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RÉSUMÉ
Longtemps délaissée par les industriels français, la technologie d’épuration biologique anaérobie des effluents suscite enfin un intérêt depuis quelques années auprès des industriels. La méthanisation des eaux usées permet non seulement de produire un biogaz énergétique riche en méthane, mais aussi de réduire considérablement la production des boues biologiques. Cet article décrit les processus biochimiques et les différentes étapes de la fermentation méthanique. La conception et le dimensionnement des réacteurs sont détaillés, ainsi que les paramètres en jeu dans le contrôle industriel de cette technologie. De par la production d’une énergie verte à partir de la pollution organique, la méthanisation s’inscrit parfaitement dans la démarche de développement durable.
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Paul BOULENGER : Ingénieur ENSIA - Ingénieur constructeur conseil, PBOrganisation
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Yannick GALLOUIN : Ingénieur constructeur conseil, PBOrganisation
INTRODUCTION
Lpparue au niveau industriel dans les années 1970, la méthanisation, technologie d'épuration biologique anaérobie des effluents, a rencontré beaucoup de difficultés pour se développer en France alors qu'elle connaissait un essor considérable dans de nombreux pays européens et américains. Elle a connu un développement exceptionnel dans des pays comme le Brésil et connaît une véritable explosion dans le Sud-Est asiatique, en particulier en Chine.
En France, cette technologie a souffert d'une prise de conscience tardive de la part de nombreux constructeurs et a été l'objet d'un nombre significatif de contre-références qui ont freiné son développement dans les années 1980-1990. Elle est toujours l'objet d'idées préconçues et fausses en même temps qu'elle est peu ou mal connue de nombreux enseignants et prescripteurs.
Nous observons depuis quelques années un ralliement des grands constructeurs français et des industries vers cette technologie autrefois délaissée. Les problèmes énergétiques actuels entraînent un engouement pour cette voie d'épuration. À tels points que certains industriels sont prêts à collecter des déchets organiques chez d'autres industriels pour produire de l'énergie.
Les deux caractéristiques principales de la méthanisation des eaux usées sont la production d'un biogaz riche en méthane et une réduction considérable de la production des boues biologiques en excès. Cette technologie est remarquablement adaptée au traitement des eaux usées industrielles. De plus, la méthanisation est une technologie qui s'inscrit parfaitement dans la démarche de développement durable. Elle permet la production d'une énergie verte, du biogaz, à partir de la pollution organique.
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6. Dimensionnement et performance des différentes technologies
6.1 Capacités et limites intrinsèques des différents types de réacteurs anaérobies
Comme nous l'avons mentionné au paragraphe 3, la littérature évoque la possibilité d'appliquer des charges volumiques de 30 à 40 kg/m3 de réacteur, voire plus avec certaines technologies. Ces données correspondent le plus souvent à des valeurs obtenues soit lors d'essais pilote ne reflétant pas la conduite d'un réacteur dans les conditions industrielles, soit sur des installations industrielles avec des valeurs de sortie non optimales. Une stabilité de fonctionnement du réacteur anaérobie est nécessaire pour maintenir les résultats épuratoires et surtout éviter l'obtention d'un effluent insuffisamment débarrassé de ses acides gras volatils qui sera odorant et pourra être à l'origine d'une production de bactéries filamenteuses dans les ouvrages de finition aérobie. Avec l'application de telles charges sur les réacteurs, la stabilité de fonctionnement ne peut être assurée. À l'heure actuelle, nous pensons que la technologie acceptant les charges volumiques les plus importantes à disposition des industriels est la technologie IC® à double étage (cf. tableau ). Elle autorise une charge volumique nominale de 17 à 22 kg DCO/m3 · j et une charge volumique maximale continue de 25 kg DCO/m3 · j. Il est possible d'accepter durant quelques heures des charges de 30 kg DCO/m3 · j. Rappelons que la méthanisation de l'effluent n'est achevée que lorsque l'effluent ne contient plus que quelques meq/L en AGV résiduels, soit un maximum de 5 meq/L équivalent...
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BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
MULDER (R.) - Biological wastewater treatment for industrial effluents : technology and operation. - Paques BV (2003).
ROUX (B.), FARDEAU (M.-L.), ARNAUD (T.), GARCIA (J.-L.) - Fermentation méthanique d'effluents viticoles : utilisation d'un inoculum adapté. - Actes de colloque, 2e congrès international sur le traitement des effluents vinicoles, Cemagref 1998, Bordeaux (France), 5-7 mai 1998.
CAMILLERI (C.) - Startup of fixed film stationary bed anaerobic reactors in anaerobic digestion. - 5th International Symposium Bologne....
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