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Développement d’un concept combiné de production de biogaz et d’élimination de l’ammoniac appliqué aux affluents agricoles

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 : (i) Le processus de nitritation est obtenu avec cet effluent dans un réacteur aérobie. (ii) 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. (iii) 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.

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