Méthanisation des boues de stations d'épuration

Environnementale

Environnementale

La méthanisation s'intègre aux problématiques territoriales de traitement des déchets en permettant de valoriser les boues des stations d'épuration urbaines (STEU) et industrielles (STEP) pour produire de l'énergie. D'après une estimation de l'ADEME (2014), ces boues représentent un potentiel méthanogène théorique maximal de 2,13 TWh/an. En France en 2018, 96 stations utilisent la méthanisation, avec un à trois digesteurs [GRAIE 2019].

Types de boues 

Il existe deux types de boues de station d’épuration qui constituent de bons substrats pour la méthanisation : 

  • Les boues primaires issues de la décantation directe de l’effluent brut dont on a enlevé les gros débris solides et les graisses après une étape de dessablage et dégraissage. Ce sont généralement les boues les plus faciles à dégrader en méthanisation. Elles sont en effet plus fortement chargées en matière organique que les boues secondaires issues de la clarification.

  • Les boues secondaires (ou "boues biologiques") qui sont issues de l’étape de clarification située après le bassin biologique. 

La plupart du temps, les boues secondaires et primaires sont mélangées pour optimiser la production de biogaz, elles forment alors les "boues mixtes". 

Process simplifié de la méthanisation des boues de stations d’épuration

La méthanisation permet de traiter également les graisses récupérées au niveau des dégraisseurs [GRAIE 2019], même si elles représentent un potentiel méthanogène assez faible.

A l'inverse du traitement biologique des boues qui se fait au contact de l'air, la méthanisation des boues se réalise dans une cuve fermée, brassée et chauffée. La matière y séjourne environ 3 à 4 semaines et produit du biogaz constitué principalement de méthane.

Conséquences de la méthanisation

La méthanisation des boues permet [ADEME Bourgogne] :

- de réduire de 40 % en moyenne les quantités de boues à traiter dans la station ;

- d’éliminer fortement les nuisances olfactives ;

- de produire un digestat "stabilisé", débarrassé en grande partie des germes pathogènes et présentant un pouvoir fertilisant ;

- de réduire les teneurs en composés organiques volatils ;

- de produire une matière bien acceptée en agriculture (le digestat) facilitant l’élaboration d’un plan d’épandage.

- de valoriser énergétiquement du biogaz en chaudière, cogénération (chaleur et production d'électricité) ou en injection.

Le mélange des boues avec d'autres déchets

Quand les boues urbaines sont mélangées à d’autres déchets organiques, des contraintes s’appliquent à l’épandage du digestat. La réalisation d’un plan d’épandage est alors obligatoire. Ce plan nécessite de renseigner les valeurs agronomiques, teneurs en éléments-traces métalliques (métaux) et en pathogènes de la matière à épandre et de mener une analyse du sol. 

Sous réserve d'obtenir une dérogation de la part du préfet, des résidus agricoles peuvent être mélangés à des déchets issus de station d’épuration des eaux usées.

Les boues méthanisées peuvent également être mélangées à des déchets verts et faire l'objet d'un compostage pour répondre à la norme nationale NFU 44-095.