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Quelle est la durée des étapes de biodigestion anaérobie?

Quelle est la durée des étapes de biodigestion anaérobie?


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J'ai construit un biodigesteur expérimental portable pour traiter les déchets organiques. Un fût de 50 litres rempli à moitié d'ordures, à moitié d'eau et avec de la bouse de vache ajoutée pour l'inoculation, est relié par le haut à un pneu de camion, emballé dans un autre fût plus grand.

J'envisage de remplir le bac en une semaine, en fonction de la quantité de déchets quotidiens que ma maison produit. Au bout d'une semaine, le bac est rempli d'eau et ensemencé, et relié au gazomètre.

Combien de temps la biodigestion prendrait-elle en moyenne avant que je puisse déconnecter le bac et utiliser le lisier restant ?

J'ai examiné les informations existantes concernant le processus de biodigestion. Les étapes de la biodigestion sont expliquées dans le chapitre 4 de l'échantillon de manuel sur le biogaz que j'ai :

Aérobique
L'oxygène entrera inévitablement avec les matières premières mises dans le générateur, et donc les bactéries aérobies utilisent cet oxygène, tout en faisant ce qu'elles peuvent pour décomposer les matériaux. CO2 est libéré et de la chaleur est générée.

Enzymes extracellulaires
À ce stade, les bactéries anaérobies libèrent des enzymes qui attaquent les grosses molécules qui sont encore en dehors de leur propre corps (extracellulaire), de sorte que ces molécules seront décomposées en « taille de morsure ».

Digestion acide
Les molécules de la taille d'une bouchée (encore assez grosses) sont absorbées par les bactéries et digérées. Les principaux sous-produits de ce troisième processus sont des molécules simples telles que les acides gras à chaîne courte, H2 et Cie2. (Nous aborderons bientôt les acides gras à chaîne courte.) Il est intéressant de noter qu'à ce stade, de l'hydrogène gazeux, un excellent carburant, se dégage. L'hydrogène n'apparaît pas souvent dans le biogaz final, apparemment parce qu'il est utilisé par les bactéries anaérobies (à l'étape suivante) pour produire du CH4, du méthane.

Digestion de gaz
Vient maintenant la partie que nous attendions. Les acides gras sont maintenant engloutis par le dernier groupe de bactéries, qui les transforment en H2O, CO2, et le meilleur de tous, CH4.

Hélas, la durée de ces étapes n'est pas expliquée. Cependant, Biorealis suggère la durée de la digestion acide et de la digestion gazeuse dans une critique des biodigesteurs conventionnels à alimentation continue par rapport au biodigesteur à deux phases qu'il a développé :

Les digesteurs conventionnels à un étage ne sont pas seulement instables, ils sont également relativement inefficaces. Par exemple, si le système fonctionne à un temps de rétention hydraulique (HRT) propice à la croissance des acidogènes (2-3 jours), tous les méthanogènes présents seront éliminés du système plus rapidement qu'ils ne peuvent se reproduire, les empêchant ainsi de s'établir. . D'un autre côté, si le système fonctionne à un THS propice à la croissance des méthanogènes (20-25 jours), les acidogènes à croissance plus rapide seront maintenus aux faibles taux de croissance de la phase de croissance endogène - essentiellement au niveau de la famine.

NB : J'ai opté pour un système de biodigestion batch pour éviter les complications évoquées par Biorealis ci-dessus et parce que le biodigesteur à deux phases de Biorealis est plus cher et moins facile à construire.

Jusqu'à présent, j'ai un calendrier de biodigestion approximatif de :

  • 3 jours de digestion acide
  • 20-25 jours de gaz

Mais il me manque encore quelques informations sur les étapes :

  • que diriez-vous de la durée des deux étapes précédentes mentionné dans le Manuel du biogaz?
  • de quoi dépendent ces étapes et puis-je accélérer la digestion en quelque sorte? (Je connais déjà la chaleur à 21°C, qu'en est-il du rapport eau ou autre ?)
  • combien de temps faut-il pour digérer un gros morceau de nourriture, disons un bout de carotte de 27cm² ? (Important car j'espère que les ordures sont complètement traitées avant de jeter le lisier dans le jardin comme engrais)
  • en bref après combien de temps puis-je débrancher le lot en toute confiance, sachant que la biodigestion est complète ?

Pourriez-vous m'aider à m'éclairer sur la durée des étapes de biodigestion ? Merci.


Donner des délais pour les différents processus est très difficile car la vitesse (en g/j de rendement de produit) dépend fortement du nombre de bactéries, il faudrait donc d'abord modéliser la croissance des bactéries. Je suppose que vous ne voulez pas emprunter cette voie.

Notez également que tout le substrat n'est pas dans le même état de fermentation en même temps, d'autant plus si vous avez de plus gros grumeaux. Comme des carottes entières.

Un fermenteur industriel de type batch que je connais utilise des temps de rétention totaux de 3 à 4 semaines, et ils mélangent à nouveau la moitié du digestat dans le fermenteur pour fournir l'inoculum.


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