Le biogaz est une forme d’énergie produite par digestion anaérobie (la décomposition de constituants de matières biodégradables dans un environnement sans oxygène). C’est un mélange de gaz principalement du dioxyde de carbone et du méthane. Composition approximative du biogaz :

     – Méthane (CH ₄ ) 55 à 65 %
     – Dioxyde de carbone (CO ₂ ) 30 à 35 %
     – Vapeur d’eau 1 à 5 %
     – Sulfure d’hydrogène (H ₂ S) 0 à 3 %
     – Hydrogène (H ₂ ) 0 à 1 %

La décomposition des déchets lors de la digestion anaérobie est provoquée par l’action bactérienne plutôt que par des températures élevées. Elle a lieu dans presque tous les environnements biologiques, mais elle est favorisée par des conditions chaudes, humides et pauvres en oxygène.

La digestion anaérobie intervient également dans deux situations majeures créées par les activités humaines :

     – Eaux usées (déchets humains) ou fumier animal.
     – Gaz de décharge produit par les ordures ménagères enfouies dans les décharges.

Dans la nature, il existe également de nombreuses matières premières (matières organiques) à partir desquelles le biogaz peut être extrait : fumier humain et animal, feuilles, brindilles, graminées, déchets, déchets agricoles et industriels dont la teneur en matière organique est supérieure à 2 %.
Le biogaz produit peut être utilisé pour la cuisine, le chauffage, l’éclairage (à l’aide de lampes à gaz), la production d’électricité, le fonctionnement de l’exploitation agricole et d’autres besoins énergétiques. L’effluent produit par le procédé peut être utilisé comme engrais pour les cultures.

Systèmes de soufflage de biogaz pour décharges

Le biogaz de la décharge est transporté du champ de captage de la décharge jusqu’à l’installation de soufflage via le collecteur principal de collecte de gaz. Le LFG passe ensuite généralement par un récipient d’extraction de liquide pour éliminer les particules de gaz et le liquide, avant d’être acheminé vers le ventilateur. Les vannes de blocage et les vannes de dérivation peuvent être activement utilisées dans certaines décharges si l’on souhaite acheminer le gaz autour du récipient d’élimination du liquide. Ceci n’est généralement pas recommandé car l’élimination des condensats contribue à protéger les instruments et équipements de traitement.

L’installation de ventilation et l’équipement de contrôle associé peuvent être logés à l’intérieur d’un bâtiment ou être exposés aux éléments extérieurs. Il doit être situé au centre avec de la place pour l’expansion et l’alimentation électrique. Il devrait également avoir la capacité de gérer 100 pour cent de l’estimation de production maximale du LFG, ainsi qu’une taille supplémentaire pour le contrôle de la migration du LFG. Des vannes papillon sont souvent installées sur la tuyauterie d’entrée et de sortie de chaque ventilateur utilisé pour permettre un fonctionnement continu du ventilateur pendant l’entretien et les arrêts programmés.

Le but du ventilateur LFG (également connu sous le nom de compresseur) est de créer un vide pour l’extraction du gaz des puits de collecte et des tranchées sous pression, le tirage du LFG vers le ventilateur et le poussage du LFG vers la torchère ou autres équipements de traitement. Ce processus est connu sous le nom de contrôle actif du LFG, ce qui contraste avec le contrôle passif du LFG. Les systèmes passifs, dans lesquels le LFG est généralement autorisé à s’évacuer dans l’atmosphère avec peu ou pas de traitement, ne sont le plus souvent pas préconisés pour les opérations de mise en décharge modernes. Le principal composant mécanique du système de soufflage est le compresseur de gaz ou le ventilateur lui-même. D’autres équipements associés peuvent inclure :

• Vannes (blocage automatique, contrôle)
• Mesure et enregistrement du débit
• Jauges pour mesurer la pression, la température, etc.
• Matériel de traitement et de manutention des condensats
• Équipement électrique
• Instrumentation
• Utilitaires

La sélection du ventilateur approprié est déterminée par des facteurs tels que la quantité et l’utilisation finale du LFG, le vide requis pour extraire le gaz, la pression requise pour le traitement, etc. Les principaux types de ventilateurs utilisés pour les applications LFG comprennent des ventilateurs simples et multiples. surpresseurs centrifuges à étages : c’est-à-dire des machines à vide/pression constante, à volume de gaz variable, intégrant une vanne papillon à l’entrée de l’unité.

Biogaz et environnement.

Il existe une quantité importante de matières organiques (déchets animaux) inutilisées dans les zones rurales. Les matières organiques peuvent produire de grandes quantités de méthane et la technologie actuelle peut être utilisée et adaptée aux conditions locales.

La conception du biodigesteur et les attentes en matière de rendement doivent être adaptées aux ressources, aux conditions climatiques et aux matériaux de construction disponibles. Pour minimiser les coûts d’investissement en équipement, il est important de s’assurer que le digesteur est correctement conçu.

La digestion anaérobie se produit également dans les étangs, les marais et les fosses à fumier où l’on trouve une abondance de matières organiques en décomposition. On voit souvent des bulles remonter à la surface et lors de la combustion des bulles (remplies de méthane), on observe une flamme bleu violet, sans fumée et sans odeur. Le méthane est un gaz à effet de serre environ 23 fois plus puissant que le dioxyde de carbone (CO2).

Matière première potentielle pour les biodigesteurs

Les matières premières qui peuvent être considérées comme substances appropriées pour la production de biogaz par le processus de bioconversion dans un digesteur sont :

1. Résidus de cultures – Déchets de canne à sucre, mauvaises herbes, chaumes de maïs et de cultures, paille, fourrage avarié, etc. Des études ont montré que la teneur en substances solubles dans l’eau telles que les sucres, les acides aminés, les protéines et les constituants minéraux diminue avec l’âge de la plante. et il est suffisamment bas pour limiter la vitesse du processus de digestion. Ainsi, la décomposition des résidus de récolte prend plus de temps que celle des fumiers en raison de leur contenu fibreux et de la plus grande taille de leurs particules.

2. Fumier – Les déchets des étables (excréments, urine, litière), les déjections de moutons et de chèvres, les déchets d’abattoirs (sang, viande), les déchets de pêche, le cuir, etc. provenant de la communauté agricole représentent une source importante de matière première pour le biogaz. production. Le fumier est une source de carbone et d’azote nécessaire au bon fonctionnement du processus de fermentation. La quantité et la composition des déchets animaux dépendent du type d’animal. La volaille, par exemple, produit plus de solides volatils, d’azote et de phosphore, par unité de poids. De plus, la composition du fumier dépend dans une large mesure de la ration alimentaire de l’animal. les animaux qui se nourrissent uniquement d’herbe présentent une teneur en azote beaucoup plus faible dans leur fumier et leur urine.

3. Déchets humains – Les visages humains et l’urine sont des matières premières qui peuvent être utilisées pour la production de biogaz.

4. Sous-produits et déchets des industries agricoles et de la croissance aquatique – Les tourteaux, la bagasse, le son de riz, les graines, l’eau provenant de la transformation des fruits et légumes, la boue des filtres-presses des sucreries, les algues marines, les algues, etc., peuvent également être poursuivis en justice. matière première pour biodigesteurs.