Désintégration par ultrasons des déjections animales avant la digestion anaérobie
La désintégration par ultrasons augmente le rendement en méthane (CH4) et réduit le temps de rétention des solides (SRT), tout en améliorant les performances globales de la digestion anaérobie. Ces effets résultent de la désintégration des biosolides et des cellules bactériennes présents dans les déjections animales, ainsi que de la libération des composants intracellulaires due à la solubilisation de la matière particulaire. Les réacteurs à ultrasons Hielscher destinés au prétraitement des déjections animales permettent d’obtenir davantage de méthane (biogaz) et une demande chimique en oxygène soluble (SCOD) plus élevée lors de la digestion anaérobie.
Digestion anaérobie des déjections animales
Les déchets d’origine animale sont soumis à une digestion anaérobie pour réduire leur teneur en matière organique, atténuer les odeurs et diminuer les émissions de gaz à effet de serre des systèmes couverts. La réduction des agents pathogènes présents dans les déjections constitue un autre avantage potentiel. Les déchets d’origine animale généralement utilisés pour la digestion comprennent les déjections porcines (fumier et lisier de porc), les déjections de bovins laitiers ou de bovins à viande en parc d’engraissement, les déjections de poulets et de dindes, les matières raclées des fosses, le lisier, les eaux de ruissellement des parcs d’engraissement et les effluents issus des déjections.
Désintégration par ultrasons
La cavitation ultrasonore désintègre les solides organiques et augmente la quantité de substrat organique dissous, ainsi que la vitesse de dégradation et la digestibilité des biosolides pendant la digestion anaérobie. Ce prétraitement accroît la surface disponible pour la digestion anaérobie ultérieure. Il en résulte une meilleure conversion des particules de biosolides en biogaz. Cela améliore la biodégradabilité, augmente le rendement en biogaz et accroît la demande chimique en oxygène soluble (SCOD).
Réacteurs à ultrasons
Hielscher fournit des désintégrateurs à ultrasons pour le prétraitement en ligne à faibles et forts débits volumétriques. Tous les réacteurs à ultrasons sont conçus pour fonctionner en continu (24hrs/7d/365d), afin de maximiser l’utilisation des équipements. Selon des facteurs tels que la composition des déchets, TS ou le temps de rétention des solides dans le digesteur, la puissance requise des équipements varie entre 2 et 10 kW par 1 m3/heure pour la plupart des installations. Les sonotrodes et les géométries des réacteurs à ultrasons Hielscher sont optimisées sur la base de nombreuses années d’expérience pratique du prétraitement des déchets et des boues avant digestion. Cet aspect est important, car le réglage des paramètres de sonication et la conception hydraulique ont une incidence significative sur l’effet de désintégration. Les réacteurs à ultrasons Hielscher permettent de traiter des matières plus visqueuses (moins diluées), pour une efficacité accrue du procédé. Les appareils à ultrasons Hielscher présentent également un rendement électrique exceptionnel, supérieur à 81% – ce qui permet d’obtenir de meilleures performances de désintégration. L’utilisation d’un macérateur avant la sonication réduit la taille des grosses particules et des fibres et améliore l’homogénéité des matières alimentant le système à ultrasons.
Processeurs à ultrasons de 48kW
pour les flux à fort débit volumétrique
Désintégrateur à ultrasons en ligne
Codigestion de mélanges de déchets
Les avantages de la désintégration par ultrasons avant la digestion ne se limitent pas aux déjections animales. La sonication améliore l’hydrolyse lors de la codigestion des déjections avec des déchets alimentaires, des boues d’épuration municipales ou même de la glycérine brute issue de la production de biodiesel. La désintégration par ultrasons utilisée comme prétraitement avant la codigestion mésophile ou thermophile permet d’obtenir des rendements volumétriques en méthane nettement plus élevés, moins de H2S (odeurs) et moins d’ammoniac dans les effluents que les matières non soniquées. De petites quantités de glycérine (4 à 6%) ajoutées aux déjections avant la désintégration par ultrasons entraînent une augmentation significative de la production de biogaz.
Avantages de la sonication
Un effet évident de la désintégration par ultrasons est l’augmentation du rendement en biogaz. Toutefois, des économies encore plus importantes résultent de la baisse des coûts de transport par camion et de déshydratation, grâce à la réduction des déchets après la digestion des matières. Des temps de rétention plus courts augmentent la capacité du digesteur et peuvent permettre d’éviter l’installation d’un digesteur supplémentaire. La diminution des odeurs liée à la réduction du H2S et la baisse de la teneur en ammoniac des effluents présentent un intérêt environnemental.
Installation et adaptation des installations existantes
Les réacteurs à ultrasons Hielscher peuvent facilement être intégrés à de nouveaux projets ou ajoutés à des digesteurs anaérobies existants. Vous pouvez tester les effets sur vos déchets à petite échelle, par exemple à l’aide d’un système UIP2000 (20kHz, 2000 watts) équipé d’une sonotrode cascatrode et d’un réacteur à cellule à circulation. La conception modulaire des systèmes à ultrasons de grande capacité (par exemple 10x UIP4000, 40 kilowatts) permet une installation flexible et une augmentation progressive de la capacité. En particulier lors de l’adaptation de digesteurs existants, le coût des équipements de sonication est rapidement amorti grâce aux économies réalisées et aux revenus du biogaz. Contactez-nous pour obtenir gratuitement des informations !
Biogaz – Énergie renouvelable
Le biogaz est une énergie renouvelable respectueuse de l’environnement. Alors que le biodiesel et le bioéthanol sont principalement produits à partir de cultures alimentaires ou non alimentaires, le biogaz issu des déjections utilise un déchet agricole. Le biogaz ne nécessite ni distillation énergivore ni produits chimiques agressifs et présente une très faible empreinte carbone. La digestion anaérobie assistée par ultrasons produit une énergie propre, verte et renouvelable pour de nombreuses exploitations d’élevage, à un coût compétitif par rapport aux prix du gaz naturel commercial, voire inférieur.