Un nouveau traitement des déchets convertit efficacement

RICHLAND, Washington – Une nouvelle méthode de traitement des eaux usées peut convertir efficacement les boues restantes en biogaz, une avancée qui pourrait aider les communautés à réduire leurs coûts de traitement des déchets tout en préservant l’environnement.

Reportage dans le journal, La gestion des déchets, une équipe de recherche de l’Université de l’État de Washington a testé une technologie de prétraitement, ajoutant une étape supplémentaire aux traitements typiques et utilisant de la vapeur à haute pression contenant de l’oxygène pour décomposer les boues d’épuration. Ils ont découvert qu’ils étaient capables de convertir plus de 85 % de la matière organique en biogaz, qui peut être utilisé pour produire de l’électricité ou transformé en gaz naturel renouvelable (GNR) pour le réseau de gaz naturel ou pour un usage local.

L’ajout de la nouvelle étape de prétraitement améliore la conversion anaérobie des boues d’épuration à l’usine de traitement des eaux usées par rapport au taux de conversion actuel inférieur à 50 %, et ils ont produit 98 % de méthane en plus par rapport à la pratique actuelle.

« Il s’est avéré extrêmement efficace, et c’est très excitant », a déclaré Birgitte Ahring, professeur à l’école de génie chimique et de bio-ingénierie Gene et Linda Voiland, qui a dirigé les travaux. « Cela peut être applicable et quelque chose que nous pourrions commencer à explorer dans l’État de Washington. Ne pas gaspiller les déchets mais utiliser leur potentiel à la place présente des avantages majeurs.

Les boues d’épuration ne sont pas un produit recherché. Environ la moitié des usines de traitement des eaux usées aux États-Unis utilisent la digestion anaérobie pour réduire ces déchets, mais le processus, dans lequel les microbes décomposent les déchets, est inefficace. Les boues restantes, appelées biosolides, finissent généralement dans des décharges.

Les installations de traitement des eaux usées utilisent également de grandes quantités d’électricité pour nettoyer les eaux usées municipales. Ils sont souvent les plus grands utilisateurs d’électricité dans une petite communauté.

« S’ils pouvaient produire leur propre électricité ou, pour certaines des grandes centrales, fabriquer du gaz naturel renouvelable et l’ajouter au réseau de gaz naturel, ils pourraient alors réduire l’utilisation de combustibles fossiles. Ici, nous commençons à entrer dans l’idée de l’économie circulaire », a déclaré Ahring, qui est également membre du corps professoral du laboratoire de bioproduits, de sciences et d’ingénierie de WSU Tri-cities.

Pour leur étude, l’équipe de recherche du WSU a traité les boues à haute température et pression avec de l’oxygène ajouté avant le processus de digestion anaérobie. La petite quantité d’oxygène dans les conditions de haute pression agit comme un catalyseur qui décompose les polymères du matériau.

Les chercheurs du WSU étudient ce processus de prétraitement depuis plusieurs années, l’utilisant pour décomposer la paille et les matériaux ligneux. Ils n’étaient pas sûrs que le processus fonctionnerait avec la composition différente des boues d’épuration, telles que les lipides et les protéines, mais ils ont été positivement surpris.

« Ce n’est pas une solution de très haute technologie », a déclaré Ahring. « C’est en fait une solution qui peut être utile même à petite échelle. L’efficacité doit être élevée, sinon vous ne pouvez pas justifier l’ajout de coûts supplémentaires au processus. »

La technologie pourrait être particulièrement utile pour les petites communautés, dont beaucoup sont motivées pour réduire les déchets et leur impact sur le climat, a-t-elle ajouté.

L’équipe WSU travaille avec Clean-Vantage, une start-up de technologies propres basée à Richland et active dans le domaine du prétraitement, ainsi qu’avec le Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), qui effectue une analyse technico-économique du nouveau procédé. .

Les chercheurs intensifient maintenant le travail dans leur installation pilote située à WSU Tri-cities pour démontrer davantage le processus. Ils étudient également comment convertir efficacement le biogaz en gaz naturel renouvelable plus précieux grâce à un nouveau bioprocédé. Bien que le biogaz puisse être utilisé pour produire de l’électricité, la production de gaz naturel renouvelable pourrait permettre aux collectivités rurales de produire du carburant de transport local pour alimenter leurs véhicules municipaux.

Les travaux ont été financés par le Département américain de l’énergie.

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