité d2, le transfert s'opérant tant que le produit de la
première
densité moyenne dl par la première hauteur hl est supérieur au produit de la
deuxième densité moyenne d2 par la deuxième hauteur h2 par la première hauteur
hi. En d'autres termes, l'évacuation des mousses/flottants 16 par le
dispositif
d'évacuation 32 a lieu tant que la relation dl*h 1 > d2*h2 est respectée.
[0057] Cette relation est établie en omettant les pertes de charges dans le
conduit 37
et les orifices 101, 102 ainsi que la différence entre la pression de la phase
gazeuse
au-dessus de la première cuve 33 et la pression atmosphérique de la deuxième
cuve
34. Un calcul plus détaillé prenant en compte l'impact des pertes de charge et
des
différences de pression est réalisable par l'homme du métier, spécialiste de
la
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mécanique des fluides. Un tel calcul ne modifierait que de façon marginale la
relation
énoncée ci-dessus. En tout état de cause, en définissant la première hauteur
hl et la
deuxième hauteur h2 pour qu'un premier mélange de densité moyenne dl soit
transféré par gravité dans la première zone 35 contenant un deuxième mélange
de
densité d2 en se basant sur la relation dl*hl > d2*h2, le transfert a lieu. En
tenant
compte des effets de pertes de charges dans la canalisation de transfert et
ses
orifices (101, 37, 102) et de pression différentielle entre le digesteur et
l'extérieur,
que l'Homme du métier sait déterminer, le transfert a lieu pour un mélange de
densité proche de dl ou supérieure. La prise en compte des effets de pertes de
charges et de pression différentielle du digesteur impactera de manière
négligeable
la densité du mélange. Plus précisément, si on définit hl et h2 à partir de la
relation
dl*hl > d2*h2, le dispositif permettra le transfert d'un mélange jusqu'à une
densité
très proche de dl (avec un écart de l'ordre de quelques % par rapport à dl,
écart
que l'Homme du métier sait déterminer avec prise en compte de tous les effets
mentionnés).
[0058] A titre d'illustration et de manière non-limitative, le dispositif
d'évacuation 32
peut être dimensionné en se basant sur des hypothèses extrêmes défavorables à
l'écoulement depuis la cuve 33 vers la cuve 34. Ainsi et à titre d'exemple, la
valeur
de densité maximale d2 peut être considérée égale à 1,05 et correspondant à un
digestat dense ne contenant pas de mousses et/ou flottants. De même, la valeur
de
densité minimale dl peut être considérée égale à 0,3 et correspondant à un
mélange
composé essentiellement de mousses et/ou flottants. En se basant sur la
relation ci-
dessus, on en déduit que dès lors que hl > 3,5 x h2 (avec 3,5 = 1,05 / 0,3),
alors un
mélange de densité 0,3 ou plus pourra s'évacuer par écoulement gravitaire
depuis la
cuve 33 vers la cuve 34 contenant un mélange de densité 1,05 ou moins. Les
valeurs des hauteurs hi, h2 sont généralement fixées à la construction du
digesteur
avec le dispositif d'évacuation 32. Toutefois, il est également possible de
prévoir des
parois 100 et/ou 103 à hauteurs hl et h2 variables, que l'on peut régler
ultérieurement à la fabrication et/ou installation du dispositif d'évacuation
32.
[0059] Grâce au dispositif d'évacuation 32 des mousses/flottants 16,
l'évacuation de
mousses/flottants peut être réalisée par surverse avec un fonctionnement
régulier et
continu du digesteur.
[0060] La figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation d'un
digesteur 200 selon l'invention. Le digesteur 200 présenté sur la figure 3 est
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identique au digesteur 10 présenté sur la figure 1. Le digesteur 200 comprend
en
outre un dispositif de mélange 20 du volume de matière 14 disposé dans le
premier
volume 14. Le dispositif de mélange 20 est configuré pour mettre en mouvement
le
volume de matière 14. Le dispositif de mélange 20 imprime un mouvement de
rotation au volume de matière 14 de telle manière que les mousses et/ou
flottants 16
entraînés avec le digestat 12 soient extraits du volume de matière 14 avec le
digestat
12 par surverse 100 dans la première cuve 33. Le dispositif de mélange 20
permet
d'éviter l'accumulation de mousses et/ou flottants 16 en un point à la surface
du
volume de matière 14 éloigné de la première cuve 33.
[0061] Le digesteur 200 peut comprendre en outre un dispositif d'injection 21
de
digestat 12 dans le second volume 17 et/ou dans le volume de matière 14. Le
dispositif d'injection 21 permet d'injecter du digestat 12 dans le second
volume 17
au-dessus du volume de matière 14. Le dispositif d'injection 21 est
préférentiellement
disposé au centre du toit 18. L'injection de digestat 12 au-dessus du volume
de
matière 14 sert à projeter les mousses et/ou flottants 16, ayant tendance à
s'accumuler au centre de la surface, vers la périphérie où ils sont entraînés
vers la
première cuve 33 pour être extraits du volume de matière14. L'entraînement des
mousses et/ou flottants 16 vers la cuve 33 est favorisé par le mouvement de
rotation
du volume de matière 14 généré par le dispositif de mélange 20.
[0062] Le dispositif d'injection 21 peut également se situer en périphérie de
l'enceinte
13. L'injection de digestat 12 depuis la paroi latérale au-dessus du volume de
matière 14 est réalisée avec un jet orienté de façon à produire un mouvement
de
rotation du volume de matière autour d'un axe vertical. Ce mouvement de
rotation
entraine les mousses et/ou flottants vers la cuve 33.
[0063] La figure 4 représente schématiquement un autre mode de réalisation
d'un
digesteur 210 selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le digesteur 210
comprend le dispositif d'injection 21 et le dispositif de mélange 20. Bien que
la
présence de ces deux dispositifs est préférée, l'invention couvre également
tout
digesteur comprend seulement un dispositif d'injection 21 ou seulement un
dispositif
de mélange 20.
[0064] Le dispositif de mélange 20 comprend une ou plusieurs cheminées 23
s'étendant dans l'enceinte 13 selon un premier axe 24, préférentiellement en
périphérie de l'enceinte 13. Chaque cheminée 23 a une extrémité supérieure 61
et
une extrémité inférieure 62. Par cheminée, on entend un corps creux s'étendant
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selon le premier axe 24. Les cheminées 23 peuvent avoir une section circulaire
ou
polygonale. Dans un mode de réalisation préférée, les cheminées sont des demi-
cylindres fixés, par exemple par soudage ou rivetage, à la paroi latérale de
l'enceinte
13. Le dispositif de mélange 20 comprend un ou plusieurs premiers agitateurs
25.
Chacun parmi les premiers agitateurs 25 est associé à une parmi la pluralité
de
cheminées 23. En d'autres termes, chaque cheminée 23 a son premier agitateur
25.
Chacun des premiers agitateurs est préférentiellement positionné sous
l'extrémité
inférieure 62 de sa cheminée 23. Le ou les premiers agitateurs 25 sont
configuré(s)
pour mettre en mouvement le volume de matière 14 en rotation autour d'un axe
central vertical 60, sensiblement parallèle au premier axe 24, et en
translation selon
le premier axe 24 depuis l'extrémité supérieure 61 vers l'extrémité inférieure
62 de
ladite cheminée 23. Autrement dit, les premiers agitateurs 25 sont orientés de
façon
à imprimer un mouvement de rotation au digestat 12 selon le mouvement
représenté
par la flèche 271 et un mouvement du bas vers le haut dans le volume 14 via le
mouvement inverse de haut en bas à travers la cheminée 23 représenté par la
flèche
251. Nous pouvons qualifier ce mouvement de combinaison d'une rotation
horizontale autour de l'axe 60 et de déplacement vertical du haut de la
cheminée
vers le bas de l'enceinte. L'écoulement de digestat à l'aspiration de
l'agitateur 25 est
canalisé depuis la surface au moyen de la cheminée 23. Ceci crée le
déplacement
vertical et l'orientation de l'agitateur 25 crée une mise en rotation
horizontale en
complément de la mise en rotation générée par le dispositif d'injection
latéral 21.
L'extrémité supérieure 61 de la ou des cheminée(s) 23 est positionnée sous la
surface de la matière du volume de matière 14 (par exemple 250 mm sous le
niveau
le plus bas de digestat). Ainsi, du digestat 12 tombe dans la/les cheminée(s)
23.
L'ensemble formé par une cheminée 23 et un premier agitateur 25 contribue à
déstratifier le volume de matière 14 par production d'un pompage du bas vers
le haut
du volume de matière 14.
[0065] Préférentiellement, de la boue fraiche peut être injectée dans la
cheminée 23
pour favoriser un mélange efficace de la boue fraîche avec le reste du
digestat. A
titre d'exemple, le débit d'alimentation en boues fraiches peut être de
l'ordre de 30
m3/h alors que le débit de pompage fourni par un premier agitateur 25 peut
être de
l'ordre de 2500 m3/h soit un ratio de l'ordre de 1/100.
[0066] Le dispositif de mélange 20 peut également comprendre un ou plusieurs
deuxièmes agitateurs 27, chacun étant disposé dans l'enceinte 13,
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préférentiellement dans le fond de l'enceinte 13, et encore préférentiellement
en
périphérie de l'enceinte 13. Les deuxièmes agitateurs 27 sont configuré(s)
pour
mettre en mouvement le volume de matière 14 en rotation autour de l'axe
central
vertical 60, sensiblement parallèle au premier axe 24. Ainsi, les deuxièmes
agitateurs
27 sont orientés de façon à imprimer un mouvement de rotation au digestat 12
selon
le mouvement représenté par la flèche 271. Nous pouvons qualifier ce mouvement
de rotation de déplacement horizontal. L'Homme du métier sait déterminer les
caractéristiques (taille, forme, vitesse de rotation, etc.) adéquates des
agitateurs 25,
27 et orienter les axes 26, 28 des agitateurs 25, 27 en fonction de la
viscosité de la
matière à brasser et le volume de matière 14 considéré.
[0067] Le mouvement horizontal déplace les mousses/flottants vers la
périphérie de
l'enceinte. Le mouvement vertical déplace les mousses/flottants depuis la
surface
supérieure du volume de matière 14 vers le bas de l'enceinte. La combinaison
de
ces deux mouvements permet d'empêcher la formation et/ou stagnation de
mousses/flottants à la surface du volume de matière et un meilleur mélange du
contenu de l'enceinte est obtenu.
[0068] La figure 5 représente schématiquement un autre mode de réalisation
d'un
digesteur 220 selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le dispositif
d'injection
de digestat 21 comprend un premier injecteur 29 fixé au toit,
préférentiellement au
centre du toit, et en connexion fluidique avec le second volume 17 et
configuré pour
injecter du digestat 12 dans le second volume 17. Le dispositif d'injection 21
comprend une première boucle de recirculation 30 entre le premier volume 14 et
le
premier injecteur 29. Enfin le dispositif d'injection 21 comprend une première
pompe
de recirculation 31 configurée pour faire recirculer du digestat 12 dans la
première
boucle de recirculation 30 depuis le premier volume 14 vers le premier
injecteur 29.
L'injection de digestat dans le second volume vise à rabattre les
mousses/flottants et
à les faire se déplacer vers la périphérie de l'enceinte.
[0069] Le dôme 22 peut comprendre deux soupapes de sécurité 40, 41 disposées
en
vis-à-vis l'une de l'autre.
[0070] Le toit 18 est généralement sensiblement plat. S'il est en métal, il
peut être
soit concave (si la pression appliquée au toit est inférieure à 5 mbar), soit
convexe (si
la pression appliquée au toit est supérieure à 5 mbar).
[0071] La figure 6 représente schématiquement un autre mode de réalisation
d'un
digesteur 230 selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le dispositif
d'injection
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de digestat 21 comprend un deuxième injecteur 39 fixé à une paroi latérale de
l'enceinte 13 à une première hauteur 53 et en connexion fluidique avec
l'enceinte 13,
et plus précisément le volume de matière 14, et configuré pour injecter du
digestat 12
dans l'enceinte 13, dans le volume de matière 14. Le dispositif d'injection 21
comprend une deuxième boucle de recirculation 50 entre une deuxième hauteur 52
de l'enceinte 13, inférieure à la première hauteur 53 et le deuxième injecteur
39.
Enfin, le dispositif d'injection 21 comprend une deuxième pompe de
recirculation 51
configurée pour faire recirculer du digestat 12 dans la deuxième boucle de
recirculation 30 depuis la deuxième hauteur 52 de l'enceinte 13 et vers le
deuxième
injecteur 39. Autrement dit, le dispositif d'injection du digesteur 130 est
configuré
pour injecter du digestat initialement dans la partie basse de l'enceinte vers
une
partie haute du volume de matière. Comme déjà évoqué, cette injection
contribue à
mettre la matière de l'enceinte en mouvement et à faire tourner les
mousses/flottants
en surface pour empêcher leur stagnation et les envoyer vers la périphérie de
l'enceinte, vers les cheminées 23 et la cuve 33. Alternativement, ou en
complément,
le dispositif d'injection de digestat 21 comprend un deuxième injecteur 49
fixé à une
paroi latérale de l'enceinte 13 à une première hauteur 54 et en connexion
fluidique
avec l'enceinte 13 et configuré pour injecter du digestat 12 dans l'enceinte
13 à la
première hauteur 54, la première hauteur 54 étant au niveau du second volume
17.
De façon similaire à ce qui a été expliqué précédemment, le dispositif
d'injection 21
comprend une deuxième boucle de recirculation 50 entre une deuxième hauteur 52
de l'enceinte 13, inférieure à la première hauteur 54 et le deuxième injecteur
49. Et le
dispositif d'injection 21 comprend une deuxième pompe de recirculation 51
configurée pour faire recirculer du digestat 12 dans la deuxième boucle de
recirculation 30 depuis la deuxième hauteur 52 de l'enceinte 13 et vers le
deuxième
injecteur 49. Cette injection de digestat 12 au-dessus du volume de matière 14
forme
un jet orienté par rapport à la surface supérieure du volume de matière 14 de
façon à
produire un mouvement de rotation du volume de matière autour de l'axe
vertical 60.
Ce mouvement de rotation entraine les mousses et/ou flottants vers la cuve 33.
[0072] Ce mode de réalisation peut comprendre un unique deuxième injecteur 39,
49
sur la paroi latérale de l'enceinte. Mais il peut également comprendre
plusieurs
deuxièmes injecteurs 39, 49 répartis tout autour de la paroi, avec un ou des
boucles
de recirculation adaptée(s) à cette configuration, en lien avec la deuxième
pompe de
recirculation.
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[0073] Le digesteur selon l'invention peut comprendre soit l'une des deux
boucles de
recirculation, soit une double recirculation, c'est-à-dire les deux
recirculations
décrites précédemment, avec la première boucle de recirculation et la deuxième
boucle de recirculation. Dans un mode de réalisation préféré, les deux boucles
de
recirculation sont mutualisées.
[0074] La figure 7 représente schématiquement un autre mode de réalisation
d'un
digesteur 240 selon l'invention. Dans ce mode de réalisation du digestion
selon
l'invention, la première boucle de recirculation 30 et la deuxième boucle de
recirculation 50 sont regroupées en une seule et même boucle de recirculation,
la
première pompe de recirculation 31 et la deuxième pompe de recirculation 51
formant une seule et même pompe de recirculation configurée pour faire
recirculer
du digestat 12, alternativement ou simultanément, vers le premier injecteur 29
ou/et
vers le deuxième injecteur 39. Alternativement, ou en complément, la deuxième
boucle de recirculation peut être reliée au deuxième injecteur 49 fixé à la
paroi
latérale de l'enceinte 13 à la première hauteur 54 et en connexion fluidique
avec
l'enceinte 13 et configuré pour injecter du digestat 12 dans l'enceinte 13 à
la
première hauteur 54, dans le volume 17.
[0075] La figure 8 représente schématiquement une vue en coupe d'un mode de
réalisation du digesteur 240 selon l'invention. La coupe est réalisée au
niveau de
l'enceinte 13, perpendiculairement à l'axe vertical central 60, en rendant
visibles les
éléments présents dans (ou reliés à) l'enceinte 13 pour une meilleure
représentation
du digesteur de l'invention. A noter que le dispositif d'évacuation des
mousses/flottants n'est pas représenté sur cette figure.
[0076] En périphérie de l'enceinte 13, c'est-à-dire à proximité des parois
latérales de
l'enceinte, un deuxième agitateur 27 est présent pour imprimer un mouvement de
rotation dit horizontal (représenté par la flèche 271) au volume de matière 14
et donc
aux mousses/flottants qui se trouvent en surface supérieure du volume de
matière.
Un seul deuxième agitateur 27 est représenté mais il pourrait y en avoir plus
que un.
Le ou les agitateurs 27 peuvent se situer en périphérie de l'enceinte 13 mais
ils
peuvent aussi se situer plus au centre de l'enceinte. Deux premiers agitateurs
25
sont présents pour imprimer un mouvement de rotation dit vertical au volume de
matière 14 et donc aux mousses/flottants qui se trouvent en surface supérieure
du
volume de matière. Les premiers agitateurs 25 sont positionnés chacun sous une
cheminée 23. Ainsi, les mousses/flottants présents en surface du volume de
matière
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14 sont déplacés du centre vers la périphérie par le mouvement de rotation dit
horizontal grâce aux deuxièmes agitateurs 27. Puis, arrivés en périphérie de
l'enceinte 13, les mousses/flottants descendent par les cheminées 23 suite au
mouvement de rotation dit vertical généré par les premiers agitateurs 25.
L'injection
de boue additionnelle dans les cheminées 23 contribue à un mélange efficace de
la
boue injectée avec le reste du digestat déjà présent dans l'enceinte.
[0077] Deux pompes de recirculation 31, 51 sont représentées. La première
pompe
de recirculation 31 est associée à la première boucle de recirculation (non
représentée) et vise à injecter du digestat 12 prélevé dans le fond de
l'enceinte 13 au
niveau du ciel gazeux (second volume 17) par le premier injecteur 29. Le
digestat est
injecté par le premier injecteur au-dessus du volume de matière 14, sur les
mousses/flottants présents en surface. Les mousses/flottants sont ainsi
rabattus.
Cette injection contribue aussi à les faire se déplacer vers la périphérie de
l'enceinte.
[0078] La deuxième pompe de recirculation 51 est associée à la deuxième boucle
de
recirculation (non représentée) et vise à injecter du digestat 12 prélevé dans
le fond
de l'enceinte 13 dans le volume de matière 14 à une hauteur supérieure à la
hauteur
à laquelle le digestat a été prélevé. Cette injection latérale met en
mouvement le
volume de matière et contribuer à déplacer les mousses/flottants en surface en
initiant un mouvement de rotation pour empêcher leur stagnation et les envoyer
vers
la périphérie de l'enceinte, vers les cheminées 23. Autrement dit, la deuxième
boucle
de recirculation vise à injecter du digestat d'un niveau inférieur de
l'enceinte dans le
digestat à un niveau supérieur de l'enceinte pour déstratifier le volume de
matière. La
deuxième pompe de recirculation 51 associée à la deuxième boucle de
recirculation
(non représentée) peut également viser à injecter du digestat 12 prélevé dans
le fond
de l'enceinte 13 dans le volume de matière 14 à une hauteur supérieure à la
hauteur
à laquelle le digestat a été prélevé pour injecter le digestat prélevé dans le
second
volume, au-dessus du volume de matière 14. Cette injection contribue au
mouvement de rotation du volume de matière autour de l'axe vertical 60. Ce
mouvement de rotation aide à diriger les mousses et/ou flottants vers la cuve
33.
[0079] Comme expliqué précédemment, la première boucle de recirculation 30 et
la
deuxième boucle de recirculation 50 peuvent être regroupées en une seule et
même
boucle de recirculation. Cette unique boucle de recirculation peut être
alimentée par
la première pompe de recirculation 31 et la deuxième pompe de recirculation
51.
Alternativement, la première pompe de recirculation 31 et la deuxième pompe de
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recirculation 51 peuvent former une seule et même pompe de recirculation
configurée pour faire recirculer du digestat 12 vers le premier injecteur 29
et vers le
deuxième injecteur 39, 49, soit simultanément, soit en alternance.
[0080] Enfin le digesteur 240 comprend aussi un dôme 22 disposé sur une
portion du
toit 18, et destiné à collecter le biogaz 11. Avantageusement, le dôme est
disposé
sensiblement au-dessus d'une cheminée 23. Le mélange de digestat 12, de
mousses/flottants 16 et de boue fraîchement introduite qui a lieu au niveau de
la
cheminée 23 peut permettre de libérer des poches de biogaz qui va s'échapper
par
l'extrémité supérieure 61 de la cheminée 23. Il est donc judicieux de
positionner le
dôme 22 à proximité de l'extrémité supérieure 61 de la cheminée 23.
[0081] Avantageusement, le dôme est disposé sensiblement en périphérie du toit
18
et au-dessus d'un deuxième injecteur 39 fixé sur la paroi latérale du
digesteur dans
le volume 17. L'injection de digestat 12 par l'injecteur provoque un effet de
rabat-
mousse mécanique qui protège donc le dôme d'éventuelles intrusions de mousses.
[0082] Dans un mode particulier de l'invention, le digesteur peut comprendre
en outre
une vanne disposée en aval de la deuxième cuve 34, par exemple au niveau d'un
conduit en sortie de la deuxième cuve 34. Il peut s'agir de tout type de vanne
adapté,
telle qu'une vanne à manchon (pneumatique ou mécanique) ou une vanne
guillotine.
La vanne permet de contrôler le débit d'évacuation du contenu de la deuxième
cuve
34. En position fermée de la vanne, il n'y a pas d'évacuation du contenu vers
le
réservoir 19. Cela permet d'augmenter de quelques centimètres le niveau du
contenu dans l'enceinte du digesteur et ainsi faciliter l'entraînement des
mousses/flottants par une ouverture instantanée de la vanne. Une telle
ouverture de
la vanne a l'effet d'une évacuation par chasse. Le digesteur peut
optionnellement
comprendre un dispositif d'activation de la vanne pour l'ouvrir et la fermer.
Le
digesteur peut également comprendre un programmateur destiné à déclencher le
dispositif d'activation de la vanne à intervalles temporels prédéfinis, de
sorte à
permettre une évacuation préventive des mousses et des flottants. Il en
résulte un
meilleur contrôle de la quantité de mousses/flottants dans l'enceinte du
digesteur.
[0083] L'invention propose un digesteur à ciel gazeux réduit permettant
d'évacuer les
mousses/flottants quelle que soit leur densité et de maintenir l'intégrité de
l'ouvrage
en cas de phénomène RVE. Cela est rendu possible grâce au dispositif
d'évacuation
des mousses/flottants fonctionnant par gravité avec un double dispositif de
surverse.
En outre, le dispositif d'injection permet de déplacer les mousses/flottants
vers la
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périphérie de l'enceinte et le dispositif de mélange contribue également à
déplacer
les mousses/flottants vers le fond de l'enceinte. La combinaison du dispositif
d'injection et du dispositif de mélange assure à la fois un très bon brassage
des
mousses et/ou flottants avec le digestat pour favoriser leur réincorporation
dans le
digestat, et à la fois une bonne évacuation par surverse des mousses et/ou
flottants
non réincorporés.
[0084] L'invention concerne aussi un procédé de digestion par mise en uvre
d'un
traitement de méthanisation de boues pour générer du biogaz 11 et un digestat
12
dans un digesteur tel que décrit précédemment. Le digestat comprend à sa
surface
des mousses et/ou flottants 16 provenant des boues ou générés pendant le
traitement de méthanisation. Le procédé de digestion selon l'invention
comprend une
étape de gestion des mousses et/ou flottants par évacuation selon leur
densité. Cette
étape de gestion comprend :
- une étape d'alimentation de la première cuve 33 en digestat 12 et en
mousses
et/ou flottants 16 depuis le volume de matière 14 par surverse au-dessus de la
première paroi 100, et
- une étape d'alimentation de la première zone 35 de la deuxième cuve 34 en
digestat 12 et en mousses et/ou flottants 16 depuis la première cuve 33 par le
conduit 37,
- une étape d'alimentation de la deuxième zone 36 de la deuxième cuve 34 en
digestat depuis la première zone 35 de la deuxième cuve 34 par surverse au-
dessus de la deuxième paroi 103.
[0085] Comme détaillé précédemment, le conduit 37 relie la première cuve 33
via le
premier orifice 101 à la première zone 35 de la deuxième cuve 34 via un
deuxième
orifice 102, le deuxième orifice 102 étant situé à une altitude supérieure ou
égale à
celle du premier orifice 101, et l'extrémité supérieure de la première paroi
100 étant
située à une première hauteur hl au-dessus d'un point de référence du premier
orifice 101 et l'extrémité supérieure de la deuxième paroi 103 étant située à
une
deuxième hauteur h2 au-dessus du point de référence du premier orifice 101. La
première hauteur hl et la deuxième hauteur h2 sont prédéfinies de sorte qu'un
premier mélange de proportions variables de digestat et mousses et/ou
flottants dans
la première cuve 33 ayant une première densité moyenne dl soit transféré par
gravité dans la première zone 35 contenant un deuxième mélange de proportions
variables de digestat et mousses et/ou flottants de deuxième densité d2, le
transfert
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s'opérant tant que le produit de la première densité moyenne dl par la
première
hauteur hl est supérieur au produit de la deuxième densité moyenne d2 par la
deuxième hauteur h2 par la première hauteur hi.
[0086] Avantageusement, le procédé de digestion selon l'invention comprend en
outre une étape de mélange du volume de matière 14.
[0087] Avantageusement, le procédé de digestion selon l'invention comprend en
outre une étape d'injection de digestat dans le volume de matière 14 et/ou
dans le
volume 17.
[0088111 apparaîtra plus généralement à l'Homme du métier que diverses
modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-
dessus, à la
lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans les
revendications qui
suivent, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant
les
revendications aux modes de réalisation exposés dans la présente description,
mais
doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents que les
revendications
visent à couvrir du fait de leur formulation et dont la prévision est à la
portée de
l'Homme du métier se basant sur ses connaissances générales.
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