Digestat liquide - Agire

La valorisation du digestat
EREP SA
Chemin du Coteau 28
CH - 1123 Aclens
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Le traitement et la gestion du digestat
1. Propriétés des digestats
3. Qualités des digestats
4. Traitement des digestats
- Techniques
- Digestat liquide
- Digestat solide
5. Recommandations pour une valorisation agronomique des digestats
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Le digestat contient des
éléments fertilisants. Son
épandage permet de
refermer les cycles de
matières, c’est-à-dire…
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Propriétés des digestats
PROPRIETES PARAMETRES
Physiques - Capacité de rétention en eau
- Porosité totale
- Stabilité structure du sol
- Résistance à la compaction
- Capacité d’échange cationique (CEC)
- Effet sur le pH (en cas de chaulage)
Biologiques - Développement de la biomasse microbienne
- Stimulation de l’activité biologique microbienne
- Développement lombrics (biomasse et activité)
Fertilisantes - Augmentation de la teneur minérale en azote
- Augmentation de la teneur en phosphore total et de la
phytodisponibilité du phosphore minéral
- Augmentation de la teneur en potassium, soufre, calcium,
magnésium et oligo-éléments
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Propriétés des digestats
Suivant la teneur en matières sèches à
la sortie de l’installation de
méthanisation, une séparation du
digestat en fractions liquide et solide
est nécessaire.
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Cas de l’azote :
N organique
NH4+
Propriétés des digestats
Séparation et qualité des 2 phases
Produit brut Produit digéré
Digestion
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N organique
NH4+
Séparation
de phases
N organique
NH4+
N organique
NH4+
Produit
solide
Produit
liquide
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Propriétés des digestats
Distribution des éléments fertilisants dans les fractions liquide et solide
du digestat
* Dépend de l'utilisation de coagulants / floculants pour la séparation de la phase solide
** Dépend de la technique utilisée
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Propriétés des digestats
La fraction liquide du digestat, plus minérale, agit de façon analogue à un engrais
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Le digestat est un
amendement
organique de
qualité pour le sol
et les cultures …
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Qualités des digestats
• Aspect visuel
Absence de plastiques, verre,...
• Absence de toxicité vis-à-vis des cultures
(phytopathologie)
• Efficacité agronomique aux champs
Matériel et date d’épandage, type de culture,
pluviométrie…
→ Traçabilité = gestion des digestats par lots
→ Echantillonnage = protocole de prélèvement,
puis analyses
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Qualités des digestats
Gains sur le Gaec Oudet
– 2 100 m3 de digestat dont les 2/3 épandus sur prairies
– Économie d'azote minéral réalisée (1 500 uN/an équivalent à 3 850 l d'azote liquide ou 4,5
t d'ammonitrates)
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Qualités des digestats
Comparaison qualitative des composts (=digestat solide
avec post-compostage), des digestats solides et digestat liquides :
• Matière sèche
Compost ≈ digestat solide >> digestat liquide
• Matière organique
Compost ≈ digestat solide ≈ digestat liquide
(en teneur, pas en qualité)
• Salinité
Compost ≈ digestat solide

Qualités des digestats
• Matières fertilisantes : N tot, P 2O 5, K 2O, Mg, SO 4
Compost ≈ digestat solide > digestat liquide
• Azote minéral
Compost

Qualités des digestats
Qualité de la matière organique des divers produits :
• Digestat liquide : Matière organique très rapidement dégradable
• Digestat solide : Matière organique facilement dégradable
• Compost : Suivant le degré de maturité, matière organique
moyennement à très stable
Source : Fuchs, 2006
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Post-compostage du digestat :
Qualités des digestats
• Aération obligatoire mais risque de dessèchement et pertes d’azote
ammoniacal.
• Mélange conseillé du digestat avec des coproduits structurant pouvant
fixer l’azote ammoniacal
• Teneur minimale en humidité pendant tout le processus
Source : Fuchs, 2006
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Avec un bon compostage,
le digestat peut devenir un bon compost
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Qualités des digestats
Efficacité des digestats et lisiers bruts porcins sur la croissance de fèves
(APESA)
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En fonction des
besoins, le digestat
peut subir des
traitements
complémen-taires…
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Traitements
possibles de
la phase
liquide
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Traitement du digestat
Traitements
possibles de
la phase
solide
Source : EREP SA
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Filtration membranaire
• Concentration supplémentaire de la phase liquide en une phase
liquide contenant des composants fertilisants concentrés et une
deuxième phase liquide contenant seulement de l’eau.
• Procède sous l’effet d’un gradient de pression. Quatre catégories
de membranes sont utilisées, liées à la taille des pores :
- Microfiltration (taille des pores 0,1 - 2 μm)
- Ultrafiltration (0,01 – 0,1 μm)
- Nanofiltration (0,001 – 0,01 μm)
- Osmose inverse (< 0,001 μm)
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Traitement du digestat:
Digestat liquide
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Filtration membranaire
OSMOSE OSMOSE INVERSE INVERSE
INVERSE
ions ions bivalents enzymes matière en suspension
métaux lourds protéines levures
atomes antibiotiques
NANOFILTRATION
NANOFILTRATION
ULTRAFILTRATION
ULTRAFILTRATION
lactose virus bactéries
détergents lipides
sucre
MICROFILTRATION
MICROFILTRATION
0 0.001 0.001 0.001
0.01 0.01
0.1 1
micromètre micromètre (échelle (échelle log)
log)
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Traitement du digestat:
Digestat liquide
Source : EREP SA
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Quatre produits sortants :
Traitement du digestat:
Digestat liquide
• Produit solide après centrifugation : 17.5 % du volume (MS 28 %).
Doit subir une phase de maturation aérobie avant épandage.
• Concentré de l’ultrafiltration : 12 % du volume (MS 16.7 %). N’a pas
une grande valeur comme fertilisant, mais peut être utilisé pour
l’épandage.
• Concentré de l’osmose inverse : 17.5% du volume. Contient les
concentrés de l’ammonium et de potassium (70 % des quantités
d’origine). Peut être utilisé comme substitut d’engrais minéral.
Contient aussi tous les sels en haute concentration, ainsi que tous les
éventuels micro-polluants, si présents dans le digestat.
• Filtrat de l’osmose inverse : 53% du volume. Est presque pur. Il
pourrait être rejeté dans le milieu naturel après une étape de
« polishing » par charbon actif ou être réutilisé comme eau de
process.
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Stripping de l’azote :
Traitement du digestat:
Digestat liquide
• Evacuation des composants volatils d’une solution à l’aide de gaz,
afin d’éliminer l’ammonium/ ammoniac
• Technique répandue pour le traitement des lisiers. Application en
vue pour le digestat.
• L’azote organique et les nitrites/nitrates ne sont pas éliminés
• Si elle est bien dimensionnée, cette technique permet de séparer
90% de l’ammonium
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Stripping à air
NaOH NaOH ou ou chaux chaux éteinte
éteinte
acide acide sulfurique sulfurique ou
ou
acide acide acide nitrique
nitrique
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Traitement du digestat:
Digestat liquide
digestat
digestat
séparation séparation de de phases
phases
réacteur réacteur de de strippage strippage
strippage
produit produit solide
solide
digestat digestat à à faible faible teneur teneur teneur en
en
ammoniac
ammoniac
gaz gaz de de de strippage strippage strippage
récirculation récirculation air
air
réacteur réacteur de
de
lavage lavage acide
acide
solution solution (NH (NH4)
2SO SO 4 ou
ou
NH 4NO NO
NO 3
Source : EREP SA
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Compostage
objectif norme NFU44051
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Traitement du digestat
Digestat solide
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Traitement du digestat
Digestat solide
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L’épandage du
digestat nécessite
néanmoins
quelques
précautions …
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Recommandations pour une valori-sation agronomique des
digestats
• L’apport massif de matière organique non digérée induit une
« asphyxie » du sol, créant ainsi des conditions anoxiques défavorables
au développement des jeunes plantes.
• Le lisier digéré fournit au sol des substances pré-humiques au même
titre qu’un compost jeune.
• La gestion séparée des fractions liquide et solide est la garantie d’une
gestion optimisée de l’azote.
• La valeur azotée du digestat dépend des phases de post-traitement.
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Recommandations pour une valorisation agronomique des
digestats
• Un cas d’enfouissement direct pour éviter la volatilisation de
l’ammoniac, l’utilisation directe de la phase liquide permet de
bénéficier de teneurs conséquentes en azote.
• Les valeurs fertilisantes en phosphore du digestat et du compost sont
relativement similaires,
• Il est recommandé de réaliser les épandages avec un équipement
adapté (du type rampe à pendillards) afin de maîtriser les possibles
pertes par volatilisation de l’azote minéral,
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Recommandations pour une valorisation agronomique des
digestats
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Recommandations pour une valori-sation agronomique des
digestats
• Lors des applications sur des sols nus, il est recommandé de procéder à
un enfouissement rapide afin d’éviter les pertes par volatilisation et
constituer un stock,
• Enfin, il est conseillé d’assurer un épandage sur sol humide mais par
temps non pluvieux, afin d’éviter les lessivages.
• Mettre en avance l’approche produit, synonyme de qualité et non de
quantité,
• Considérer une dénomination spécifique des matières fertilisantes
élaborées (par ex. orgaterre, biosol….)
• Appréhender les besoins en matières fertilisantes à l’échelle du
territoire et développer les contacts avec la profession agricole en
amont du projet,
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• Les digestats permettent la substitution d’engrais minéraux
• Trois qualités de digestat
Points clefs
• Répartition et dynamique des éléments fertilisants entre les
phases solide et liquide
• L’épandage des digestats doit se faire selon une planification
spécifique. Attention à la volatilisation de l’azote
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