Comprendre les options technologiques de traitement du fumier

LANSING EST, MI. - En ce qui concerne le fumier, la technologie est prometteuse pour l'industrie laitière.

"L'objectif est d'améliorer la durabilité de la façon dont nous appliquons et utilisons le fumier sur les cultures et de trouver plus de valeur dans le fumier", a déclaré le Dr Dana Kirk, ingénieur en biosystèmes et agronome au Centre de recherche et d'éducation sur la digestion anaérobie de l'Université d'État du Michigan, lors d'une présentation sur les options technologiques de traitement du fumier présentée par DAIReXNET.

La question est de savoir si une laiterie veut traiter son fumier et, si oui, quelle technologie lui conviendra le mieux. Cela dépend des caractéristiques du fumier produit, y compris son humidité, sa teneur en éléments nutritifs et sa contamination, a déclaré Kirk, ainsi que de la façon dont les lits de la ferme gèrent la collecte et le transport du fumier.

La raison pour laquelle la ferme traite le fumier entre également en ligne de compte. Il peut s'agir de réduire les odeurs ou le coût du transport en concentrant les nutriments et le phosphore, de créer de la litière ou de développer une nouvelle source de revenus.

La première étape, la séparation du fumier en solides grossiers et en liquide, réduit le colmatage des conduites, l'accumulation de boues dans le stockage, la formation de croûtes de stockage et facilite l'épandage. Le matériau arraché peut être utilisé comme amendement de sol ou compost.

La séparation des matières solides grossières peut être effectuée à l'aide d'un crible incliné ou d'un crible à tambour rotatif, qui utilise des fils métalliques en coin et des cribles sur lesquels le fumier dilué est pompé pour éliminer les solides grossiers. Les solides peuvent passer par des rouleaux ou des presses à vis pour éliminer l'eau supplémentaire.

La séparation solide-liquide grossière élimine environ 15 à 30 % du phosphore et de l'azote. Le coût est relativement bon marché.

La prochaine étape serait de séparer les solides fins du liquide. Selon la technologie utilisée, cela peut éliminer plus de 85 % de l'azote organique et 90 % du phosphore.

Cela peut profiter aux fermes soumises à des restrictions d'épandage, a noté Kirk. La matière concentrée peut réduire la circulation des camions/coûts de transport et peut offrir une opportunité de marché pour les nutriments.

La large gamme d'options technologiques disponibles comprend la floculation polymère ou coagulante, qui utilise des produits chimiques pour lier les particules, ainsi que les presses impliquant des disques mobiles, des filtres à bande ou des plaques.

Des centrifugeuses, des tamis vibrants et inclinés peuvent être utilisés, ainsi que la cristallisation de la struvite, qui produit un engrais sec, à haute teneur en phosphore, à libération lente et granulé.

Les solides fins peuvent être utilisés comme compost, engrais, amendements du sol ou pour fabriquer un gâteau de phosphore, tandis que le liquide devient de l'eau de thé de filtrat effluent à des fins d'irrigation.

La génération d'énergie/conversion thermique est une autre approche. La pyrolyse utilise des températures modérées en l'absence d'air pour convertir les solides de la biomasse en formes plus denses en énergie. Les gaz et liquides combustibles qui en résultent peuvent être encore raffinés en combustibles liquides et biochars.

La torréfaction est une version à basse température de la pyrolyse, visant à densifier le contenu énergétique des solides de la biomasse en produisant un bio-char, ou charbon de bois.

La gazéification utilise des températures élevées et une combustion contrôlée avec de l'air pour convertir complètement la biomasse solide en gaz qui peuvent être utilisés pour la chaleur, l'électricité et le carburant.

Les digesteurs anaérobies sont un très bon processus biologique pour créer du gaz naturel à partir du fumier laitier, a déclaré Kirk. Les systèmes comprennent des écoulements pistons, des mélanges complets et des lagunes couvertes.

Pour le séchage des fibres pour la litière de ferme et les produits commercialisables, les agriculteurs peuvent utiliser des séchoirs à tambour ou des séchoirs à bande, qui utilisent une série de plaques d'acier perforées qui transportent les solides à travers un flux horizontal d'air chaud.

Les tambours de compostage sont des tambours rotatifs avec des solides de fumier transportés et séparés tournant contre l'air chaud, conduisant à une réduction très rapide des agents pathogènes et un produit qui peut être utilisé pour les engrais, l'aménagement paysager et la litière.

La vermifiltration est l'une des nombreuses approches supplémentaires et, a noté Kirk, une utilisée sur le campus de MSU pour réduire le gaspillage alimentaire et créer un "vraiment bon compost et engrais de grande valeur".

Les vers rouges travaillent à travers le fumier, réduisant considérablement la teneur en ammoniac des eaux usées tout en créant des sous-produits de coulée de vers vendables.

Les systèmes d'évaporation vont au-delà du simple séchage, en évaporant le liquide à travers une série de réacteurs d'évaporation en cascade. Les solides qui en résultent peuvent être utilisés comme litière, compost et même comme panneaux composites de fumier.

Bien que les coûts d'épandage du fumier soient encore peu élevés, a souligné Kirk, la pression sociale est extrêmement élevée. "Nous savons, socialement et réglementairement, qu'il y a beaucoup d'attention sur la façon dont nous gérons le fumier. C'est quelque chose que nous, en tant qu'industrie, devons être prêts à aborder."