Etude de l'étape de fermentation d'un procédé de co-compostage de boues en STEU PDF Download

Author: Julie Bachelart
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Languages : fr
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Book Description
Pour préserver l'environnement et pour des raisons sanitaires, les eaux usées sont collectées et dirigées vers les stations d'épuration des eaux usées (STEU) afin d'être traitées et purifiées avant leur réintroduction dans le milieu naturel. Parmi les nombreuses filières de traitement des boues biologiques issues des STEU, le procédé de compostage représente en France 36% . Il permet l'obtention d'un substrat (ou produit) stabilisé, hygiénisé, et riche en éléments fertilisants. Les travaux réalisés dans le cadre de ce travail de recherche s'inscrivent dans ce contexte en présentant un diagnostic de l'étape de fermentation d'un procédé de co-compostage de boues biologiques situé au sein de la STEU d'Aureilhan (France, Hautes Pyrénées). L'objectif recherché était de garantir un compost de qualité par l'étude de l'étape de fermentation. La réponse apportée à ce principal objectif s'est concrétisée par la réalisation d'un diagnostic établi selon deux approches : expérimentale et numérique.Les mesures expérimentales ont porté sur l'évaluation de la durée de l'étape de fermentation (étude effectuée sur 19 andains), la mesure de l'évolution temporelle des températures en fonction de la profondeur et de la longueur de l'andain sur quatre andains différents (trois andains en conditions hivernales et un andain en conditions estivales), la mesure de leur humidité initiale et l'estimation du ratio boues/agent structurant. Ces mesures expérimentales ont mis en exergue : - des humidités initiales optimales pour l'étape de fermentation (entre 50% et 70%) ;- un ratio boues/agent structurant réel (entre 1/7 et 1/4) inférieur au ratio théorique (1/3) ;- des durées de fermentation faibles (inférieures à 4 semaines) au regard des recommandations (entre 4 et 6 semaines) ;- des températures au sein des andains insuffisamment élevées pour atteindre l'hygiénisation du compost.Ces deux derniers résultats ont permis d'affirmer que certains andains n'ont pas subi une biodégradation de la matière organique suffisante lors de l'étape de fermentation, ce qui rend possible une réactivation de la biodégradation sur l'aire de maturation dépourvue de système d'aération et de désodorisation. Un modèle numérique instationnaire a alors été réalisé en 2D. Il prend en compte les dimensions réelles de l'andain sur le site industriel, les caractéristiques du système d'aération du procédé de fermentation, les conditions météorologiques et les propriétés initiales du mélange boues/écorces. Ce modèle de compréhension et de prédiction a permis de montrer l'impact significatif d'une réalisation, en milieu industriel, de l'étape de fermentation dans un hangar semi-ouvert sur le milieu extérieur. En effet, une température initiale de l'andain trop faible (inférieure à 10°C) résultant de conditions météorologiques hivernales peut limiter fortement le développement des micro-organismes et donc les réactions de biodégradations. Les pertes thermiques sont de surcroit accentuées par des conditions hivernales, en particulier pour les zones de l'andain proches du milieu extérieur. La vitesse d'aération de l'andain est non uniforme et varie beaucoup en fonction de la longueur de gaine sous l'andain (vitesse estimée comprise 0,035 et 0,3 m.s-1) ce qui induit une inhomogénéité des conditions opératoires (disponibilité en oxygène, température) et donc une biodégradation de la matière organique hétérogène au sein d'un même andain.En période de crise sanitaire liée à la COVID-19 pour laquelle l'hygiénisation des boues de STEU prend tout son sens, les importants résultats obtenus lors de ce travail de recherche peuvent donner aux opérateurs, sur des sites industriels présentant des plateformes de compostage conforme à celle d'Aureilhan, des moyens de repérer rapidement les andains présentant une faible évolution de la température et d'agir en conséquence en manipulant, par exemple, les séquences réglables d'aération afin de s'assurer d'une bonne hygiénisation.