Biofiltration pour traitement des effluents gazeux
REF : Dimensionnement des unités de taitement.doc
2. Traitement des effluents gazeux par biofiltration Au cours du processus de compostage, un certains nombre de composés gazeux sont rejetés vers le milieu extérieur. Parmi ces composés, certains présentent peuvent présenter des nuisances olfatctives pour les employés de la plate-forme voire pour les riverains. Il est dès lors nécessaire de les traiter. Notre choix s'est porté sur un biofiltre à compost.
2.1. Quantification des effluents gazeux à traiter Afin de quantifier au mieux les effluents gazeux à traiter à traiter le biofiltre, nous nous sommes principalement basés sur les résultats du modèle. En effet, notre modèle nous a permis de calculer l’émission du principal effluent gazeux produit au cours du compostage, à savoir le NH 3. La valeur obtenue est de 4526 gNH3/tMS0, valeur comprise dans l’intervalle d’émission estimé par l’ADEME à des valeurs supérieures à 4100 gNH3/tMS0
Les composés organiques volatils (COV) forment l’autre principale source de nuisances olfactives. La valeur d’émission de ces derniers est très variable (entre 1 et 10 kg/tMS0 de COV émis tout au long du processus cf ADEME, 2012). Nous avons retenu la valeur de 3000 gCOV/tMS0 qui est celle présentée comme valeur d’émission maximale pouvant être prise en compte dans un calcul de cycle de vie d’une station de compostage. (cf ADEME, 2012).
Les autres gaz présentant des nuisances olfactives potentielles sont le H2S et le CH4. Les valeurs d’émission retenues sont celles présentées par l’ADEME pour un compostage de boues d’épuration d’une durée de 4 à 6 semaines, ce qui est relativement proche de notre situation. L’ensemble de ces valeurs ont été reportées dans le tableau ci-dessous :
Valeurs d’émissions de gaz choisies pour le dimensionnement du biofiltre
Il est à noter la grande variabilité de ces valeurs d’émission. En effet, elles sont directement fonction de la conduite du compostage. Ainsi, un compost mal aéré va avoir tendance à rejeter beaucoup plus de composés olfactifs, puisque ceux-ci sont principalement issus des fermentations anaérobies.
2.2. Dimensionnement du biofiltre A partir de ces valeurs d’émissions, nous avons dimensionné un biofiltre permettant de traiter cette pollution.
Schéma de fonctionnement d’un biofiltre (Source : Technique de l’ingénieur, 2010)
Le principe du biofiltre consiste à forcer le passage du gaz à traiter à travers un matériau de garnissage colonisé par des micro-organismes en maintenant un taux d’humidité constant. Le choix du compost comme matériau garnisseur a été motivé par plusieurs raisons. Tout d’abord, son coût d’achat faible puisqu’il est produit directement sur place. Ensuite, le compost présente une richesse en nutriments nécessaires au développement de micro-organismes intéressant puisqu’elle permet de s’affranchir d’un apport supplémentaire en nutriments au niveau du biofiltre.
L’estimation des dimensions du biofiltre est ensuite résumée dans le tableau ci-dessous :
Résultats du dimensionnement de la biofiltration des effluents gazeux issus de la phase active du compostage (Source : Technique de l’ingénieur, 2010, RECORD, 2006)
Le volume du biofiltre est obtenu en effectuant le calcul suivant :
V=Qg×(Sge−Sgs)CE Ainsi, on observe qu’avec un biofiltre de 410 m3 à travers lequel on injecte 30 000 m3/h d’air, il est possible de traiter l’ensemble des émissions gazeuses produites par les 5 andains de phase active présents sur la plate-forme.
On peut toutefois nuancer ce calcul, en précisant que la capacité d’élimination est une valeur moyenne arbitraire, et que le rendement choisi est fonction de la qualité du compost introduit dans le biofiltre. Il est aussi possible d’observer une baisse du rendement au cours du temps. Cette baisse est due en majeure partie au phénomène de tassement que l’on peut observer lors de l’emploi de matériaux de garnissage organiques tels que le compost. Ce phénomène implique une durée de vie faible du biofiltre, inférieure à 5 ans.
Bibliographie ADEME (2005) Impacts environnementaux de la gestion biologique des déchets : Bilan des connaissances, 331 p
Bessière Y. (2014) Cours d’introduction au traitement des eaux : de la production d’eau potable à l’épuration des eaux usées, INSA Toulouse, 94 p
RECORD (2006) Pollution olfactive, sources d’odeurs, cadre réglementaire, techniques de mesure et procédés de traitement – Etat de l’art, 237 p
Techniques de l’ingénieur (2010) Emissions gazeuses et traitement de l’air en compostage, g1925, 19 p
Techniques de l’ingénieur (2014) Traitement des eaux résiduaires des agglomérations – Filières extensives, c5223, 37 p
ADEME (2012) Programme de recherche de l’ADEME sur les émissions atmosphériques du compostage : Connaissances acquises et synthèse bibliographiques, 243 p
