Sulfate d ammonium obtenu sur les sites de méthanisation

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Roland Gravel
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1 Sulfate d ammonium obtenu sur les sites de méthanisation Présentation de 3 sites GT digestat du BN Ferti 15/10/2013 1

2 Modes d obtention L azote présent dans le digestat passe en phase gazeuse. L air chargé en ammoniac subit ensuite un lavage acide pour obtenir le sulfate d ammonium. Stripping : Lavage d air : digestat Ammonium (liquide) Ammoniac (gazeux) Site 1&2 : lors du séchage Site 3 : stripping sous vide 2 NH 3 (gaz) ammoniac + H 2 SO 4 (acide sulfurique) (NH 4 ) 2 SO 4 sulfate d ammonium Sulfate d ammo nium 2

3 S1&S2 : Lavage d air après séchage S1 Matières premières : Biodéchets Eaux de process Résidus graisseux Boues urbaines et industrielles type MIATE SP végétaux bruts et transformés Mésophile infiniment mélangé, 2 digesteurs 3

4 S2 : lavage d air après séchage S2 Matières premières : Effluents d élevage Déchets d IAA Déchets verts Digestion mésophile, hygiénisation à 70 C pendant 60min, séparation de phase par presse à vis 4

5 S1 & S2 : Lavage d air après séchage biogaz Acide : H 2 SO 4 Laveur d air Air épuré Sulfate d ammonium Méthanisation Air à traiter NH 3 Air chaud et sec Tapis de séchage Produit sec Digestat brut Séparation de phases D autres sites utilisent des sécheurs indirects, sans apport d air chaud et sec. 5

6 S3 : Stripping sous vide Matières premières Lisiers Fumiers Déchets de poireau, melon, champignon, paille, déchets verts etc Lactosérum SPA C2 et C3 Déchet hors SPA : (boue graisseuse notamment) 6

7 S3 : Stripping sous vide Méthanisation Infiniment mélangé Digestion primaire : Thermophile Digestion secondaire : Mésophile Traitement du digestat Séparation de phase Evaporation Stripping Acidification 7

8 S3 : Stripping sous vide 8

9 Salle d évapo-concentration 9

10 S3 : Procédé hygiénisant Processus de méthanisation Méthanisation thermophile : 55 C, 50 jours + Bactéries concurrentes aux pathogènes Processus de post-traitement Hygiénisation de TOUTE la matière sortant: 1 bar, 1heure, 70 C Evaporation : Température 65 C pendant 4 heures en moyenne sachant que l évaporateur est équipé d un séparateur, laveur et dévésiculeur de gouttelette afin de limiter tous entrainement de toute matière autres que l ammoniac Stripping : acidification pour équilibrage et baisse jusqu à PH 3 pendant 90 min 10

11 Composition du sulfate d ammonium Matières fertilisantes (% MB) La méthode classique de carbonisation (calcination) n est pas fiable pour l analyse du sulfate d ammonium. la MO réelle est estimée à <0,5% (MO NH 4+ SO 4 2- <0,5%) dont 0,4% de Norg % MB S1: séchage analyses COFRAC S2 : séchage S3 : stripping sous vide Mat. Sèche 37 15,9 40 Mat. organique 36 <0,1% - Ntk 9,1 1, dont N-NH4 8,7 1, dont Norg 0,4 <0,1 0 Phosphore (P 2 O 5 ): Potassium (K 2 O) : 0,03 Phosphore total<0,055% < 0,008 % <0,110% 0 0 Pour S3 : données constructeur L azote n atteint pas les 3% pour cet échantillon, mais un lavage d air plus poussé peut permettre de les atteindre. 11

12 Composition du sulfate d ammonium Composition, ETM (mg/kg MS) S1 : séchage analyses COFRAC S2 : séchage S3 : stripping sous vide Norme NFU As <0,3 0,1 60 Cd <0,13 <0,05 0,3 90 mg/kg P205 Cr <0,4 <0,3 0,3 120 Pb <3,6 <1 0,3 150 Hg <0,1 0,69 0,3 2 Ni <0,7 <0,3 0,3 120 Cu <1,7 <2,5 0,3 - Pour S3 : données constructeur Mo <0,1 <0,5 - Se <1,01 0,3 - Zn 2,6 <1,9 1,7-12

13 Composition du sulfate d ammonium PCB/HAP (mg/kg MS) S1 : séchage analyses COFRAC NFU NFU Somme 7 PCB < 0,01-0,8 Somme 3 HAP < 0,05 8 (=4+2,5+1,5) 8 (=4+2,5+1,5) 13

14 Composition du sulfate d ammonium Microbiologie (/g de MB) S1 : séchage analyses COFRAC S2 : séchage S3 :stripping sous vide NFU NFU Salmonell es abs / 25g Abs/1g Le constructeur garantie l absence, du fait de l acidification et de la montée en température abs/1g abs/1g E. Coli < 10 < Entérocoq ues < 100 <

15 Valorisation agronomique Stockage azote avec bas de rétention Epandage au pulvérisation Salle évapo-concentration Tiper Méthanisation 15

16 Valorisation agronomique du sulfate d ammonium à 6,5% Essais menés depuis 3 ans par Methaneo et la Chambre d Agriculture 79 Comparaison à l engrais du commerce ammonitrate Résultats récolte

17 Positionnement Teneur en Eléments fertilisants N+P+K>7% Ou N ou P ou K > 3% P exprimé en P205 K exprimé en K2O Engrais minéraux Engrais organiques N+P+K<7% et N et P et K < 3% Digestattype engrais non concentré Digestattype amendement humide Amendements organiques 0 % % Sur brut Teneur en Matière Organique 17

18 Prise en compte dans les normes? Norme NFU engrais minéral, définitions : engrais minéral engrais (également qualifié d inorganique) dont les éléments nutritifs se trouvent sous la forme de minéraux obtenus par extraction ou par des procédés industriels physiques et/ou chimiques NOTE Cette définition inclut les engrais azotés issus de la chimie de synthèse organique tels que l urée et ses produits dérivés. La cyanamide calcique est également, par convention, classée dans les engrais minéraux. Le phosphate bicalcique d os, la poudre d os dégélatinés et les cendres sont, par nature, classés dans les engrais minéraux. Sous réserve d absence de matière organique, le sulfate d ammonium obtenu dans le cadre de la méthanisation dont la teneur est comprise entre 3% et 15% d azote total sur la matière brute, correspondrait au type Engrais azoté à basse teneur «liquide» ou «suspension»dans la partie engrais minéral simple azoté fluide de la norme NFU

19 Prise en compte dans les normes? Engrais minéral simple azoté fluide de la norme NFU Dénomination du type 2 Engrais azoté à basse teneur «liquide» ou «suspension». Choisir le terme «liquide» ou «suspension» en fonction de la présentation de l engrais. Mode d obtention et composant(s) principal(aux) Produit contenant exclusivement des types d engrais minéraux figurant dans la présente norme ou dans le règlement (CE) 2003/2003 et apportant de l azote sous une forme ou plusieurs formes: nitrique, ammoniacale, uréique, et/ou cyanamidée, et éventuellement des éléments secondaires Teneur minimale Autres exigences 3% N total Moins de 15%N total Sulfate d ammoniaque dans le règlement (CE) 2003/2003 Dénomination du type Dénomination du type Indications concernant le mode d'obtention et les composants essentiels Teneur minimale en éléments fertilisants (pourcentages en poids) Indications concernant l'évaluation des éléments fertilisants Autres exigences 4 Sulfate d'ammoniaque Produit obtenu par voie chimique contenant, comme composant essentiel, du sulfate d'ammonium 20 % N Azote évalué comme azote ammoniacal 19

20 Autres matières, problématique similaire Le nitrate d ammonium NH 4 NO 3 est obtenu de façon similaire. Le lavage acide est fait avec une solution d acide nitrique. NH 3 + HNO 3 => NH 4 NO 3 Il correspondrait au même type d engrais de la norme NFU

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