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Waste to Energy

Fournitures et vidange / remplissage des boxes de fermentation

Exemple de construction d´une usine de fermentation sèche
Exemple de construction d´une usine de fermentation sèche

Les digesteurs sous forme de boxes, réalisés en béton armé étanche au gaz sont vidés et remplis en mode discontinu. Le substrat de fermentation séjourne de 4 à 5 semaines dans le fermenteur. Le processus de vidange/remplissage dure environ 8 heures (y compris nettoyage).

La matière fraîche est amenée sur l’aire située devant le box correspondant. Environ 50% du digestat déjà fermenté est évacuée en vue d’un éventuel traitement ultérieur. Les 50% restant sont utilisés en tant qu’inoculum. Dans ce but, ils sont mélangés à la matière fraîche et introduits dans le digesteur. Il en résulte donc un temps de séjour moyen des matières de 8 à 10 semaines  dans le digesteur. Le mélange s’effectue au moyen d’un chargeur, directement sur l’aire située devant les digesteurs. Les opérations de vidange/remplissage des boxes s’effectuent également avec le chargeur.

Sécurité des opérations

Le procédé breveté d’insufflation de gaz d’échappement du moteur de cogénération BEKON permet d’inerter totalement les boxes pour empêcher toute atmosphère explosive. Le mélange des gaz produits lors de ce processus est éliminé par une torchère et une cheminée intégrées.

En outre, digesteur est ventilé en permanence par de l´air frais pendant le processus de vidange/remplissage pour des raisons de sécurité.

Les digesteurs sont fermés à l´aide d´une porte actionnée hydrauliquement et étanche au gaz. Une étanchéification permanente des portes de digesteur est assurée par un joint d´étanchéité gonflable placée sur la porte. Les pressions dans les joints sont contrôlées en permanence et ajustées automatiquement si nécessaire. Les chutes importantes de pression sont enregistrées dans le système de commande et déclenchent des avertissements ou alertes spécifiques.  

Processus de fermentation / opération des digesteurs

Usine de fermentation sèche, vue des portes des digesteurs
Usine de fermentation sèche, vue des portes des digesteurs

Le substrat fermente en anaérobie dans les digesteurs discontinus durant tout le temps de séjour dans les digesteurs – sans mélange ou malaxage. Étant donné qu’il n’y a pas de pompes, d´agitateurs ou d´autres dispositifs de mélange ou de manutention, la technologie BEKON est très peu sensible aux impuretés et inertes présentes dans le substrat. C´est pourquoi les réparations et les coûts de maintenance nécessaires durant le processus de fermentation et pour l´exploitation de l’usine sont également faibles.

Afin d´accélérer le processus de fermentation anaérobie après la fermeture des portes de digesteur et de stimuler aussitôt la production de biogaz, chaque digesteur nouvellement rempli est de nouveau inerté. Ceci garantit très tôt de hauts rendements et une bonne qualité de gaz.

Les digesteurs disposent d´installations d´arrosage de percolat équipées de buses spéciales conçues par BEKON. Elles assurent une répartition régulière et efficace du percolat sur la biomasse. Le percolat pulvérisé garantit une humidification optimale et continue du substrat en vue d’obtenir les meilleurs rendements de gaz possibles. Le percolat est collecté par un drain dans le sol et sur les côtés des digesteurs, filtré, réchauffé et stocké temporairement dans la cuve de percolat puis arrosé de nouveau sur le substrat pour l’humidifier.

Le processus de fermentation dans les digesteurs se déroule en mode mésophile, température d’environ 38°C, l´équilibre de température se faisant au moyen d´un chauffage du sol et des murs. Toute la surface de contact substrat de fermentation / digesteur est ainsi utilisée au mieux pour la transmission de chaleur. Les boucles de chauffage sont intégrées dans les parois de béton lors de la construction des digesteurs, de sorte qu’aucune construction à l´intérieur du réservoir lui-même n’est nécessaire. Un contrôle optimal de la température est ainsi assuré  dans les digesteurs.

Agro-Energy

Vue sur une station FSC
Vue sur une station FSC

La technologie brevetée DCF BEKON (Dry-Cycle-Fermenter) se compose d´un digesteur circulaire et d´une cuve de stockage pour les effluents liquides installé généralement au centre.

Le Dry-Cycle-Fermenter BEKON est une évolution de la technologie éprouvée BEKON vers des usines en fonctionnement continu.  Les méthodes de fermentation humide généralement employées pour les usines traitant les biodéchets organiques et matières agricoles, avec des techniques conventionnelles de malaxage, exigent, en raison de la faible teneur en substances sèches à l´entrée des digesteurs nettement plus grands et des capacités de stockage des effluents liquides nettement plus importants.

Au contraire, le procédé DCF BEKON développé spécialement pour ces types d’usines, offrent à l´opérateur une alternative extrêmement attractive du point de vue économique, comparée aux usines de fermentation humide.

L’usine DCF BEKON réduit considérablement les coûts d´investissement en raison de son mode de construction compact. En outre, la structure efficace du digesteur ainsi que la technique robuste de manutention permettent des coûts optimaux d´exploitation et de maintenance. La technique innovante de gestion des processus de l’usine garantit aussi un effectif réduit.

Préparation et Alimentation des matières

Le dispositif d´alimentation du digesteur Dry-Cycle est rempli environ 1 à 2 fois par jour. La matière est déversée directement dans la trémie à l´aide d´un chargeur à bras télescopique. La trémie est située à côté du digesteur Dry-Cycle et se compose d´une cuve rectangulaire ouverte. Un fond mouvant est installé au bas de cette trémie et est actionné automatiquement. La matière est amenée par le fond mouvant dans une station de dosage. Ensuite, un convoyeur adapté conduit la matière dans une pompe mélangeuse fermée constituée d´un convoyeur et d´une pompe excentrique. Cette pompe permet un mélange optimal du substrat frais avec les digestats avant l’alimentation du mélange dans le digesteur.

Processus de fermentation

La technologie DCF BEKON se compose d´un ou de plusieurs digesteurs Dry-Cycle: un digesteur Dry-Cycle sert de digesteur principal, un autre digesteur Dry-Cycle sert de digesteur pour la fermentation ultérieure ainsi que de réservoir collecteur pour les résidus de fermentation. Le substrat traverse le digesteur principal circulaire en continu.

Par l’entrée et la sortie continues de matières ainsi que par la percolation permanente dans le digesteur principal, il se produit un mouvement naturel garantissant le transport optimal du substrat à travers le digesteur. Ainsi, l´emploi d´agitateurs conventionnels exigeant beaucoup d´énergie et de maintenance est superflu dans le digesteur. Le processus de fermentation dans les digesteurs Dry-Cycle BEKON a lieu en mode mésophile (température d´environ 38°C), la régulation de température s´effectuant au moyen d´un chauffage du sol et des murs. De cette manière, la totalité de la surface de contact substrat de fermentation / digesteur est utilisée pour la transmission de chaleur. Les boucles de chauffage sont intégrées dans les parois en béton lors de la construction des digesteurs, de sorte qu’aucune construction gênante à l´intérieur des réservoirs n’est nécessaire. Ceci permet un contrôle optimal de la température.

Le percolat extrait du digesteur principal est entreposé dans la cuve intérieure. Ce percolat est utilisé en partie pour l’inoculation de la matière fraîche et l´humidification constante du substrat solide. Il est ramené pour cela systématiquement dans le digesteur principal.

Une fois la fermentation achevée, une partie du digestat est ramenée comme inoculum dans le digesteur ou le système d’alimentation. Une conduite de liaison entre la pompe de sortie et celle d’alimentation assure cette inoculation.

En fonction des besoins, le percolat peut être ajouté ou extrait à des endroits divers de la circualtaion du flux. La répartition de percolat s´effectue suivant une fréquence commandée par ordinateur.

Séparation des matières

Station de séparation des digestats
Station de séparation des digestats

Après avoir effectué la phase de fermentation, le digestat est extrait du digesteur à l´aide de pompes. Dans le système de séparation, les digestats sont séparés en leurs composants liquides et solides. Les digestats solides peuvent ensuite être épandus comme engrais organiques, par exemple sur les surfaces agricoles des fournisseurs de matières fraîches.