la codigestion des déchets industriels dans les...

JOURNEE INDUSTRIELLE METHANISATION. Chambéry le 5 Octobre 2011

La codigestion des déchets

industriels dans les STEP

Joan Mata

Departament d’Enginyeria Química

Universitat de Barcelona [email protected]

JOURNEE INDUSTRIELLE METHANISATION Exemple d’applications industrielles par de petites unités de méthanisation

Le 5 Octobre 2011. Chambéry, salle des congrès « Le Manège »


Contenu de la présentation

• Concept de codigestion

• Co-digestion des déchets industriels dans les

usines de traitement des eaux usées (STEP)

• Exemples de co-digestion industrielle

• Conclusions


La codigestion

• La co-digestion anaérobie est la DA

d'un mélange de deux ou plusieurs

substrats avec des caractéristiques

complémentaires, de sorte qu'il y ait

une augmentation de la production de

biogaz par leur traitement conjointe


Codigestion: Un

fonctionnement plus stable

et des performances

supérieures

SUBSTRAT A

•

• • • • • •

SUBSTRAT B

Relation C/N

Macro and micronutriments

pH

Alcalinité

Inhibiteurs, toxicité

MO Biodégradable

Teneur en eau

Le principal problème de la co-digestion processus est de

maintenir l'équilibre de la C: N, mais il ya beaucoup plus de

paramètres du mélange de co-substrats doivent être pris en

compte, tels que les macro-et micronutriments, le pH, inhibant /

toxiques, matière organique biodégradable et de la matière

sèche (Hartmann et al., 2003)


CODIGESTION ANAEROBIE

2 + 2 = 5

Synergie positive établie dans le milieu de la

digestion


CODIGESTION: UNE QUESTION D'ACTUALITÉ DANS

LA DA

Codigestion: Environ 65% des articles de codigestion ont été publiés entre 2008

et 2011. La tendance se poursuit en 2011, ayant atteint le niveau de 2010 d'ici

la mi-2011 2011 Estimación


Co-digestion anaerobie dans les STEP

Schmelz, 2008


STEP

boues

digester

storage tank

dewatering

sludge disposal

sludge liquor

electric power

heat

biogas

block heat and

power plant

DIGESTION BOUES STEP


STEP

boues

storage tank

digester

storage tank

dewatering

sludge disposal

mixing/

sludge liquor

electric power

heat

biogas

block heat and

power plant

municipalities,

industry

Traitment Residues

CO-DIGESTION BOUES-DECHETS

Co-Fermentation

of sewage sludge and biogenic waste


Opportunité pour les petites industries:

Codigerir leurs déchets avec des boues d'épuration

Graisses, huiles

industrie viande

industrielle gral.

Agriculture

FOOM

Fumier


Les communications dans la littérature sur

les applications industrielles de la co-

digestion des boues d'épuration et de

déchets industriels sont rares, bien que

cela n'implique pas nécessairement que

les cas rapportés dans la littérature soient

les seuls appliqués


Graisses et

huiles de co-

substrats

Ajout sur les

SV (%)

Augmentation

de la prod. de

biogaz (%)

References

Caso G.1 10-30 9-27 Davidsson et al. 2007

Caso G.2 64 37 Wan et al. 2011

Caso G.3 23 38 Silvestre et al. 2011

Caso G.4 46 60 Loustarinen et al.2009

Incremento medio del 15% por cada 10% de incremento en SV

Graisses, huiles

lndustrie viande

industrielle gral.

Agriculture

FOOM

Fumier

Les lipides ont une

performance de

1,014 m3 CH4/kg SV


Avec la co-digestion des

graisses et des huiles peuvent

être atteints l'autonomie

énergétique de la plante

La DA est thermophile

Caso G.5


La co-digestion des boues de Step avec les

FOOM, ainsi que l’apport d'autres déchets

industriels, augmente la charge en éléments

nutritifs de l’unité de traitement.

Le problème des nutriments

Il y a beaucoup d'expériences pour résoudre

ce problème dans la STEP. La première

consiste à améliorer le C/N pour la

dénitrification.


Exemples de co-digestion

industrielle


Déchets de volaille

Déchets de fruits


DIGESTEUR

4900 m3

DIGESTEUR

6600 m3

MONODIGESTION

44.000 t/a

Déchets de volaille

30% MS

6% N / MS

Dans les environs

12.200 t/a

Déchets de fruits

3.800 m3/j Biogaz

Puissance: 340 kW

6.900 m3/j Biogaz

Puissance: 610 kW

CODIGESTION

Une augmentation de 35% du volume de digesteur

la puissance obtenue a augmenté 80% rendant le

projet rentable

PERFOMANCES

PERFOMANCES


Lisier de porc

Déchets de pomme


Apple

pulp

Waste

Pig

manure Mixture of apple pulp waste & pig manure

Parameter

C/N

Unit 89 12 20 25 30 35 40

SMP-BVS mL CH4 g-1

VS 189.3 150.4 227.9 334.4 376.9 271.6 265.3

SMP-BCOD mL CH4 g-1

COD 94.4 35.3 71.9 127.3 146.9 114.5 115.2

kdis day-1

0.12 0.17 0.19 0.17 0.20 0.18 0.17

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

0 5 10 15 20 25 30

Time (days)

Me

tha

ne

(m

L)

C/N 20 C/N 25 C/N 30

C/N 35 C/N 40 Pig manure

Apple pulp

C/N 30

C/N 40

C/N 25

C/N 35

C/N 20

Apple pulp

Pig manure

CODIGESTION

Déchets de

jus de pomme

Lisier de porc

Un otre example


Lisier de porc

Glycérol


GENERACIÓN DE GLICERINA

D’huile vegetal

1000 kg

Reaction de

Transesterification

Biodiesel

900 kg

Glycérine

100 kg

Pour chaque kg de biodiesel on produit également 0,1 kg de glycérine

0

1

2

3

4

5

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

Year

mil

lio

n t

on

nes b

iod

iesel

pro

du

cti

on

120 installations de biodiesel

EU-25 6 miions de t. de production

Capacité de production de 21 milions t


RÉSULTATS Caractérisation

Units PM GLY 80% PM 60% PM 40% PM 20% PM DPM

Density kg L-1

1.01 1.25 1.07 1.12 1.17 1.21 1.00

TS g TS kg-1

50.4 850.5 180 380 617 800 16.0

VS g VS kg-1

35.4 850.3 155 372 610 797 9.8

COD g O2 kg-1

69.7 2,256 308 883 1,432 2,086 13.3

NTK g NTK L-1

5.33 0.00 4.56 3.58 2.50 1.29 1.72

NH4+-N g NH4

+-N L

-1 4.40 0.00 3.31 2.87 1.99 0.99 1.43

C/N - 16.39 - 23.4 202 434 1131 12.36

pH - 7.46 7.04 7.42 7.42 7.41 7.31 8.16

VFA mEq HAc/L 5.65 0.00 4.84 3.80 2.26 1.37 0.21

Partial alkalinity mg CaCO3/kg 8,175 78.57 6,508 5,150 3,487 1,665 4,975

Total alkalinity mg CaCO3/kg 16,725 107.27 14,050 11,033 7,755 4,053 6,332

PM (lisier)

C / N faible

Une concentration élevée d'ammonium

Alcalinité élevée

GLY C / N élevé

Une faible concentration de l'ammonium

Faible alcalinité

PM + 4% GLY 360 %

auugment biogaz


CONCLUSIONS

La codigestion est une bonne solution pour avoir

des meilleurs performances dans la digestion

anaérobie

Des nombreux exemples sont reportées dans la

litérature.

Pour des petites industries, la codigestion avec les

boues de STEP est une très bonne solution.


MERCI POUR VOTRE ATTENTION

[email protected]

93 402 1305

mailto:[email protected]


Par exemple, ajouter FOOM fermenté

Diagramme de la Step de TREVISO avec la co-digestion et

l’élimination de nutriments

la codigestion des déchets industriels dans les...

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