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Titre du Document. VALORISATION ÉNERGÉTIQUE DES BOUES DE STATIONS D’ÉPURATION. Titre du document. Présenté par : Mme S.M- HALOUANI. 30 OCTOBRE 2013. SOMMAIRE. Présentation de la digestion anaérobie des boues Principe de fonctionnement du digesteur Les technologies.
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Titre du Document VALORISATION ÉNERGÉTIQUE DES BOUES DE STATIONS D’ÉPURATION Titre du document Présenté par : Mme S.M- HALOUANI 30 OCTOBRE 2013
SOMMAIRE Présentation de la digestion anaérobie des boues Principe de fonctionnement du digesteur Les technologies. Etude de cas – station d’épuration de la ville de Annaba. Exploitation et contrôle de la digestion Conclusion.
LA DIGESTION ANAEROBIE GENERALITES
QU’EST-CE QUE LA DIGESTION ANAÉROBIE ? La digestion anaérobie, ou biométhanisation , est un processus biologique naturel de décomposition de la matière organique par des microorganismes (bactéries) qui s’activent dans des conditions anaérobiques, c’est-à-dire sans oxygène. Ce processus se déroule dans un bioréacteur fermé. La digestion de la matière organique génère à la fois du biogaz et un résidu solide appelé digestat . Cette filière de valorisation de la matière organique peut donc produire de l’énergie renouvelable et du compost.
PROCÉDÉ BIOLOGIQUE VALORISANT LES MATIÈRES ORGANIQUES SOUS FORME : • Une énergie renouvelable: Le Biogaz • Un amendement agronomique utilisé comme fertilisant Électricité renouvelable Digestion par des bactéries dans un réacteur Biogaz Chaleur renouvelable Effluents organiques Digestat (Substitut d’engrais)
QUEL TYPE DE DIGESTION ANAÉROBIE ? 3 types principaux en fonction de la T°C: • La digestion anaérobie psychrophile : température de 10 à 25°C. • La digestion anaérobie mésophile : température de 25 à 45°C. • La digestion anaérobie thermophile : température de 45 à 65°C.
PLACE DANS LA CHAÎNE DE TRAITEMENT DES BOUES • Premier maillon du traitement, après décantation, voire épaississement
QUELS SERONT LES TYPES DE BOUES DIGÉRÉES ? Alimentation des digesteurs par: • Un Mélange de Boues Primaires et /ou de Boues Secondaires. • Avec des concentrations suffisantes : • Moyenne : 40 à 50 g/l • Optimum : 55 à 65 g/l
DIGESTION À SIMPLE OU DOUBLE ÉTAGES • A simple étage : un digesteur chauffé et brassé. • A double étage : chaîne de digestion composée de: • Digesteur primaire chauffé et brassé; • Digesteur secondaire non chauffé et brassé. Séquentiellement ayant comme rôle de : • Stocker les boues avant déshydratation; • Supporter la cloche gazométrique; • Achever le dégazage des boues.
ETUDE DE CAS : STATION D’ÉPURATIONDE LA VILLE D’ANNABA
CARACTÉRISTIQUES DE LA STATION DONNÉES DE BASES Capacité de traitement : 580 700 E.H Volume journalier : 83 620 m3/j Charge journalière en DBO5 : 34 842 Kg/j Filière eaux : Prétraitement (dégrillage, dessablage-déshuilage) Décanteurs primaires Traitement biologique Filière boues : Epaississement Digestion anaérobie Déshydratation FILIÈRES DE TRAITEMENT
DONNEES TECHNIQUES DES DIGESTEURS • Deux cuves cylindriques en béton; • Hermétiques pour permettre la fermentation; • Chauffées à 35 ± 1 °C; • Le contenu est brassé pour : • Éviter formation de croûte en surface ; • Assurer un bon dégazage; • Éviter la sédimentation des matières; • Homogénéiser le mélange; • PH maintenu à 6.5 – 8; • AGV/TAC < à 0.3; • Les substrats y restent en moyenne 12 jours; • La charge volumique du digesteur = 1.2 à 3 Kg MVS/m3/j; • Rendement d’élimination des MVS = 48 % à 50%.
DONNEES TECHNIQUES DES DIGESTEURS • Deux cuves cylindriques en béton; • Hermétiques pour permettre la fermentation; • Chauffées à 35 ± 1 °C; • Le contenu est brassé pour : • Éviter formation de croûte en surface ; • Assurer un bon dégazage; • Éviter la sédimentation des matières; • Homogénéiser le mélange; • PH maintenu à 6.5 – 8; • AGV/TAC < à 0.3; • Les substrats y restent en moyenne 12 jours; • La charge volumique du digesteur = 1.2 à 3 Kg MVS/m3/j; • Rendement d’élimination des MVS = 48 % à 50%.
Principaux paramètres de conception de la digestion DIMENSIONNEMENT
Diminution de la production de biogaz et augmentation du pourcentage de CO2; • Augmentation du rapport AGV/TAC; • Mauvaise déshydratation : collage sur les toiles de filtration; • Les boues deviennent malodorantes : odeurs; • Maintenir la concentration des boues fraîches la plus élevée possible (≥ 33g/l); • Excès de charge hydraulique diminution de la concentration en bactéries • méthanogènes; • S’assurer que la température est constante dans le digesteur pas de passage • préférentiel; • Contrôle de l’efficacité du dessableur (pouvoir de coupure).
ATOUTS DE LA DIGESTION Réduction de la masse (matières sèches) des boues à éliminer : de 35 à 40 % MS – 40 à 50 % MV ; Stabilisation de la matière organique : Boues moins malodorantes que les boues fraîches; Amélioration des conditions de travail; Réduction des nuisances olfactives. Production d’énergie valorisable : biogaz ;
ATOUTS DE LA DIGESTION • Production d’un amendement agronomique; • Diminution de la concentration en germes pathogènes (10 à 100 fois inférieure) : technique d’hygiénisation . • Une économie sur : • les coûts de transport des boues; • le dimensionnement des équipements (centrifugeuses, filtres, etc.); • le conditionnement des boues (réactifs, électricité); • Production de biogaz, énergie renouvelable.
INCONVÉNIENTS DE LA DIGESTION • Risque d’explosion des digesteurs et du gazométre • Contraintes d’exploitation :Suivi rigoureux du process de fonctionnement par personnel qualifiés • Retours en tête de station des surnageants à traiter • Coûts d'investissement : • Investissement : 50 000 à 120 000 Da/tMS, selon la taille de la STEP • Exploitation : 2 000 à 4 000 Da /tMS