Les impératifs énergétiques, environnementaux et économiques entraînent un regain d’intérêt pour les processus de biométhanisation. Tout déchet organique présentant un fort pouvoir méthanogène peut être traité dans une usine de biogaz et utilisé à d’autres fins. Dès lors, pour une usine de méthanisation, le digestat issu de l’extraction du biogaz en phase de digestion anaérobie devient un élément clé à prendre en compte dans l’étude de projet. Cette substance riche en éléments nutritifs nécessite souvent une phase de concentration et/ou de clarification des jus pour pouvoir être valorisé en aval du process de digestion, ou pour diminuer les coûts de stockage ou de transport. Dans ce contexte, le choix de l’équipement de déshydratation devient central dans l’économie générale du projet.
Quelle est la meilleure façon de déshydrater ce digestat ou cette boue ?
Il faut tout d’abord, appréhender la qualité finale du digestat.
La large gamme de déchets organiques concernés par les projets de méthanisation rend très aléatoire la définition des caractéristiques du Slurry qui sera potentiellement à traiter et par conséquent l’estimation du niveau de performance précis réalisable avec les solutions de déshydratation est un exercice difficile.
Les déchets concernés peuvent provenir d’industrie agroalimentaire (abattoir, équarrissage, laiterie, etc..), de résidus de tontes, de stations épurations urbaines et industrielle etc. et de sources organiques d’origine agricoles incluant les lisiers de toutes espèces animales, les déchets de céréales ainsi que les céréales dédiées à l’application de production de méthane.
La première étape consiste à catégoriser les déchets par famille d’intrants, c’est-à-dire à considérer les déchets d’origine agroalimentaire, à différencier les lisiers liquides des solides, à répertorier les déchets de céréale, paille, céréale et toutes matières potentiellement « fibreuses », à estimer la présence des déchets inertes (présence de verres, sable, cailloux), à ajuster la quantité de boue de provenant de STEP urbaines et industrielles…
Ayant déterminé les typologies de déchets, il faut ensuite calculer leurs rapports massiques et évaluer les caractéristiques finales du digestat pour orienter ou valider le choix d’un système de déshydratation.
La deuxième étape consiste à se renseigner sur le process utilisé en amont de la digestion. En l’occurrence, les dispositifs de broyage, criblage, tamisage ont un énorme impact sur la qualité des digestats. Il faut ainsi tenir compte dans l’étude, des mailles de broyage et tamisage, du nombre d’équipements mis en place, de leur position dans leur process. Un traitement des digestats sur presse à vis pour tamiser la boue et extraire les matières fibreuses aura, par exemple, une incidence capitale sur la qualité du digestat à déshydrater pour peu que le projet concerne le traitement des jus de presse à vis.
Enfin, une attention toute particulière doit être portée à la compréhension des objectifs visés. Nous avons noté ces dernières années beaucoup d’incohérences dans les besoins en équipement. Si tout le monde rêve d’obtenir une boue très sèche et un jus (centrat ou filtrat) très clair sans utilisation de réactif de conditionnement des boues en amont, la réalité n’est pas si simple...
Il est parfois impossible d’utiliser des conditionnement classiques type polymère pour des raisons de coûts de réactifs ou pour des exigences de process en sorties liquide ou solide. Ainsi, doivent être pris en considération tous les cas où l’exutoire prévu pour le digestat ne nécessitera pas d’obtenir des centrats ou filtrats très clairs et dans ces conditions, en fonction des caractéristiques des slurry à déshydrater, il peut être proposé des traitements de séparation solide/liquide sans utilisation de réactif de floculation.
A l’inverse, des procédés d’affinage de traitement des jus en sortie des systèmes de déshydratation (évaporation, stripping, UF, rejet station épuration) imposeront l’obtention de rendement de séparation des matières en suspension très élevés nécessitant l’utilisation de réactifs de conditionnement.
Quels sont les outils à disposition ?
Trois technologies offrent les conditions de déshydratation adaptée en fonction de la qualité du digestat, de la possibilité ou non d’effectuer un conditionnement et des objectifs client: la décanteuse centrifuge, la presse à vis, la presse à bandes.
Souvent privilégiée pour la déshydratation du digestat, la décanteuse vise plus spécifiquement une qualité de centrat ne nécessitant aucune utilisation de polymère afin d’atteindre un taux de capture des solides élevé. Si les avantages du système résident dans son faible encombrement, ses débits élevés assortis à une consommation économe en eau pendant le processus de déshydratation, on peut lui reprocher sa plus grande sensibilité à l’usure, et la quantité d’énergie nécessaire pour la faire fonctionner.
Pour une catégorie de digestat à forte teneur en matière fibreuse, une presse à vis est davantage recommandée. Disposant d’un faible encombrement, elle ne nécessite aucune intervention manuelle, offre un taux de siccité de gâteau pouvant atteindre 30% ( y compris pour des boues contenant de grandes quantités de matériaux fibreux) et un taux de capture des solides en suspension pouvant atteindre 65 % lors d’un fonctionnement sans polymère pour certaines catégories de boues.
Enfin dans certaines situations, en particulier lorsqu’un processus d’osmose inverse est utilisé en aval de traitement, une attention particulière doit être portée à la concentration des solides en suspension et à la nature des solides eux-mêmes. Dans ce cas, la presse à bande est à privilégier, à partir du moment où le conditionnement (coagulation+floculation ou floculation seule) est autorisé, condition impérative pour pouvoir envisager l’utilisation de cet outil.
