Les émissions d’ammoniac sont une source de pollution des écosystèmes, causant notamment l’acidification et l’eutrophisation des milieux touchés. En Suisse, 90% des émissions atmosphériques d’ammoniac sont dues à l’agriculture, principalement lors du stockage et de l’utilisation des engrais de ferme. La méthanisation de ces engrais de ferme permet de produire de l’énergie renouvelable et de stabiliser les effluents. Toutefois, elle ne résout pas le problème de l’ammoniac ; au contraire, elle libère une quantité supplémentaire d’ammonium en minéralisant une grande partie de l’azote organique.
Une précédente étude portant sur l’élimination par voie biologique de l’ammoniac contenu dans le lisier digéré a été menée au Laboratoire de Biotechnologie Environnementale de l’EPFL. Elle a montré qu’il est possible d’obtenir simultanément une transformation de l’ammonium et une élimination de l’azote dans le même réacteur aérobie aéré en continu, en utilisant un support mobile fixant la biomasse. Les rendements obtenus étaient élevés, avec 90% d’ammonium transformé dont 80% sous forme de diazote.
La présente étude proposait alors de tester ce processus à l’échelle pilote, afin d’évaluer la transférabilité de la technique à l’échelle réelle et de déterminer les paramètres opératoires. Les résultats obtenus sont les suivants :
- Il est possible d’obtenir de hauts taux de nitrification et de dénitrification sans prétraiter le digestat ni ajouter de source de carbone
- Les réactions biochimiques sont extrêmement sensibles au taux d’oxygénation, qui de sa part est très sensible aux caractéristiques du liquide dans le réacteur, tel que le taux de matière sèche. Il complique passablement la tenue simultanée de la nitrification et de la dénitrification
- Un temps de résidence hydraulique minimum de 4 jours permet de transformer plus de 90% de l’ammonium et d’en éliminer 85%
Ces résultats permettent de fournir les bases du dimensionnement d’une installation à l’échelle réelle. Selon les performances désirées, celle-ci aurait un volume allant de 30 à 60 m3 pour un digesteur de 400 m3. Le débit d’aération serait compris entre 300 et 600 Nm3/h alors que les coûts annuels sont estimés entre 36'000 et 50'000 CHF. Ce montant, comprenant l’amortissement de la construction et les frais d’utilisation, correspond à une fourchette de 12 à 20 CHF par m3 d’effluent traité, ce qui est relativement bas en comparaison des systèmes classiques de traitement biologique.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EREP S.A.
WABAG Technique de l'Eau SA
EPFL ENAC IIE LBE
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
