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Forum mondial de l'eau15 mars 2012

Bruno Maneval, Directeur Assainissement, Grenoble Alpes Métropole

Denis Pourlier Cucherat, Grégory Houillon, BG Ingénieurs Conseils

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Plan de la présentation

1. Qu'est ce que la digestion des boues d'épuration ? 2. Pourquoi digérer les boues ? 3. Faut-il une taille de station d'épuration (STEP) minimale ? 4. Cas de la STEP de Grenoble 5. Projet et motivations 6. Coûts et gains du projet 7. Conclusion

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Qu'est ce que la digestion des boues d'épuration ?

Les boues : première source d'énergie renouvelable dans une station d'épuration !

Boues épaissies

~ 1tMS

Digesteur

Boues vers traitement aval

~ 0.7 tMS

Biogaz

~ 250 Nm3

Chauffage du digesteur

Valorisation

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Pourquoi digérer les boues  ?

Avantages : Réduction de la quantité de boues à traiter (- 30 à 35 % MS) Production de biogaz (énergie renouvelable et stockable) avec valorisation : chaleur, électricité,

travail, carburant Possibilité de traiter les graisses (codigestion) Bénéfices pour la filière aval (transport réduit, déshydratation plus facile, séchage thermique

plus économe, chaulage facilité, compost à plus haute valeur fertilisante, etc.) Stabilisation des boues (réduction des odeurs, des pathogènes) Possibilité de stockage des boues liquides (tampon) Peu de contraintes avec le traitement aval : combinaison possible avec une incinération

spécifique des boues Inconvénients :

Réglementation vis-à-vis du risque d’explosion (Normes ATEX) Suivi de fonctionnement nécessaire Retours en tête de station à traiter (charge en azote) Coûts d'investissement

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Pourquoi digérer les boues ?En résumé

Un coût : Investissement : 500 à 1'200 €/tMS.an selon la taille de la STEP Exploitation : 20 à 40 €/tMS

Mais…une économie sur : les coûts de transport le dimensionnement des équipements (centrifugeuses, filtres, etc.) le conditionnement (réactifs, électricité boues déshydratées) : 30 à 50 €/tMS initiale l’élimination finale : incinération = 30 à 60 €/tMS ; séchage > 100 €/tMS

Et … un revenu : Lié à la valorisation du biogaz

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Faut il une taille minimale de STEP ?

967 STEP en Suisse : 762 pratiquent la digestion (près de 80 %)

France : 10 fois plus d'habitants, seulement 30% de biogaz en plus / Suisse

Taille minimale dépend : Type de boues Conditions de valorisation du biogaz Possibilité de regroupement avec une autre STEP Possibilité de codigestion

Potentiel encore très important en France

Valorisation du biogaz selon les types de déchets (ADEME)

70 millions habitants

7 millions habitants

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La STEP de Grenoble Alpes Métropole

Caractéristiques : 500'000 Équivalents habitants 8'000 tMS de boues (primaires et

biologiques)

Filière de traitement des eaux : prétraitement (dégrillage, dessablage-

déshuilage) décanteurs lamellaires traitement biologique par biofiltration

Filière de traitement des boues : Epaississement Déshydratation Incinération spécifique

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Motivations pour digérer les boues

Situation actuelle

Capacité de l'incinération insuffisante pour incinérer la totalité des boues produites

Excédent envoyé en compostage

A court et moyen terme

Amélioration du traitement de l'azote et des effluents par temps de pluie

Quantités de boues supplémentaires qui ne pourront pas être incinérées par le four existant

-> Digestion meilleure solution pour : réduire les quantités de boues et permettre leur incinération sur site éviter d'en évacuer une partie vers le compostage produire une source d'énergie stockable, renouvelable et valorisable : le biogaz

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Comparaison sans et avec digestion

Sans digestion : Nécessaire d'évacuer environ 6'000 t/an de boues déshydratées en centre de

compostage, soit 590 k€ HT en 2010 Consommation du four de 30 à 60 l/h de fioul, ~384 m3/an, soit 200 k€ HT en 2010

Avec digestion (malgré une forte hausse de la production de boues à traiter (+20%)) : Toutes les boues seront incinérées sur le site (plus besoin d'évacuer les boues en

épandage) Le biogaz produit par la digestion remplacera totalement le fioul pour exploiter le four Excédent de biogaz pouvant être valorisé Réduction des émissions de gaz à effet de serre de l'activité assainissement (-25% à

terme)

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Vues du projet

Principe du digesteur et intégration paysagère

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Gains et coûts de la digestion

Un retour sur investissement en 10 ans : Y.c. aides de l'Agence de l'Eau (3 600 000 €) et de la Région Rhône Alpes (1 000 000 €) Y.c. frais financiers sans comptabiliser la valorisation excédentaire de 1.5 millions Nm3/an de biogaz

Retour sur investissement de la mise en place de la digestion des boues : gains / coûts

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2000000

4000000

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2015

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2017

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2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

années

Eu

ros

Fioul pour four

Evacuation en compostage

Electricité

Polymère pour déshydratation

Investissement total (capital et frais financiers)

Investissement total (capital)

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Conclusion

Investissement à réaliser mais retour sur investissement avec : Production de biogaz, énergie renouvelable Réduction des coûts de la filière de traitement des boues Fort gain en énergie primaire et en émissions de gaz à effet de serre

La digestion des boues : un gain pour le porte monnaie et pour l'environnement

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