Unpublished conference/Abstract (Scientific congresses and symposiums)
Boues de vidange des fosses septiques: Caractérisation et voies de valorisation-Cas du Burundi
Nsavyimana, Gaston; Bigumandondera, Patrice; Baya, Dehenould Trésor et al.
2013The International workshop on Waste Management in Maghreb Countries: Research, Innovation and Education
 

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Résumé de la communication orale au colloque international_ Maroc.pdf
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Keywords :
Fosses septiques; Boues de vidange;Caractérisation; Biomasses épuratrices; Potentiel méthanogène; Co-digestion anaérobie; Déchets solides fermentescibles; Valorisation énergétique
Abstract :
[fr] Les fosses septiques (F.S) sont classées parmi les digesteurs anaérobies les plus utilisés au monde dans le domaine de traitement des eaux usées (McCarty, 2001; Coelho et al., 2003; Wibisono et al., 2003). Cependant, un des grands problèmes d’utilisation de ces dispositifs, est la gestion des boues de vidange (Strauss et al., 1997; Strauss et al., 2000; Koanda, 2006). Cette étude vise à: (i) caractériser les boues de vidange des FS et déterminer leur potentiel méthanogène; (ii) élaborer des modèles prédictifs de production cumulée maximale de biogaz à partir de quelques caractéristiques si les boues sont digérées; (iii) quantifier l'intérêt de leur co-digestion anaérobie avec des déchets solides organiques des marchés en vue de leur valorisation énergétique. Des paramètres indicateurs de pollution comme: DCOtotale, DCOsoluble, DCOparticulaire, DBO5 totale, DBO5 soluble, DBO5 particulaire, DBOtotale infinie, MVS, MES, AGV, pH, SO42-, N-NH4+, Ntotal et PO43- ont par ailleurs été analysés sur des échantillons des boues de vidange de vingt et une fosses septiques. Pour une bonne interprétation des données, quelques ratios entre certains paramètres ont été déterminés. Il s’agit de: DCOtotale/DBOtotale infinie, DCOtotale/DBO5 totale , DCOpart. /MES , DBO5 part. /MES , MVS/MES , NH4+/DCOtotale , NH4+/Ntotal, NH4+/DCOsoluble, DCOsoluble/SO42-, DCOpart./DCOtotale, DCOsoluble/DCOtotale, DBOtotale infinie/MES, MVS/DCOsoluble et MVS/DBOtotale infinie. Au regard des tendances centrales (valeurs médianes) correspondant à ces rapports (adimensionnels) entre paramètres (et qui sont respectivement égaux à 2,06; 2,83; 1,29; 0,49; 0,76; 0,10; 0,73; 0,40; 358; 0,79; 0,20; 0,85; 2,23 et 0,93), une hypothèse de valorisation des boues de vidange par digestion anaérobie a été formulée et exécutée. Néanmoins, celles-ci produisent de faibles quantités de biogaz (2,09 m3 biogaz/m3 boues fraiches de FS après deux mois de digestion; dont la composition est de 71% CH4 contre 29 % CO2). Ces résultats ont toutefois servi de base à l’établissement des modèles prédictifs de production cumulée maximale de biogaz (cas de digestion des boues seules), (Equations 1 et 2). Ces modèles ont été élaborés à l'aide d'un logiciel de traitement statistique (statistica®), en appliquant un ajustement non linéaire de Gauss-Newton. (1), (voir version pdf) (2), (voir version pdf) Où P est en m3, MVS, DBOtotale infinie et DCOsoluble en kg/m3 Lorsque les boues des FS sont digérées à une température différente de celle reprise dans les Equations (1) et (2), la production cumulée maximale de biogaz à une température quelconque peut être calculée à partir de l'Equation (4). Celle-ci est inspirée de la relation de Rittman et McCarty (2001),(Equation 3) selon laquelle la température influence l'activité dans un réacteur biologique. (3), (voir version pdf) (4), (voir version pdf) Où PT désigne la production cumulée maximale de biogaz à température T; P30°C traduit la production cumulée maximale de biogaz à 30°C; symbolise l'activité maximale à la température d'expérimentation T_exp; représente l'activité maximale calculée à la température T et désigne le coefficient de température. Une analyse des paramètres statistiques relatifs au modèle traduit par l’Equation (1) montre que la proportion de la variance expliquée du modèle vaut 0.97, avec un coefficient de détermination (R2) de 0.98. Cela indique une forte corrélation entre la variable dépendante (qui n'est rien d'autre que la production cumulée maximale de biogaz) et la variable indépendante (à savoir le rapport MVS/DBObrute infinie), ce qui explique la fiabilité du modèle. Quant au modèle traduit par l’Equation (2), la proportion de la variance expliquée équivaut à 0.96 tandis que le R2 vaut 0.98, ce qui renseigne, comme pour le premier modèle, d'une forte corrélation entre la production cumulée maximale de biogaz et le rapport MVS/DCOsoluble. Les valeurs des rapports MVS/DCOsoluble (2,23) et MVS/DBOtotale infinie (0,93) montrent en outre que ces boues contiennent plus de biomasse épuratrice que de substrat. Cette étude a montré que bien que les boues de vidange des fosses septiques (FS) soient presque stabilisées du point de vue valorisation énergétique, elles contiennent beaucoup de biomasse épuratrice qui peuvent servir d'inoculum pour la dégradation d'autres déchets, notamment les déchets solides fermentescibles. A cet effet, des essais dans des réacteurs pilotes (échelle de laboratoire) ont été exécutés pour évaluer l’intérêt de co-digestion anaérobie des boues de vidange des FS avec des déchets solides fermentescibles (déchets des marchés). L’étude a été menée en cinq scenarii différents, définis sur base d’un critère « Ratio: MVSFS/MOVdéchets ». En d’autre terme, ce critère n’est rien d’autre que le rapport biomasse-substrat. Les ratios: MVSFS/MOVdéchets respectivement égaux à 0,3; 0,5; 1; 1,5 et 2 ont été évalués. Le rapport MVSFS/MOVdéchets égal à 0,3 est jugé optimal pour une bonne valorisation de ces déchets avec un taux de production maximal de biogaz égal à 12,14 m3 biogaz/m3 mélange frais de gadoues-déchets. La composition du biogaz produit est de 65,6% CH4 de moyenne contre 34,4% de CO2 de moyenne. Cette étude démontre donc que ces déchets (boues de vidange et déchets solides fermentescibles) peuvent alors être considérés comme une ressource et non comme un problème . Mots clés: Fosses septiques; Boues de vidange; Caractérisation; Biomasse épuratrice; Potentiel méthanogène; Co-digestion anaérobie; Déchets solides organiques; Valorisation énergétique.
Disciplines :
Environmental sciences & ecology
Author, co-author :
Nsavyimana, Gaston ;  Université de Liège - ULiège > Doct. sc. (sc. & gest. env. - Bologne)
Bigumandondera, Patrice
Baya, Dehenould Trésor
Ndikumana, Théophile
Vasel, Jean-Luc ;  Université de Liège - ULiège > DER Sc. et gest. de l'environnement (Arlon Campus Environ.) > DER Sc. et gest. de l'environnement (Arlon Campus Environ.)
Language :
French
Title :
Boues de vidange des fosses septiques: Caractérisation et voies de valorisation-Cas du Burundi
Publication date :
04 October 2013
Event name :
The International workshop on Waste Management in Maghreb Countries: Research, Innovation and Education
Event organizer :
Université Cadi Ayyad
Event place :
Marrakech, Morocco
Event date :
3-4
By request :
Yes
Audience :
International
Available on ORBi :
since 12 August 2014

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