UMR CNRS 6144
Génie des Procédés Environnement et Agroalimentaire
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GEnie des Procédés
Environnement - Agroalimentaire
GEPEA > Projets > Purification du biogaz par voie biologique

Purification du biogaz par voie biologique

Purification  du biogaz par voie biologique
Chercheur(s)
Axe(s) de recherche en lien

Introduction/contexte

Le traitement des effluents et déchets agricoles (lisier, fumier, résidus...) par méthanisation permet la production d'énergie renouvelable de type biogaz riche en méthane (CH4). Toutefois, ce processus de méthanisation conduit également à la formation de sulfure d’hydrogène (H2S) qui représente des risques importants, tant du point de vue toxique (en cas de fuite dans les milieux confinés), que du point du fonctionnement des machines de combustion (l’H2S est un gaz très corrosif) sans oublier les émissions de SOx à l’atmosphère dues à la combustion du biogaz. Bien qu’une gestion efficace des digesteurs permette de limiter la concentration en H2S dans le biogaz, des teneurs comprises entre 10 et 2 000 ppmv sont rapportées dans la littérature.

Objectif du projet

L'objectif de la thèse de Mouna Ben Jaber (collaboration GEPEA-EMN, ENSCR, TC-PLASTIC) consiste à montrer qu’un biofiltre garni de schiste expansé fonctionnant en mode anaérobie est adapté au traitement de l’H2S dans le biogaz. L'élimination de l’H2S est assurée sans ajout d’oxygène atmosphérique. Le but est d'oxyder l’H2S en condition anoxique par ajout de nitrates utilisés comme accepteurs d’électrons.

Resultats

Compte tenu de la complexité des interactions qui existent entre les processus biologiques de dénitrification et d’oxydation de l’H2S dans le biofiltre selon les conditions opératoires, de nombreuses études sont nécessaires afin d'identifier les paramètres les plus influents (temps de séjour, concentration en H2S, rapport N/S, solution nutritive, pH, etc...). Les premiers résultats obtenus à temps de séjour court (60 s) sur des biofiltres de laboratoire sont encourageants. Des efficacités de traitement de 100% ont été mesurées sur un biofiltre de laboratoire garni de schiste expansé pour des concentration en H2S de 450 ppmv.

Applications possibles

Une application possible concerne la valorisation des effluents gazeux d'élevage chargé en NH3 pour la purification de biogaz.

Cette application viserait à répondre à une double problématique rencontrée par le secteur agricole, à savoir (i) traiter les émissions gazeuses issues des élevages chargés en NH3, et (ii) utiliser les nitrates formés par le dégradation du NH3 pour la purification du biogaz produit par la méthanisation des matières organiques (traitement H2S).

Un partenariat de recherche associant le GEPEA-EMN, l'ENSCR, la CRAB (Chambre Régional d’Agriculture de Bretagne) et l’IRSTEA (Institut national de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture) sera mis en place afin de répondre à l’appel à projet ADEME PRIMEQUAL (AAP 2016) permettant de garantir le financement du projet.

Publications

E. Dumont, H2S removal from biogas using bioreactors: a review, International Journal of Energy and Environment. 6 (2015) 479–498.

Projets