Méthanisation continue en voie visqueuse, Multi étapes .

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Développé par: ARKOLIA ENERGIES. ST Aunès- Montpellier.

Inventeur: Michel Bonhomme

arkolia

energies

.fr

L’ ARKOMETHA

• • Système semi-piston évitant les confusions bactériennes de l’infiniment mélangé. Taux de matière sèche élevé et temps de séjour hydraulique réduit. • Volume du fermenteur réduit par 3 pour une quantité de substrat identique. • • • • Maitrise des évolutions des espèces chimiques et biologiques tout au long du procédé, du substrat au digestat. Optimise les performances de production de biogaz • • Taux de dégradation important : 60 à 75% Temps de séjour réduit : 13 à 18 jours. Contrôle prédictif et correctif en temps et dans l'espace du fermenteur ( secteurs ) Conserver l’azote minéral.

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LA TECHNOLOGIE ARKOMETHA

Technologie innovante, respectueuse des grandes étapes de la fermentation.

Sectorisation des étapes de la digestion anaérobie dans des secteurs d’agitation et dans deux compartiments communiquant, à ciels gazeux fermés… Des températures différentes dans les compartiments. 1° compartiment: 65°C 2° compartiment: 55°C 38°C .. Des conditions biochimiques et thermodynamiques différentes selon les étapes. Des recirculations possibles selon les équilibres d’un secteur à l’autre. Des indicateurs de pilotage des processus en temps réel Système de brassage par injection de gaz au travers de couples minimum de cheminées implantées dans chaque secteur.

Sectorisation des deux compartiments et écoulement piston

B

RASSAGE

1

er

compartiment

• Hydrolyse thermo-enzymatique (65°C) • • • • pH de 5 à 6 •

L

a température hyper-thermophile solubilise la cellulose La production d'H Production d’AGV. 2 est importante. Chute du PH entre 5 et 6.

•

2

ème

compartiment

Thermophile ou mésophile (55°C ou 38°C) 1° partie : PH de 6,8 à 7,5 2° partie : PH de 7,5 à 8. -------- Le pilotage de la fermentation doit favoriser l'acétogénèse au dépend de l'activité sulfato-réductrice et hydrogénophile

Voie Acétoclaste

PROGRAMME « INVESTISSEMENT D’AVENIR »

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Pilotage multi étapes en continu et voie épaisse.

Optimiser la conduite biochimique et thermodynamique des fermenteurs en interaction avec la rhéologie dans les fermenteurs • • • • Maîtriser les indicateurs de la viscosité dans les secteurs du fermenteur en fonction de la pression du gaz lors des agitations.

Conduite de la biochimie des réacteurs multi étapes

Déterminer les seuils permissifs de la charge hydraulique et organique, Interactions entre la chimie des fermenteurs et l’évolution des espèces biologiques – Plages de fonctionnements optimum et indicateurs d’évolution. Maîtriser les facteurs d’inhibition de la méthanisation NH 4 + / NH 3 , HS / H 2 S , Eléments trace métallique, Pression partielle d’H 2 Agir sur les facteurs d’évitement - Equilibre thermodynamique favorable .

Maîtrise et modélisation du brassage sectoriel en voie sèche.

Homogénéisation pour l'écoulement d'une matière épaisse: - sans passage préférentiels, zones mortes ou décantation des éléments lourds. • •

Maîtrise de la viscosité évolutive dans le fermenteur

• Essais expérimentaux sur pilote de 4m 3 Calculs numériques des mouvements et écoulements Maitrise des indicateurs de viscosité sur les unités industrielles.

Principes du pilotage du brassage matière épaisse

Injection Gaz Evacuation Gaz

Vue en coupe Vue latérale du brassage Ecoulement piston

G

ÉOMETRIE DES DIGESTEURS

C IRCULAIRE COMPACT

Site démonstrateur Napagèse.

Les pilotes fermentations.

Pilote mécanique des fluides

Avantages

Avantages

• • • • Meilleure productivité: 60 à 75% de taux de dégradation. Temps de séjour hydraulique réduit. Environ 15 jours Plus de gaz par tonne de matière organique introduite. Dilution plus réduite, moins d’effluents. ------------- Pilotage prédictif et correctif en temps réel.

FINALITES.

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Modélisation pour un pilotage systémique prédictif et correctif .

Inventaire et analyse des paramètres multi-variés sur les lots 1, 2 et 3. – Interactions entre la biochimie et la viscosité. • Des plages de fonctionnement optimales dans les compartiments et secteurs. • des indicateurs synthétiques – évolution du gaz, du PH, conductivité etc.. – Modèle permettant un pilotage prédictif et correctif des réacteurs multiétapes. • Etablissement d’un modèle multi varié, reposant sur : – Modèle M2 : Interactions entre les différents compartiments et secteurs – Modèles M1 de contrôle. Pilotage en temps réel de l’unité de méthanisation.

Merci pour votre attention

L’énergie au naturel