Biogas & ORION FP7 EU Project

8/17/2019 Biogas & ORION FP7 EU Project

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HES-SO Valais-WallisPage 1

Biogaz et compagnie(s) ou l’art d’accommoder les restes

Simon CRELIER, HES-SO Valais

Afterwork Energy – Biomasse

Sion, le 12.11.2015




• Le biogaz: qui, quoi, comment, combien, où?

• Quelques éléments-clés

• Le projet ORION

• Conclusion

Plan de l’exposé




Capacités de production en Europe

Source: L. De Baere & B. Mattheeuws, 2014

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0.00E+00

5.00E+05

1.00E+06

1.50E+06

2.00E+06

C

a p a c i t é m o y e n n e d e s i n

s t a l l a t i o n s [ t o / a n ]

C a p a c i t é i n s t a l l é e c u m u l é e [ t o n / a n ]




D.A. capacité par habitant en Europe

Source: L. De Baere & B. Mattheeuws, 2014

0

10

20

30

40

0

30000

60000

90000

120000

F r a c t i o n d u p

o t e n t i e l [ % ]

C a p a c i t é i n s t a l l é e p a r

M i o d ’ h a b a n t s [ t o / y ]

100% potentiel: 300 [kgOW/(y·hab)]




La digestion anaérobie d’effectue …

• A 37oC (mésophile) ou 55oC (thermophile)

• Par voie «sèche» ou liquide

• En une ou deux étapes

• A grande ou petite échelle

• Partout dans le monde




Un nouveau point sur la carte ….

Vétroz (VS)




Du biogaz sur les berges du Rhône

Vétroz, January 2014

© tbfpartner, 2015




Schéma d’installation type

Déchets

11. Caractérisation

déchets2. Ajustement C/N

3. Choix inoculum

4. Méthanisation

5. Biogaz

6. Digestat

7. Compostage

2

3

4

5

67

C/N

CH4, CO2 (H2, H2S)




Les étapes principales …

© O. Mon e Ama a et al. 2013




On peut prédire le rendement et laqualité du biogaz

42

232423244

1 CH snohc8

1 O H snohcS N O H C snohc

2

23248

1CO snohc

S H s NH n 23

Equation dite de Buswell & Boyle (1952)

CH4 CO 2 NH3 H2S

«Sucres» 50% 50%

Graisses 71% 29%

Protéines 38% 38% 18% 6%




Le potentiel de biogaz

Source: Drosg, 2013




Le potentiel de biométhane

Source: Drosg, 2013

C’est d’une façon analogue

que le biogaz brut est raffiné

avant d’être injecté dans le

réseau de distribution




Rendement et qualité du biogaz

Source: LEE sàrl - www.lee.lu




Une constellation de 20 partenaires




Les éléments indispensables

Digesteurs agités (20 L) Substrats, évent. co-substrats

L’inoculum (digestat thermophile) Equipement analytique




Substrats possibles pour la D.A.




D.A. à l’échelle de 20 L

7.00

7.508.00

8.50

9.00

0 20 40 60 80 100 120 140 160

p H [ -

]

Trial duration [days]

0.0

1.5

3.0

4.5

6.0

7.5

9.0

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

125.0

150.0

0 20 40 60 80 100 120 140 160

O r g a n i c L o

a d i n g R a t e [ g V S / ( L d a y ) ]

B i o g a s v o l u m

e [ L / d a y ] , C H 4 c o n t e n t

[ % ]


Biogas Vol.

% CH4

OLR




D.A. à l’échelle de 20 L

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120 140 160

V o l a t i l e F a t t y A

c i d s [ g / L ]


VFAtot

Acetate

Propionate

Les niveaux de propionate sont relativement bas mais ceux d’acétate sont trop

élevés. Augmenter le C/N de 25 à 35 a permis de rétablire la stabilité.




Biogaz: mesure en ligne du débit

0

20

40

60

80

100

120

20 21 22 23 24 25

D

é b i t d e b i o g a z

[ m L / m i n ]

Temps [jours]

Restes saumon

Restes cuisine




Déchets de cuisine

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 10 20 30 40 50 60

R e l e a

s e d g a s v o l u m e [ L

]


Environ 65 Lbiogas/jour ont été produits entre les jours 20 et 55. Pendantcette période le digesteur était nourri chaque jour avec 648 g de déchets de

cuisine et 26 g de papier (co-substrat). Ceci correspond à 118 g de matière

sèche et donc 112 g de solides volatils. Le biogaz contenait en moyenne

60% de CH4.

Jours 20 à 55

Rendement en biogaz

580 L/kgVS

0r 348 LCH4/kgVS




Bilan de masse sur le carbone

IN (waste)

159.8 mole C

Suivi sur la période du 13.11.2013 au 14.01 2014

OUT (Biogas

126.3 mole C

OUT (Digestate)

21.9 mole C

Différence: 7%




Des méthanogènes privées de sortie

Waste

11. Waste

characterization

2. C/N adjustment3. Sludge selection

4. Anaerobic Digestion

5. Biogas

6. Digestate

7. Composting

8. Biofilm deposition cell

2

3

4

5

6 78

C/N

CH4, CO2 (H2, H2S)




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