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Le traitement des fumiers : Quel procédé s’adresse à mon entreprise ?

Article mis en ligne le 22 décembre 2008 à 16:23
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Le traitement des fumiers : Quel procédé s’adresse à mon entreprise ?
Collaboration spéciale

Sylvain Beauregard, ing. et agr., M.Sc, et Alexandre Abella, agr., M.Sc.

COGENOR Lanaudière
De plus en plus, au Québec, on parle de traitement des fumiers, surtout le lisier de porcs. Il représente une avenue pratiquement incontournable pour le développement de l’industrie porcine. C’est un aboutissement logique à l’application de contraintes environnementales de plus en plus sévères quant aux apports de phosphore (P), surtout dans les zones à concentrations d’élevages (principalement porcins et avicoles). Dans ces zones, le déséquilibre entre la production de fertilisants et la capacité de support des cultures accroît les risques de contamination de l’eau et des sols, tout en générant une pression sociale quant aux odeurs.

L’obligation en 2010 pour chaque entreprise agricole d’avoir un bilan P à l’équilibre (application des abaques de dépôts maximums en P) devrait causer une augmentation des coûts d’épandage, le tout conjointement avec l’augmentation du coût de l’énergie fossile. On assiste aussi à un engouement pour la production d’énergies vertes, et la réduction des gaz à effet de serre (GES). Une de ces filières est la méthanisation de matières organiques résiduelles, dont font partie les fumiers de fermes.

Le traitement est un sujet complexe. Il existe plusieurs technologies, commercialisées ou encore en développement, qui sont offertes aux producteurs. Ces dernières varient grandement en termes de coûts, d’efficacité et d’objectif visé. Choisir et implanter une technologie de traitement sur sa ferme représente donc une décision importante pour un éleveur, car l’investissement et les coûts d’opération sont généralement élevés. De plus, c’est un domaine qu’il maîtrise peu.

On peut diviser les technologies de traitement en cinq (5) familles : la séparation de phase (solide-liquide), la digestion aérobie (boue activée, biofiltration), la digestion anaérobie, les procédés industriels (filtration, osmose et évaporation) et le compostage. Je vous fais un petit survol des principaux groupes.
Séparation solide-liquide
La séparation solide-liquide vise à concentrer le P du lisier dans une fraction solide destinée à être exportée hors des zones de concentration d’élevages et de valoriser une fraction liquide moins chargée en P sur les terres avoisinantes au sol enrichi en P. La fraction solide peut être épandue directement, ou exportée vers un centre de transformation. Ce type de technologie vise donc les élevages en situation de surplus devant transporter leur lisier chez des receveurs éloignés. La séparation peut être réalisée 1) dans la porcherie sous les lattes (séparation des fèces et de l’urine), ou 2) à partir du lisier brut (pré-fosse), ou 3) à partir de la fosse.
La séparation sous les lattes peut être réalisée avec une gratte en V au fond du dalot, ou une courroie perforée mobile. Cette technique s’adresse aux nouveaux bâtiments de capacité moyenne.

La séparation du lisier brut peut être réalisée selon plusieurs principes : tamisage (tamis vibrant, tamis incliné), centrifugation, compression avec une vis sans fin, ou décantation. L’ajout de certains intrants (polymères, coagulants chimiques) permettent d’améliorer les performances de séparation du P. Ce sont les procédés physico-chimiques, couramment utilisé par les municipalités et les industries. Toutefois, l’ajout d’intrants peut transformer la fraction solide en matières résiduelles fertilisantes (MRF), donc nécessitant un certificat d’autorisation (CA) pour son épandage. Certaines contraintes sont donc à prévoir pour sa valorisation.

L’efficacité d’extraction du P (% du P concentré dans le solide) varie grandement selon les technologies, de même que leurs coûts ($/m3), leur capacité (m3/h) ainsi que les volumes et les caractéristiques de la fraction solide. À titre d’exemple, l’efficacité de la séparation du lisier brut peut varier entre 13 et 95 % du P dans le solide selon le procédé utilisé. Sans compter l’ensembles des facteurs propres à chaque élevages pouvant l’influencer, tel l’âge et les caractéristiques du lisier.
Digestion aérobie
La digestion aérobie des lisiers, par boues activées et lits filtrants, est une application industrielle de principes d’épuration naturelle. Certains microorganismes peuvent en présence d’oxygène utiliser la matière organique, les éléments fertilisants (N, P et K) ainsi que certains polluants chimiques et métaux lourds pour leurs propres besoins. Ils transforment l’azote (N) en N gazeux atmosphérique (N2), qui constitue 79 % de l’air que nous respirons. La digestion aérobie est considérée pour réduire la charge de polluants organiques, transformer et enlever les éléments nutritifs, capturer certains métaux lourds et colloïdes difficilement décantables, ainsi que réduire les odeurs, les GES et les pathogènes. Étant donné la charge polluante élevée du lisier (DBO5>12 000 mg/L comparativement à 200 mg/L pour une eau usée domestique), la digestion aérobie ne peut être appliquée seule. Une étape de séparation solide-liquide préalable (par décantation ou mécanique) est requise pour intervenir sur la charge en P.
Digestion anaérobie
La digestion anaérobie est la décomposition de la matière organique du lisier par des micro-organismes en absence d’oxygène. Cette décomposition produit du biogaz, qui contient entre 55 et 70 % de méthane, du CO2 et quelques impuretés. En assainissement, la digestion anaérobie est utilisée pour réduire la quantité de boues produites par d’autres systèmes de traitement, ou abaisser la charge organique d’un effluent avant son traitement. En agriculture, elle vise à produire de l’énergie thermique (chauffage) ou électrique à partir du biogaz, en plus d’offrir certains avantages : désodorisation, réduction des pathogènes. Il s’agit donc d’une source de revenu (ou une économie) potentielle. Ici encore, une séparation mécanique doit être ajoutée pour régler une problématique de surplus de fertilisants, la digestion anaérobie ayant peu d’impact sur les stocks de N et de P à gérer.
Les autres procédés
D’autres technologies dérivées de procédés industriels (ultrafiltration, évaporation, électrocoagulation) furent appliquées au traitement des lisiers, mais avec un succès mitigé. Il existe toutefois de nouveaux procédés prometteurs en émergence au Québec (gazéification, distillation azéotropique, digestion anaérobie à sec), mais qui doivent encore faire leurs preuves à l’échelle de la ferme et démontrer leur rentabilité.
En résumé
Il existe plusieurs types de procédés pour traiter le lisier, chacun répondant à des objectifs spécifiques. La décision d’implanter un système de traitement doit donc reposer sur une analyse rigoureuse et complète de la situation d’une entreprise. Les aspects économiques (rentabilité), environnementaux et humains doivent être considérés. Les deux organismes de gestion des fumiers québécois (COGENOR dans Lanaudière et Fertior dans la Beauce) ont développé une expertise dans la réalisation d’analyses technico-économiques de scénarios de gestion des surplus de fumiers. Ces analyses permettent de comparer les coûts de l’implantation d’une technologie de traitement avec la gestion conventionnelle par épandage. Des subventions du MAPAQ sont disponibles pour ce service, couvrant 50 % des frais jusqu’à concurrence de 1 500 $ par entreprise par année.
Pour plus d’information, vous pouvez me contacter au 450-753-7486 poste 232, ou Claude Charest de Fertior au 418- 475-4475.

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