Schlüsselwörter
(Deutsch)
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TP0071;F-Biomasse
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Déveleppement d'un concept combiné de production de biogaz et d'élimination de l'ammoniac
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Die biologische Verarbeitung des Ammoniaks mit dem klassischen Verfahren Nitrifikation / Denitrifikation stösst auf zwei Hauptprobleme : Preis und Komplexität. Dieses Projekt hat ein integriertes Konzept der Biogas Produktion und des biologischen Abbaus des Ammoniaks, das in der Gülle enthalten ist, entwickelt. Das Projekt stützt sich auf die letzten Forschungen auf diesem Gebiet und versucht, das Bedürfnis an Lüftung und den Verbrauch einer externen Karbonzulieferung zu begrenzen und die Nutzung zu vereinfachen.
Eine experimentale Studie, durchgeführt an das Abwasser der Biogas Anlage der Familie Martin in Puidoux, wurde durch das Labor von umweltrechtlicher Biotechnologie der ETH-Lausanne gemacht und hat gezeigt, dass :
•Der Nitritation Prozess wird mit der vergorenen Gülle in einem aeroben Reaktor erzielt.
•Der Denitritation Prozess wird auch im aeroben Reaktor erzielt indem ein mobiler Support, der die Biomass fixiert, verwendet wird. Die erhaltenen Leistungsfähigkeiten sind sehr hoch: 90% des Ammonium ist verarbeitet und 80% in Form von N2 beseitigt werden.
•Der ANAMMOX Prozess kann auch erhalten werden, ist aber unbeständig und ist demzufolge nicht zu empfehlen.
Der riesige Vorteil dieser neuen Methode ergibt sich dadurch, dass alle Reaktionen im gleichen Reaktor erzielt werden, ohne den Betrieb des Faulbehälters zu ändern. Die Bilanz des Stickstoffes zeigt, wenn das ganze Abwasser im aerobe Reaktor bearbeitet ist, dass die Beseitigung des ganzen anfänglichen Stickstoffes in dieser Konfiguration 50% ist. Die Beseitigung eines Teiles des Stickstoffes kann auch erzielt werden indem man nur einen Teil des Abwassers verarbeitet.
Auf der Ebene der energetischen Bilanz hat dieses Konzept keinen Einfluss auf die Produktion des Biogases. Eine Bemessung des aeroben Reaktors wurde vorgeschlagen abhängend vom täglichen Eintrittsvolumen und der hydraulische Aufenthaltszeit. Das nützliche Volumen des Nitritation / Denitritation Reaktors müsste 30 m3 für einen Faulbehälter von 400 m3 sein. Weder die Bemessung des Lüftungssystem in richtiger Grösse noch dessen energetischen Verbrauchs können anhand dieser Studie nicht genau definiert werden. Der Bau einer Pilot- und Demonstrationanlage würde diese Punkte klären.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EREP S.A.
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Fruteau,Hélène
Membrez,Yves
Dovat,Julien
Villegas,Juan
Holliger,Christof
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Schlussbericht
(Englisch)
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The biological treatment of ammonia via the classical procedures of nitrification/denitrification faces two major problems: costs and complexity In this project a concept has been developed integrating biogas production and ammonia removal from manure, which makes use of recent research results in this field, in order to minimise the use of aeration, the consumption of an external carbon source and to simplify the exploitation.
An experimental research, conducted at the Environmental Biotechnology Laboratory of the Swiss Federal Polytechnic School of Lausanne on the digested effluent of a biogas installation at the Martin family at Puidoux showed the following results :
•The process of nitration has been obtained with this effluent in an aerobic reactor.
•The process of denitration has also been obtained in the aerobic reactor using a mobile support for fixing the biomass. The removal efficiencies found are very high : 90% of the ammonium is transformed and 80% is removed as N2-gas.
•The Anammox process can also be obtained, but the process is very unstable and therefore not recommended.
The great advantage of this new method is that all reactions take place in only one reactor, without modifying the functioning of the existing digester. The nitrogen balance shows that if all the effluent is treated in an aerobic reactor, the total Nitrogen removal in the applied configuration is 50% of the initial concentration. A partial removal of Nitrogen can be obtained by just partially treating the effluent. At energy balance level, the concept does not have a consequence on the biogas production.
A design has been proposed based on the daily incoming flow and hydraulic residence time. The net volume of the nitration / denitration reactor should be 30 m3 for a 400 m3 digester. The full-scale aeration system cannot be designed exactly based on the results found in this study, neither the energy consumption associated with it. The construction of a pilot installation / demonstration allows to respond at these points.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EREP S.A.
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Fruteau,Hélène
Membrez,Yves
Dovat,Julien
Villegas,Juan
Holliger,Christof
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Schlussbericht
(Französisch)
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Le traitement biologique de l’ammoniac par le procédé classique de nitrification / dénitrification se heurte à deux problèmes majeurs : le coût et la complexité.
Ce projet a développé un concept intégré de production de biogaz et d’élimination biologique de l’ammoniac contenu dans le lisier en tirant parti des nouvelles recherches dans ce domaine afin de limiter les besoins d’aération, la consommation d’une source externe de carbone et de simplifier l’exploitation.
Une étude expérimentale, menée sur l’effluent de l’installation de biogaz de la famille Martin à Puidoux, a été réalisée au Laboratoire de Biotechnologie Environnementale de l'EPFL et a montré que :
•Le processus de nitritation est obtenu avec cet effluent dans un réacteur aérobie.
•Le processus de dénitritation est aussi obtenu dans le réacteur aérobie en utilisant un support mobile fixant la biomasse. Les rendements obtenus sont très élevés : 90% de l’ammonium est transformé et 80% est éliminé sous forme de N2.
•Le processus ANAMMOX peut également être obtenu, mais est instable et n’est donc pas recommandé.
L’énorme avantage de cette nouvelle méthode est que l’ensemble des réactions se déroulent dans un seul réacteur, sans modifier le fonctionnement du digesteur. Le bilan d’azote montre que, si la totalité de l’effluent est traité dans le réacteur aérobie, l’élimination de l’azote total initial dans la configuration retenue est de 50%. L’élimination d’une partie seulement de l’azote peut être obtenue en ne traitant qu’une partie de l’effluent. Au niveau du bilan énergétique, le concept n’a pas d’incidence sur la production de biogaz.
Un dimensionnement du réacteur aérobie a été proposé en fonction du débit journalier d’entrée et du temps de résidence hydraulique. Le volume utile du réacteur de nitritation / dénitritation devrait être de 30 m3 pour un digesteur de 400 m3. Le dimensionnement du système d’aération en vraie grandeur ne peut pas être défini précisément à partir de la présente étude, ni la consommation énergétique associée.
La construction d’une installation pilote / démonstration permettrait de répondre à ces points.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EREP S.A.
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Fruteau,Hélène
Membrez,Yves
Dovat,Julien
Villegas,Juan
Holliger,Christof
Zugehörige Dokumente
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