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Titre du Document Titre du document 30 OCTOBRE 2013 VALORISATION ÉNERGÉTIQUE DES BOUES DE STATIONS DÉPURATION Présenté par : Mme S.M- HALOUANI.

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1 Titre du Document Titre du document 30 OCTOBRE 2013 VALORISATION ÉNERGÉTIQUE DES BOUES DE STATIONS DÉPURATION Présenté par : Mme S.M- HALOUANI

2 I.Présentation de la digestion anaérobie des boues II.Principe de fonctionnement du digesteur III.Les technologies. IV.Etude de cas – station dépuration de la ville de Annaba. V.Exploitation et contrôle de la digestion VI. Conclusion. SOMMAIRE 2

3 3 I.LA DIGESTION ANAEROBIE GENERALITES

4 La digestion anaérobie, ou biométhanisation, est un processus biologique naturel de décomposition de la matière organique par des microorganismes (bactéries) qui sactivent dans des conditions anaérobiques, cest-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 lénergie renouvelable et du compost. QUEST-CE QUE LA DIGESTION ANAÉROBIE ? 4

5 5 MÉCANISMES DE LA DIGESTION

6 6 Une énergie renouvelable: Le Biogaz Un amendement agronomique utilisé comme fertilisant Effluents organiques Biogaz Digestat (Substitut dengrais) Électricité renouvelable Chaleur renouvelable Digestion par des bactéries dans un réacteur PROCÉDÉ BIOLOGIQUE VALORISANT LES MATIÈRES ORGANIQUES SOUS FORME :

7 7 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.

8 8 PLACE DANS LA CHAÎNE DE TRAITEMENT DES BOUES Premier maillon du traitement, après décantation, voire épaississement

9 9 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

10 10 II.PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU DIGESTEUR

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12 12 III.LES TECHNOLOGIES

13 13 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. DIGESTION À SIMPLE OU DOUBLE ÉTAGES

14 14 FORME DES DIGESTEURS

15 15 IV.ETUDE DE CAS : STATION DÉPURATIONDE LA VILLE DANNABA

16 CARACTÉRISTIQUES DE LA STATION DONNÉES DE BASES Capacité de traitement : E.H Volume journalier : m3/j Charge journalière en DBO5 : Kg/j Filière eaux : Prétraitement (dégrillage, dessablage- déshuilage) Décanteurs primaires Traitement biologique Filière boues : Epaississement Digestion anaérobie Déshydratation 16 FILIÈRES DE TRAITEMENT

17 17 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DE LA STEP

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19 19 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/m 3 /j; Rendement délimination des MVS = 48 % à 50%.

20 20 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/m 3 /j; Rendement délimination des MVS = 48 % à 50%.

21 21 Principaux paramètres de conception de la digestion Caractéristiques des boues entrée digestion Caractéristiques du digesteur Caractéristiques des boues en sortie digestion Bilan Gaz Chauffage du digesteur DIMENSIONNEMENT

22 22 Caractéristiques des boues entrée digestionUnitéValeur Débit journalier de boues entrée digestionKg de MS/J Concentrationg/l 70 Fraction volatile% de MV/MS66.4 Caractéristiques du digesteur UnitéValeur Nombre de digesteurU2 Volume du digesteurm Temps de séjour des bouesJ12 Température des boues° C35 I.DIGESTEUR

23 23 Caractéristiques des boues en sortie digestionUnitéValeur Taux de réduction moyen des MV%55 Fraction volatile des boues digérées% de MV/MS 47 Flux MEST sortie digestionKg/J Concentration MES en sortie de digestiong/l44 Durée dextractionh/J8 Débit dextractionm 3 /h42 Bilan GazUnitéValeur Production de gaz par Kg de MV détruiteNm 3 /Kg de MV détruite1.5 Production journalière de gazNm 3 /J7 503 Débit horaireNm 3 /h312 Pouvoir calorifique du gazKJ /Nm SUITE - DIGESTEUR

24 24 Chauffage du digesteurUnitéValeur Température des boues entrantes°C15 Besoins totaux à fournir au digesteurKW636 Capacité maximale retenue dune chaudièreKW850 Capacité thermique totale du gazKW6 338 Consommation par les chaudières pour le chauffage des boues KW813 Reste (vers torchère)KW5 525 II.CHAUFFAGE DES BOUES

25 25 V.EXPLOITATION ET CONTRÔLE DE LA DIGESTION

26 26 Diminution de la production de biogaz et augmentation du pourcentage de CO 2; 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; Sassurer que la température est constante dans le digesteur pas de passage préférentiel; Contrôle de lefficacité du dessableur (pouvoir de coupure).

27 27 VI.CONCLUSION

28 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 dénergie valorisable : biogaz ; 28 ATOUTS DE LA DIGESTION

29 Production dun amendement agronomique; Diminution de la concentration en germes pathogènes (10 à 100 fois inférieure) : technique dhygiénisation. 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. 29 ATOUTS DE LA DIGESTION

30 30 Risque dexplosion des digesteurs et du gazométre Contraintes dexploitation :Suivi rigoureux du process de fonctionnement par personnel qualifiés Retours en tête de station des surnageants à traiter Coûts d'investissement : Investissement : à Da/tMS, selon la taille de la STEP Exploitation : à Da /tMS INCONVÉNIENTS DE LA DIGESTION

31 31 MERCI DE VOTRE ATTENTION


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