Certifié ISO 14001

5- GESTION DES SUBSTRATS ET PRÉTRAITEMENTS

Université de Glamorgan (UK)

Wales Centre of Excellence for Anaerobic Digestion

Gregg Williams & Des Devlin

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Une grande variété de substrats disponibles pour la méthanisation…

cultures

intermédiaires

boues de STEP

lisiers bovins

lisiers porcins

fientes de

volaille

déchets ménagers organiques

déchets municipaux

déchets GMS

déchets d’abattoir

déchets agricoles

ensilages

biomasse

herbacée

betterave à

sucre

déchets de céréales

Toutes matières composées de glucides, lipides ou protéines

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…qui demande des connaissances sur la qualité

des substrats utilisés !• Pour optimiser le dimensionnement et la

ration• Pour éviter d’introduire des inhibiteurs

dans le digesteur• Pour adapter la gestion des substrats

(prétraitement ou pas…)• Pour assurer la production d’un digestat

de qualité

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Caractérisation des substrats

• Échantillonnage :– Échantillon représentatif– Échantillon frais (éviter long stockage)– Échantillon de masse ou de volume adaptée à l’analyse

• Les analyses de bases :– MS, MO– T, pH– TAC– Potentiel méthanogène et composition du biogaz

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Caractérisation des substrats• Les analyses chimiques :

– DCO– Ammonium, carbohydrates, CHNSO– Glucides/lipides/protéines– AGV, fibres aux détergents acides et neutres (ADF, NDF)– Nutriment et métaux lourds– Pathogènes– Présence de siloxanes, agents inhibiteurs…

• L’équation de Buswell– Production théorique maximale de biogaz– Hypothèses

• Ne prend pas en compte la solubilité des gaz, les inhibitions possibles• Considère que toute la matière organique est converti

– Utile pour avoir des ordres de grandeurs

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Test de potentiel méthanogène• En batch

– Digestion du substrat étudié en une trentaine de jours– Non considération des interactions avec les autres substrats

pas représentatif de l’échelle 1– Analyse de la quantité et qualité du biogaz produit par ce substrat

dans ces conditions

• En continue (« mini-digesteur »)– Plus coûteux– Analyses biogaz, digestat… – Équivalent à une unité de production à petite échelle

– représentatif des conditions réelles

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Prétraitements mécaniques

• Déconditionnement• Broyage• Pulpeur (séparateur mécanique)• Séparateur magnétique• Tamis• Homogénéisation …

Objectifs : tri des substrats (indésirables) et extraction de la matière organique

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Prétraitements chimiques• Traitement à l’acide• Traitement alcalin• Solvants organiques• Oxydation …

• Objectifs :• pré-dégradation de la matière pour faciliter l’action des bactéries• rendre biodégradable l’hémicellulose et la lignine (altération)• solubiliser les protéines

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Conclusion • Nombreuses techniques disponibles• Adaptation de la technique aux besoins de l’unité • => Bonne connaissance des substrats

– Composition des substrats– Production théorique de biogaz– Tests potentiel méthanogène

• Les prétraitements peuvent faciliter l’action des bactéries

et augmenter les production de biogaz