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1 - PRINCIPAUX DÉCHETS CONCERNÉS

  • 1.1 - Déchets agricoles et agroalimentaires
  • 1.2 - Déchets municipaux
  • 1.3 - Boues de station d’épuration des eaux usées

2 - MÉTABOLISMES ÉNERGÉTIQUES ET LEURS INCIDENCES

  • 2.1 - Aspects théoriques
  • 2.2 - Respiration aérobie
  • 2.3 - Respiration anaérobie et fermentations
  • 2.4 - Incidences pratiques

3 - COMPOSTAGE

4 - MÉTHANISATION

5 - AUTRES TRAITEMENTS

  • 5.1 - Fermentations alcooliques
  • 5.2 - Traitement de déchets industriels non agroalimentaires

| Réf : G2060 v1

Principaux déchets concernés
Traitement biologique des déchets

Auteur(s) : Rémy GOURDON

Date de publication : 10 janv. 2001

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Auteur(s)

  • Rémy GOURDON : Laboratoire d’analyse environnementale des procédés et des systèmes industriels - Institut national des sciences appliquées de Lyon

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INTRODUCTION

Le principe général des traitements biologiques est d’exploiter certaines activités microbiennes en les stimulant de manière contrôlée afin soit de réduire les nuisances potentielles des déchets (odeurs, risques sanitaires, caractère polluant au sens large du terme), soit de les valoriser sous forme énergétique ou sous forme matière. De ce fait, les procédés biologiques sont en pratique généralement utilisés pour le traitement de déchets essentiellement organiques présentant un caractère biodégradable, à savoir notamment les déchets associés à l’exploitation ou à la consommation de la biomasse (sous‐produits d’élevage, de cultures, d’industries agroalimentaires ; fraction organique des ordures ménagères). Cependant, la versatilité et la diversité des micro‐organismes est telle que ce domaine d’application principal n’est pas exclusif d’autres applications à des déchets industriels organiques, voire minéraux (boues d’hydrocarbures, résidus miniers, etc.), bien que le recours à des techniques physico‐chimiques ou thermiques soit alors complémentaire ou concurrent d’un traitement biologique éventuel.

Cet article aborde uniquement le traitement des déchets solides ou boueux, que nous définirons ici comme possédant un taux de matières sèches respectivement supérieur à 15 % de la masse brute pour les déchets dits « solides », et compris entre environ 3 et 15 % en masse pour les déchets dits « boueux ». Le cas des effluents liquides (eaux usées, effluents de procédés) ou gazeux, dont les traitements sont présentés par ailleurs dans ce volume, n’est donc pas discuté ici.

Le document propose, dans un premier temps, un rapide tour d’horizon des principaux types de déchets ou sous‐produits susceptibles d’être traités par voie biologique, puis présente les différentes activités microbiennes (métabolismes) qu’il est envisageable de stimuler pour traiter ces déchets, c’est‐à‐dire pour réduire leur caractère polluant ou les valoriser. La présentation des différents types de métabolismes microbiens permet de mieux comprendre les incidences pratiques de ces aspects fondamentaux et, notamment, les intérêts et inconvénients respectifs des traitements biologiques aérobies et anaérobies, ainsi que les paramètres généraux de fonctionnement. Ainsi, le compostage (traitement aérobie) est un traitement relativement rapide visant à une stabilisation du déchet et à sa valorisation matière, alors que les traitements anaérobies (méthanisation ou fermentations alcooliques), souvent plus longs, permettent une valorisation énergétique.

Les procédés de traitement biologique des déchets organiques sont des techniques robustes bien éprouvées en pratique dans leurs domaines d’application privilégiés. Ils n’exigent pas de technologies sophistiquées et sont donc relativement peu onéreux à mettre en œuvre. Cependant, un certain savoir‐faire est nécessaire pour une mise en œuvre efficace et pérenne, notamment concernant la bonne adéquation entre les matériels techniques utilisés, les conditions opératoires, le ou les déchets traités, le contexte socio‐économique et technique, et les objectifs fixés au traitement.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-g2060


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1. Principaux déchets concernés

Le recours à des micro‐organismes pour traiter un matériau quelconque implique que ce matériau soit transformable par les micro‐organismes considérés, c’est‐à‐dire que la matière qu’il contient puisse être utilisée par les micro‐organismes pour leur permettre de vivre à ses dépends. On parle généralement de biodégradabilité pour qualifier cette caractéristique. Les déchets organiques, issus de l’exploitation ou de la consommation notamment alimentaire de la biomasse (constituée par la masse des organismes vivants et de leurs déchets associés), sont généralement biodégradables puisqu’ils sont constitués de molécules d’origine naturelle susceptibles de s’insérer dans les cycles biogéochimiques de la matière. À ce titre, ces déchets sont ceux qui se prêtent le mieux à des traitements biologiques.

Ce sont des déchets essentiellement organiques (teneur en carbone de l’ordre de 40 à 50 % de la masse sèche) d’origine végétale ou animale. Les déchets d’origine animale sont, en général, plus riches en azote (quelques pour‐cent de la masse sèche) que ceux d’origine végétale (généralement moins de 1 % de la masse sèche), et souvent plus humides (souvent plus de 70 % de la masse fraîche).

1.1 Déchets agricoles et agroalimentaires

Ils sont générés au niveau soit de la production agricole (élevages et cultures), soit du stockage, du conditionnement et de la transformation des produits agricoles (industries agroalimentaires de 1re et 2e transformation).

On estime qu’environ 400 Mt de déjections animales sont produites annuellement par les élevages en France, la majorité en pâturages extérieurs. Les déjections produites en étables sont récupérées essentiellement sous forme de fumiers en mélange avec les litières pailleuses (ce qui les rend pelletables avec un taux de matières sèches MS supérieur à 15 % de la masse fraîche) ou de lisiers (taux de MS inférieur à 10 % en masse, donc pompables).

Les déchets de culture sont l’ensemble des parties végétales qui ne constituent pas la production végétale. On estime la production annuelle à environ 50 Mt en France, dont plus de la moitié est constituée de pailles...

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Principaux déchets concernés
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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   La valorisation agricole des boues de stations d’épuration urbaines.  -  ADEME – Cahiers Techniques de la Direction de l’Eau et de la Prévention des Pollutions et des Risques, no 23 (1988).

  • (2) - GOURDON (R.), BAYARD (R.) -   Biodétérioration microbienne des déchets : définitions, principes et méthodes d’évaluation.  -  Déchets Sciences et Techniques, no 1, p. 13-21 (1996).

  • (3) - PELMONT (J.) -   Bactéries et environnement.  -  899 p. Presses Universitaires de Grenoble (1993).

  • (4) - RIACHI (K.) -   Compostage d’ordures ménagères et de déchets verts. Flore fongique et risques sanitaires potentiels.  -  Thèse de Doctorat de l’UJF Grenoble I, 220 p. (1998).

  • (5) - MUSTIN (J.) -   Le compost : gestion de la matière organique  -  . Éditions F. Dubusc (1985).

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

    Traité Environnement

    BOEGLIN (J.-C.) - Lutte contre la pollution de l’eau. Inventaire des traitements. - G 1 250 (1999). Traité Environnement, volume G 1.

    BOEGLIN (J.-C.) - Pollution industrielle de l’eau. Caractérisation, classification, mesure. - G 1 210 (1999). Traité Environnement, volume G 1.

    BOEGLIN (J.-C.) - Pollution industrielle de l’eau. Stratégie et méthodologie. - G 1 220 (1998). Traité Environnement, volume G 1.

    BERTOLINI (G.) - Approche socio-économique des déchets. - G 2 300 (2000). Traité Environnement, volume G 1.

    BERNHEIM (Y.) - Typologie des techniques de réhabilitation des sites pollués. - G 2 600 (1999). Traité Environnement, volume G 1.

    BALLERINI (D.) - Traitements biologiques des sols. - G 2 620 (1999). Traité Environnement, volume G 1.

    GILLES (P.) - Lutte contre la pollution des eaux. Finitions à haute performance. - G 1 330 (1999). Traité Environnement, volume G 1.

    GUIBELIN (E.) - Lutte contre la pollution des eaux. Traitements des boues d’épuration. - G 1 450 (1999). Traité Environnement, volume G 1.

    Autres traités

    BOEGLIN (J.-C.) - Inventaire des traitements d’eaux résiduaires. - J 3 940 (1997). Traité...

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