Production de biogaz à partir de petites stations d’épuration :

Expérience de l’IAV Hassan II

Bouchaib El Hamouri

Département Eau, Environnement et Infrastructures

Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II (IAV), Rabat, Morocco

Dans le traitement des eaux usées,

l’avantage du procédé anaérobie sur le procédé aérobie est lié à la particularité du métabolisme bactérien, anaérobie.

AérobieCarbone organique CO2 + H2O + Boues

AnaérobieCarbone organique CH4 + CO2 + Boues

Réacteur

AEROBIE

Chaleur

Boues 30-60 kg

Effluent,2-10 kg DCO

Aération(100 kWh)

Réacteur

ANAEROBIE

Biogaz35 m3 (285 kWh)

Boues, 5 kg

Effluent,10-20 kg DCO

Influent

100 kg DCO

Influent

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

100 kg DCO

Décanteur primaire

Bassin d’aération

Chaleur

Boues secondaires

Effluent

Biogaz

Influent

Digesteur

Boues primaires

Effluent primaire Clarificateur

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

Deux exemples de la mise en application de la digestion

anaérobie avec production de biogaz

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

La digestion anaérobie de la boue primaire est utilisée dans la STEP de Skhirat (2004).

les boues sont récupérées à l’entrée du système (décanteurs circulaires) puis traitées dans des digesteurs. Le biogaz récupéré n’est pas valorisé à l’heure actuelle, il est brûlé dans une torchère

L’eau n’est pas digérée. Elle est directement traitée dans des bassins facultatifs suivis de maturation.

Décanteur primaire

Bassins facultatifs

Effluent

Biogaz

Influent

Digesteur

Boues primaires

Effluent primaire Bassins

maturation

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

Schéma de production du biogaz à la STEP de Skhirat

Lits de séchage

Bassins maturation

A l’IAV un prototype appelé RAFADE (réacteur anaérobie à flux ascendant à deux Etages)

a été construit en 1996.

Le RAFADE digère l’eau et les boues en même temps et permet de collecter le biogaz généré à partir de la DCO soluble, colloïdale et en suspension.

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

Biogaz

Influent

Sludge blanket

Effluent

RAFADE

UASB

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

Diamètre 3 m

Profondeur 5 m

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

Production spécifique de méthane

m3/kg DCO éliminée (net) 0,19

Après pertes par solubilisation et désorption

40 à 50%

Collection de biogaz

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

Lits de boues27 g de boues par habitant par jour

Le RAFADE à grande échelle

La STEP d’El Attaouia

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

• Extension de la STEP pour traiter 1200 m3/j

Diamètre 10 m

Profondeur 6 m

• Extension de la STEP pour traiter 1200 m3/j

Diamètre 10 m

Profondeur 7 m

Potentiel de production de biogaz dans une STEP de taille moyenne: cas d’El Attaouia.

Production potentielle de biogaz et de méthane (hors pertes).

Population Débit eaux usées

(m3/j)

Flux DCO (kg/j)

Abattement moyen

considéré %

DCO éliminée

(kg/j)

Production de méthane à 20°C (m³/j)

Production de biogaz

(m³/j)

28 250 1 365 1 170 75 875 310 410

Valorisation en groupe de Cogénération

Production de méthane (m³/j)

kWh primaires/j

kWh électrique/j

Puissance disponible 24/24 (kW)*

310/2 1500 525 22

(Source M. Wauthlet)

* En tenant compte d’une perte de méthane par solubilisation de 50%.

Valorisation thermique du biogaz

HorizonProduction de

méthane (m³/j)

kWhprimaire /j

Equivalenten butane

(kg/j)

Equivalenten bois

(kg/j)

2015 310/2 1550 155 350

(Selon M. Wauthlet)

Equivalent butane et bois pour la cuisson et pour le chauffage de Hammams

Obstacle : éloignement de la STEP

Conclusion

Atelier sur le biogaz, GIZ 8-9 Février 2012, Rabat

Sur le plan de l’épuration des eaux usées:

L’adoption du système RAFADE revêt plusieurs avantages dont:

• La réduction de l’espace occupé des STEP de lagunage en digérant l’eau et la boue en même temps.

• La couverture intégrale des réacteurs d’où la collecte du biogaz et l’élimination des nuisances.

• La stabilisation des boues et la facilité de leur gestion.

Sur le plan de la valorisation du biogaz:

Dans le cas particulier de la STEP d’El Attaouia le biogaz permettra:

• En cogénération la couverture des besoins en énergie de pompage (puissance disponible 20 kW).

Ou • Couverture des besoins thermiques de cuisson ou de

chauffage de hammams équivalents à 150 kg/j de butane ou 350 kg/j de bois. Toutefois, l’éloignement du site de la STEP de la ville constitue un obstacle à ce dernier type de valorisation.

Cas particulier de la STEP d’El Attaouia

Le projet biogaz d’El Attaouia n’est pas encore mis en œuvre.

Son financement n’est pas assuré à l’heure actuelle.