Étude expérimentale et cinétique de la digestion anaérobie des eaux usées de tannerie

Abstract

La digestion anaérobie (DA) est une technologie utilisée pour la production de méthane et l'élimination des déchets organiques. La nature des eaux usées de tannerie (EUT) a nécessité l’introduction de prétraitements en vue de l’amélioration de leur digestion anaérobie. Dans cette recherche, quatre prétraitements étaient étudiés : la coagulation, le thermal, l’alcalin et par oxydation, en termes de la solubilisation de la DCO, de l’élimination du chrome, de la production et composition du biogaz, de l’élimination des solides et de la DCO. En outre, ce travail a confirmé l'utilité des modèles cinétiques pour estimer et comparer davantage les effets des prétraitements sur les paramètres cinétiques (tels que le temps de latence, le taux maximum de production spécifique de méthane et la production spécifique cumulée en méthane) du processus de DA. Les tests BMP ont été utilisés pour déterminer les meilleures conditions opératoires, en effet, les conditions mésophiles (37°C) et le rapport I/S de 1.5 étaient trouvés les plus adéquats pour une meilleure production de méthane et un meilleur abattement de la pollution en utilisant les eaux usées de tannerie (EUT) non prétraités. Sous ces conditions de fonctionnement, la coagulation chimique en utilisant une concentration de 800 mg de FeCl3/L a donné une élimination de 12,03 % du Cr total et a amélioré la production de biogaz de 10%. Le prétraitement thermique a donné la meilleure solubilisation de la DCO avec un pourcentage de 55,02 %, ce qui a amélioré la production de biogaz jusqu'à 52,52 % avec un pourcentage de 84,04 % en CH4. Le prétraitement alcalin augmenta l'élimination du Cr jusqu'à 95% et augmenta la production de biogaz de 35,40 % par rapport à l'échantillon non prétraité, avec une élimination de la DCO soluble et du TVS de 93,01 et 94,68 % respectivement. Le prétraitement par H2O2 a montré la meilleure amélioration dans la production de biogaz. En augmentant la solubilisation jusqu'à 28,77 %, plus l'élimination du chrome (10,84 %), le prétraitement d'oxydation a donné une augmentation de 58,77 % dans la production de biogaz. Le modèle de Richards décrit mieux les résultats expérimentaux de la cinétique de production cumulée de méthane avec un R²> 0,991 en comparaison avec les modèles sigmoïdes de Gompertz modifié et la fonction logistique. Les prétraitements chimiques, où le chrome a été éliminé le plus, présentaient des taux de production de méthane plus élevés (51,57 et 59,65 mL / g TVS / jour pour les prétraitements alcalins et d'oxydation respectivement), que le prétraitement thermique (46,88 mL/ g TVS / jour). Cela montre qu'une réduction partielle ou totale des inhibiteurs peut augmenter le taux de production du méthane. L’efficacité de la digestion anaérobie est conditionnée par la détermination et l’application des conditions optimales de chaque prétraitement des EUT.