La production de déchets graisseux collectés annuellement en France s'élève environ à 550 000 tonnes et résulte principalement des secteurs de l'industrie agroalimentaire ainsi que du prétraitement des eaux usées urbaines. L’interdiction de mise en décharge à partir de 2002, qui reste la principale voie d’élimination des graisses collectées actuellement, nécessite la mise en place de filières alternatives de traitement, comme la dégradation biologique, l'incinération, ou encore la valorisation. Parmi ces filières, le traitement par voie biologique aérobie en réacteur spécifique s'affirme aujourd'hui comme la solution la plus utilisée.
La société Biotrade, en collaboration avec le laboratoire LIPE de l'INSA de Toulouse, a développé un procédé innovant de traitement biologique des déchets graisseux, le
[Photo : Schéma de l'installation]
[Photo : L'implantation du procédé sur le site de Lacaune (81)]
Le procédé Lipodyn®.
Le fonctionnement de ce procédé biologique aérobie est basé sur une alimentation séquentielle et contrôlée en graisse, ayant subi au préalable un traitement de saponification. Les graisses ainsi émulsionnées par saponification présentent une grande biodisponibilité. La dégradation biologique des graisses est ensuite réalisée dans un bio-réacteur aéré. La conception originale du bio-réacteur ainsi que la conduite du procédé biologique apportent une grande fiabilité et un rendement important du traitement des graisses. Ce bio-réacteur a fait l'objet d’un dépôt de brevet.
Principe général
Le procédé Lipodyn® est composé de deux étages, le tout géré par un automate.
Un étage de prétraitement des matières grasses dont le rôle est la préparation du substrat à sa dégradation future par liquéfaction de celui-ci.
Un étage de dégradation biologique dont le rôle est de transformer les graisses en dioxyde de carbone et en biomasse, par le biais d’une assimilation du substrat par une flore bactérienne aérobie.
Le procédé de traitement se compose de deux étapes :
Prétraitement des graisses :
- saponification à la chaux
- amendement azoté et phosphoré
Dégradation biologique aérobie :
- alimentation et purges séquencées du réacteur
- aération du milieu réalisée par buse
L’aération, le mélange et la maîtrise du moussage sont assurés par la géométrie du réacteur, la buse d’aération et le taux de recirculation du milieu. La gestion du procédé est assurée par un automate, qui commande l'apport de chaux et d’amendement ainsi que l'ensemble des pompes. Le nombre de séquences journalières d’alimentation et de purge est fixé en fonction des quantités et de la composition des effluents à traiter.
Le réacteur de prétraitement
Cet ouvrage est le lieu d’une réaction de saponification mettant en jeu des acides gras à longue chaîne (matières grasses) et une base forte (chaux). La résultante de cette réaction est un substrat homogène, biodisponible pour la flore bactérienne épuratrice. La dégradation future de celui-ci par les bactéries s’accompagnant d'une acidification du milieu réactionnel, l’ajout de chaux dans le prétraitement évite toute régulation ultérieure du pH. L'utilisation d'un amendement azoté et phosphoré permet un substrat équilibré et évite les problèmes liés à une carence alimentaire.
Le réacteur de dégradation biologique
Le système d’aération consiste à faire recirculer le milieu réactionnel sur lui-même par le biais de pompes centrifuges équipées au refoulement de jets plongeants. Ce système cumule deux principaux avantages :
- les interventions sur le système d’aération sont facilitées, les pompes étant placées à l’extérieur du réacteur ;
- tout moussage intempestif est maîtrisé.
Dans un premier temps, une installation pilote du procédé Lipodyn® de traitement des graisses a été réalisée sur le site de la station de traitement des eaux usées de la ville de Dax. Deux années de suivi de cette installation ont permis de définir précisément les paramètres de conduite du procédé et de confirmer les choix technologiques pour le matériel de l'installation. Depuis le mois d’octobre 2001, une installation Lipodyn® à l’échelle industrielle fonctionne sur la station urbaine de la ville de Lacaune (Tarn).
[Encart : Performances
Rendement DCO : 80 %
Rendement MEH : 85 %
Traitement quotidien de 4,4 m³ de graisses soit 3 kg de MEH par m³ de réacteur biologique et par jour]
Installation de Lacaune (81)
Une installation de traitement de graisses a été réalisée, avec le concours de la société Cegelec, sur le site de la station d’épuration des eaux de Lacaune (15 000 équivalents habitants). Les graisses provenaient du dégraisseur de la station d’épuration, ainsi que des bacs dégraisseurs d’industries agroalimentaires.
Le procédé a été dimensionné pour une dégradation de 510 m³ de graisses brutes par an, à 140 g/l de MEH (Matières Extractibles à l’Hexane) en moyenne, soit un traitement de 196 kg par jour de MEH.
Sur le site, le procédé Lipodyn® a prouvé sa fiabilité et son efficacité en termes de rendement et de coûts d’exploitation. Les performances du procédé figurent dans le tableau figurant page précédente. Il faut y ajouter les avantages suivants : une absence de pièces dans le bioréacteur, une maintenance facile, pas de débordement de mousse.
Conclusion
Aujourd’hui, des bio-réacteurs adaptés permettent de traiter efficacement, et à coûts réduits, les effluents graisseux qu'ils soient d'origine urbaine ou industrielle. De par sa conception rustique et simple, le bio-réacteur Lipodyn® apporte des avantages déterminants au niveau du fonctionnement et de la maintenance d'un procédé de traitement des graisses. Sur le site de Lacaune, il a prouvé sa fiabilité comme son efficacité en termes de rendement.
