Wavebox Ultraschalltechnik für BIogasanlagen
Ultraschalltechnik für Biogas- und Kläranlagen
La technologie ultrasonique permet de broyer les fibres non fermentées et non dégradées jusqu’à présent. On obtient ainsi un rendement en gaz encore plus élevé !
Wavebox
Wavebox dans un conteneur
Le problème et la solution
Entre 8 % et 15 % des résidus de fermentation sont constitués de fibres qui n’ont pas encore été fermentées ni dégradées. Malgré les techniques couramment utilisées, il n’est pas possible de broyer complètement ces fibres.
Grâce à l’intégration judicieuse d’une technologie à ultrasons dans le système existant de l’installation de biogaz, il est possible de désagréger les fibres encore plus efficacement et plus rapidement, et de libérer la matière organique. La décomposition des fibres permet d’accélérer le processus de dégradation. Cela permet ainsi d’obtenir un meilleur rendement à partir du même système de cuves.
Steigerung ihres Biogasertrags von bis zu 20 % möglich.*
- Prévention des émissions provenant des systèmes de séparation
- Augmentation du potentiel de production de gaz desmatières premières
- Réduction du potentiel de gaz résiduel dans le résidu de digestion
- Digesteur classique : dégradation de la matière organique à 75 %
- Digesteur équipé de Sepogant-Direkt et de WaveBox : dégradation de la matière organique à 90 %
*Returgant Direkt – filtre de recyclage de la biomasse associé à un WaveBox à ultrasons.
La procédure
Cette variante prélève le substrat du fermenteur ou du post-fermenteur et, après filtration, le renvoie directement dans le fermenteur ou le post-fermenteur sous forme de phase concentrée contenant les matières fibreuses qui n’ont pas encore été entièrement fermentées. Même les matières difficilement dégradables telles que les GPS (paille, fumier) peuvent être dégradées grâce à ce procédé.
La technologie à ultrasons WaveBox permet de désagréger au maximum la matière, car les ondes ultrasonores génèrent des bulles d’air dans le substrat qui implosent. Cette cavitation a pour effet que, grâce à la désagrégation des fibres, une plus grande partie de la matière sèche organique peut dégager du gaz.
Le procédé d’alimentation répétée permet d’économiser des matières premières. Cela conduit à l’exploitation optimale du potentiel gazeux total des substrats introduits.
De plus, cela permet d’économiser des agitateurs ainsi que les temps d’agitation dans le réservoir de résidus de digestion, car les cuves contiennent une masse homogène à la structure uniforme qui ne se sépare pas à nouveau. Par ailleurs, l’alimentation permet de réduire le volume des matières premières, ce qui entraîne une sollicitation moindre (en énergie et en usure) du système d’injection.
Dans une installation de biogaz fonctionnant de manière classique, le taux de dégradation des matières organiques s’élève à 75 %. Dès lors qu’un filtre de recyclage de la biomasse associé à une technologie à ultrasons est utilisé, ce taux passe à environ 90 %. Il est ainsi possible d’obtenir une augmentation de la production de biogaz pouvant atteindre 20 % par rapport au substrat d’origine alimentant l’installation de biogaz.
Exemple d'interprétation
- Fermentation : environ 40 m³/j
- Mélange de substrats d’origine renouvelable contenant de l’herbe / proportion de GPS
- Temps de séjour : 60 jours
- Charge volumique : environ 8 kg oTS/m³*j
- WaveBox à 4 sonotrodes : environ 3,5 kW
- Augmentation de la production de biogaz d’environ 14 %
Aspects technologiques
Gain d’efficacité grâce à un système à ultrasons
- Disposition des sonotrodes – profondeur d’immersion maximale
- évacuation optimale des gaz
- absence de dépôts
Conséquences pour la technologie ultrasonique
- Réduction significative de la teneur en matière sèche (TS) dans l’ensemble du système, d’où une diminution des coûts d’exploitation
- Économies réalisées grâce à une dégradation organique accrue
- meilleure capacité d’agitation grâce à la réduction des forces de cisaillement
Aspects écologiques
- Les émissions sont évitées
- Augmentation du potentiel de production de gaz des matières premières
- Réduction du potentiel de gaz résiduel dans le résidu de fermentation
- Jusqu’à 20 % de biogaz en plus à partir de la matière première
Wavebox - Domaine d'application : installations de biogaz - Foire aux questions (FAQ)
La WaveBox utilise des ondes ultrasonores pour désagréger de manière ciblée des substrats fibreux. Une pompe achemine le substrat à travers la WaveBox, où des sonotrodes génèrent des ondes ultrasonores. Ces ondes sonores forment des bulles d’air microscopiques qui implosent dans le substrat. Grâce à cet effet de cavitation, les fibres du substrat sont brisées, ce qui permet aux micro-organismes de décomposer la matière organique plus rapidement et plus efficacement.
La Wave-Box offre de nombreux avantages pour les installations de biogaz :
- Elle peut être installée a posteriori dans des installations existantes.
- La dégradation de la matière sèche organique peut être augmentée jusqu’à 20 %, ce qui accroît le rendement en biogaz.
- Les temps d’agitation dans le réservoir de digestat sont réduits, ce qui permet de diminuer la consommation d’énergie de l’agitateur.
- La formation de mousse peut être évitée, ce qui stabilise le fonctionnement de l’installation.
La commande intelligente de la WaveBox permet une adaptation flexible aux conditions de fonctionnement spécifiques. L’unité de commande permet de régler individuellement le débit, la pression et l’apport d’énergie afin de garantir un traitement optimal du substrat. Cela permet d’assurer un fonctionnement efficace et sans défaillance de l’installation.
Wavebox - Domaine d'application : stations d'épuration - Foire aux questions (FAQ)
La WaveBox utilise des ondes ultrasonores pour désagréger plus efficacement les boues. Cela permet une meilleure dégradation des composants organiques présents dans les boues d’épuration, ce qui augmente la production de méthane dans les digesteurs et réduit les coûts d’élimination.
La désagrégation des structures cellulaires des boues d’épuration permet d’améliorer leur valorisation biologique. Cela se traduit par une meilleure stabilité des boues et une réduction des odeurs.
La rupture optimisée des cellules permet une fermentation plus rapide et plus complète de la matière organique.
Oui, la WaveBox est conçue pour être facilement installée a posteriori et peut s’intégrer sans difficulté dans les stations d’épuration existantes. Elle est intégrée au circuit des boues et s’adapte de manière flexible.
La boue aérée étant plus facile à pomper, la consommation d’énergie des agitateurs et des pompes peut être réduite. Parallèlement, le volume de biogaz produit augmente, et donc le rendement énergétique.
En bref
La combinaison du filtre de recyclage de la biomasse, de la rétention des fibres non encore entièrement fermentées et du traitement de la biomasse par ultrasons constitue actuellement le seul procédé efficace permettant de tirer le meilleur parti du substrat. Ainsi, aucun potentiel gazeux n’est gaspillé, car la matière première riche en énergie n’est pas laissée inutilisée, quels que soient les temps de séjour.
Lors de l’alimentation de l’installation, on réalise des économies en volume de matières premières, ce qui réduit la sollicitation (en énergie et en usure) du système d’alimentation.
La dégradation efficace des fibres du substrat permet d’augmenter le rendement en gaz jusqu’à 20 %.
