Dégradation anaérobie de déchets solides : caractérisation, facteurs d\u27influence et modélisations

La caractérisation des phénomènes de biodégradation des déchets ménagers et assimilés (DMA), la compréhension des facteurs qui influencent ces phénomènes et la prévision du comportement des DMA en conditions anaérobies sont des enjeux importants pour la bonne gestion de ces déchets organiques. Cette étude a permis d\u27explorer ces trois thématiques par la mise en uvre de tests anaérobies contrôlés sur DMA et fractions de DMA. Les résultats obtenus montrent que pour les différents déchets et fractions étudiés, la biodégradabilité anaérobie est bien corrélée avec la biodégradabilité aérobie, mais difficilement corrélable avec les caractérisations chimiques qui se sont révélées insuffisantes. L\u27étude expérimentale a révélé la difficulté de réalisation d\u27un test de Potentiel Bio Méthanogène (PBM) optimisé, d\u27un point de vue cinétique notamment. La quantité de matière organique dégradable et disponible vis-à-vis de l\u27activité bactérienne au sein du test s\u27avèrent être des facteurs importants et délicats à maîtriser. Par ailleurs, des essais spécifiques ont confirmé les connaissances actuelles sur l\u27influence de quelques facteurs tels que la granulométrie et la teneur en eau. Une démarche de complexification successive d\u27un modèle a été mise en uvre en se restreignant aux expériences menées au laboratoire. Au-delà de la difficulté d\u27intégrer les facteurs d\u27influence dans un formalisme commun, un modèle suffisant a pu être identifié pour chaque condition opératoire

Dégradation anaérobie de déchets solides (caractérisation, facteurs d'influence et modélisations)

La caractérisation des phénomènes de biodégradation des déchets ménagers et assimilés (DMA), la compréhension des facteurs qui influencent ces phénomènes et la prévision du comportement des DMA en conditions anaérobies sont des enjeux importants pour la bonne gestion de ces déchets organiques. Cette étude a permis d'explorer ces trois thématiques par la mise en œuvre de tests anaérobies contrôlés sur DMA et fractions de DMA. Les résultats obtenus montrent que pour les différents déchets et fractions étudiés, la biodégradabilité anaérobie est bien corrélée avec la biodégradabilité aérobie, mais difficilement corrélable avec les caractérisations chimiques qui se sont révélées insuffisantes. L'étude expérimentale a révélé la difficulté de réalisation d'un test de Potentiel Bio Méthanogène (PBM) optimisé, d'un point de vue cinétique notamment. La quantité de matière organique dégradable et disponible vis-à-vis de l'activité bactérienne au sein du test s'avèrent être des facteurs importants et délicats à maîtriser. Par ailleurs, des essais spécifiques ont confirmé les connaissances actuelles sur l'influence de quelques facteurs tels que la granulométrie et la teneur en eau. Une démarche de complexification successive d'un modèle a été mise en œuvre en se restreignant aux expériences menées au laboratoire. Au-delà de la difficulté d'intégrer les facteurs d'influence dans un formalisme commun, un modèle suffisant a pu être identifié pour chaque condition opératoire.Characterisation of municipal solid waste (MSW) biodegradation phenomena, understanding of factors influencing those phenomena and prediction of MSW behaviour under anaerobic conditions are important issues for an efficient MSW management. This study explored those three thematics by means of controlled anaerobic tests performed with MSW and fractions of MSW. The obtained results showed that, for the different studied wastes, anaerobic biodegradability is well correlated with aerobic biodegradability, but weakly correlated with chemical characterisation, which remained unsufficient. The experimental study demonstrated the difficulty in performing an optimised Biochemical Methane Potential (BMP) test, particularly from a kinetic point of view. Degradable and available organic matter quantity with regard to the bacterial activity within the test are important factors, whose control remained fussy. Also, specific trials confirmed the actual knowledge on factors affecting the biogas production, such as particle size and water content. A modeling approach of increasing complexity was implemented to represent some of the laboratory scale experiments. Beyond the difficulty to integrate all studied influence factors, a sufficient model has been identified for each specific condition.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Digestate typology from common fertilizing-value parameters: feedstock influence and recovery potentials

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Séparation de phases et digestats : profils d’efficacité basés sur les intrants de digestion anaérobie et le choix du séparateur

Séparation de phases et digestats : profils d’efficacité basés sur les intrants de digestion anaérobie et le choix du séparateur. Journées Recherche Innovation Biogaz Méthanisation - JRI 201

Adsorption of heavy metals on to sugar cane bagasse: Improvement of adsorption capacities due to anaerobic degradation of the biosorbent

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Methanosarcina sp. as key archaea to avoid acidification in dry anaerobic digestion of food waste

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Plastiques compostables : biodégradabilité anaérobie et contribution à la production de méthane

Compostable plastics benefit from a favorable image among the general public, politicians and principals, in particular to selectively collect biowaste. In order to evaluate their behavior in mesophilic methanisation and their contribution to the production of biomethane, the present study compares the anaerobic biodegradability of 10 compostable plastics and 4 paper bags that can be used for the selective collection of biowaste. The results show that compostable plastics have relatively little or no anaerobic biodegradability (0 to 136 mL(CH4)/gVM) or generate an inhibition of the biological process of methanisation. Comparatively, the 4 paper bags tested showed methanogenic potentials of 214 to 313 mL(CH4)/gVM and standard production kinetics. Moreover, the co-digestion of compostable plastics with biowaste seems to promote the anaerobic biodegradability of materials despite a lag phase at the initiation of digestion. Maintaining the physical integrity of compostable plastics after methanisation could present an operational risk related to their accumulation in the digester as well as the generation of (micro) plastics in the digestates. Thus, in industrial context, compostable plastics must be, in the same way as conventional plastics, withdrawn from fermentable organic matter, upstream of digestion, by mechanical pre-treatment of the incoming deposit.Les plastiques compostables bénéficient d’une image favorable auprès du grand public, des politiques et des donneurs d’ordre, notamment pour collecter sélectivement les biodéchets. Afin d’évaluer leur comportement en méthanisation mésophile et leur contribution à la production de biométhane, la présente étude compare la biodégradabilité anaérobie de 10 plastiques compostables et de 4 sacs en papier utilisables pour la collecte sélective de biodéchets. Les résultats montrent que les plastiques compostables ont une biodégradabilité anaérobie relativement faible ou nulle (0 à 136 mL(CH4)/gMV) ou génèrent une inhibition du procédé biologique de méthanisation. Comparativement, les 4 sacs en papier testés ont présenté des potentiels méthanogènes de 214 à 313 mL(CH4)/gMV et des cinétiques standards de production. Par ailleurs, la co-digestion de certains plastiques compostables avec des biodéchets semble favoriser leur biodégradabilité anaérobie malgré une phase de latence à l’initiation de la digestion. Le maintien de l’intégrité physique des plastiques compostables constaté après méthanisation peut présenter un risque opérationnel relatif à leur accumulation dans le digesteur ainsi que la génération de (micro)plastiques dans les digestats. Ainsi, les plastiques compostables doivent être, au même titre que les plastiques conventionnels, soutirés de la matière organique fermentescible, en amont de la digestion, par prétraitement mécanique du gisement entrant

Dry anaerobic digestion of food waste and cardboard at different substrate loads, solid contents and co-digestion proportions

The increasing food waste production calls for developing efficient technologies for its treatment. Anaerobic processes provide an effective waste valorization. The influence of the initial substrate load on the performance of batch dry anaerobic co-digestion reactors treating food waste and cardboard was investigated. The load was varied by modifying the substrate to inoculum ratio (S/X), the total solids content and the co-digestion proportions. The results showed that the S/X was a crucial parameter. Within the tested values (0.25, 1 and 4 gVS·gVS-1), only the reactors working at 0.25 produced methane. Methanosarcina was the main archaea, indicating its importance for efficient methanogenesis. Acidogenic fermentation was predominant at higher S/X, producing hydrogen and other metabolites. Higher substrate conversions (≤48%) and hydrogen yields (≤62 mL·gVS-1) were achieved at low loads. This study suggests that different value-added compounds can be produced in dry conditions, with the initial substrate load as easy-to-control operational parameter

Cardboard proportions and total solids contents as driving factors in dry co-fermentation of food waste

This study evaluated the influence of the co-substrate proportions (0-60% of cardboard in dry basis) and the initial total solid contents (20-40%) on the batch fermentation performance. Maximum hydrogen yields were obtained when mono-fermenting food waste at high solids contents (89 ml H2·gVS-1). The hydrogen yields were lower when increasing the proportions of cardboard. The lower hydrogen yields at higher proportions of cardboard were translated into higher yields of caproic acid (up to 70.1 gCOD·kgCODbio-1), produced by consumption of acetic acid and hydrogen. The highest substrate conversions were achieved at low proportions of cardboard, indicating a stabilization effect due to higher buffering capacities in co-fermentation. Clostridiales were predominant in all operational conditions. This study opens up new possibilities for using the cardboard proportions for controlling the production of high added-value products in dry co-fermentation of food waste