la Co-digestion du fumier de bovin avec du déchet de banane : optimisation du potentiel méthanogène et étude cinétique du processus

Abstract

L’utilisation des déchets agricoles comme le fumier de bovin et d’autres déchets organiques pour la production de biogaz présente des avantages environnementaux significatifs en termes de production de chaleur, d’énergie et de son utilisation comme biocarburant. Les installations de biogaz peuvent contribuer de manière significative au développement durable dans les zones rurales, ainsi que de fournir aux agriculteurs de nouvelles possibilités de revenus. La transformation de ces déchets organiques en une énergie renouvelable, est effectuée grâce à la technologie de la méthanisation, appelée aussi digestion anaérobie, qui est un procédé biologique de dégradation de la matière organique qui se réalise en absence d’oxygène et produit du biogaz contenant principalement du méthane (CH4), du dioxyde de carbone (CO2) et une plus faible proportion du H2S et d’autres types de gaz. La digestion anaérobie du fumier de bovin a été largement étudiée et démontrée. Toutefois, en fonction du rendement des investissements tirés de la production d’énergie, l’économie des digesteurs traitant ce type de déchet n’est pas favorable en raison de sa biodégradabilité et de son rendement en biogaz relativement faibles par rapport aux autres types de déchets organiques. L’une des approches pour améliorer l’économie des digesteurs est d’augmenter leur taux de production de biogaz en Co-digérant le fumier avec des déchets plus dégradables tels que les déchets de fruits et des légumes. L’objectif de cette étude était de réaliser à l’échelle du laboratoire des expériences de la mono-digestion anaérobie et de la Co-digestion anaérobie de fumier de bovin et de déchet de banane () en mode semi-continu, dans des conditions mésophiles (37°C) et l’aide des digesteurs infiniment mélangés de capacité d’un litre. Le but était d’examiner l’effet de l’ajout de BD sur la production du méthane. La mono-digestion de FB a donné un potentiel méthanogène de l’ordre de 107 NmL CH4/G SV, alors que dans le cas de la Co-digestion, les résultats obtenus montrent que l’augmentation de la proportion de BD de 20% à 60% dans le mélange, améliore le potentiel méthanogène de 112 à 229 NmL CH4/g SV ajouté. Les valeurs des paramètres de stabilité des digesteurs à savoir le pH et l’alcalinité qui ont été contrôlés tout au long du processus, étaient dans l’intervalle optimal que ce soit dans le cas des expériences de la mono-digestion ou dans celles de la Co-digestion. Les données expérimentales ont été callées par deux modèles cinétiques : le modèle cinétique du premier ordre et le modèle modifié de Gompertz. La différence entre les potentiels méthanogènes prédits et mesurés, était plus élevée au niveau du modèle cinétique du premier ordre (25.2%) qu’au niveau de modèle modifié de Gompertz (2.8%). Les valeurs du coefficient de corrélation R2 obtenues étaient de l’ordre de 0.9987 pour le modèle modifié de Gompertz et de 0.9419 pour le modèle cinétique du premier ordre. Ainsi, le modèle de Gompertz a donné le meilleur ajustement avec les résultats expérimentaux.