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Études
Assainissement
TSM 3 2010 - Page(s) 57-65

Utilisation du biogaz issu de la digestion des boues d’épuration des eaux résiduaires urbaines. Retour d’expérience et projets du Siaap

Uses of biogas produced by digestion of wastewater sludge. The SIAAP’s experience feedback and projects

Résumé

Le Syndicat interdépartemental pour l’assainissement de l’agglomération parisienne (SIAAP) épure quotidiennement les eaux usées de 8 millions de Franciliens, soit environ 2,7 millions de m3 par jours (Mm3/j). Le traitement est assuré par cinq usines d’épuration avant rejet dans le milieu récepteur : Seine Aval (Achères, 1,7 Mm3/j), Seine Amont (Valenton, 600 000 m3/j), Seine Centre (Colombes, 240 000 m3/j), Seine Grésillons (Triel-sur-Seine, 100 000 m3/j) et Marne Aval (Noisy-le-Grand, 40 000 m3/j).

L’énergie nécessaire au fonctionnement de ces usines est, le cas échéant, en partie fournie par la valorisation du biogaz issu de la digestion des boues.

Ce principe de valorisation du biogaz est mis en oeuvre depuis 1940 sur l’usine Seine Aval. Dès la mise en exploitation de la première tranche, le biogaz fut utilisé à la fois dans une chaudière destinée au chauffage des digesteurs et dans des moteurs thermiques à gaz afin de produire de l’énergie électrique et d’entraîner des soufflantes produisant l’air nécessaire à l’activité biologique du traitement des eaux. Dans les années 1960 et 1970 furent mis en service des moteurs dual-fioul (démantelés pour partie dans les années 1990) et, en 1992, une turbine à gaz. Aujourd’hui, un projet de cogénération par la mise en place de deux turbines à gaz de 5 MW électriques chacune est en cours.

L’ensemble de ces aménagements a permis de porter l’autonomie énergétique du site Seine Aval à 70%, avant une baisse à environ 60% à la suite de l’augmentation des besoins énergétiques liée à la mise en service d’unités d’épuration supplémentaires. L’opération de refonte complète de l’usine Seine Aval d’ici 2020 repose sur un objectif d’autonomie énergétique de 70%, la valorisation du biogaz issu de la digestion des boues jouant un rôle prépondérant. Les futures usines du SIAAP, dont les projets sont en cours, intègrent toutes une étape de digestion des boues avec valorisation énergétique du biogaz. Pour l’extension de l’usine Seine Grésillons, la digestion se fera sur site et le biogaz sera envoyé en cogénération pour produire de l’électricité – le choix de la valorisation (utilisation sur site ou revente) n’étant pas encore validé – et de l’eau chaude pour le chauffage de la digestion. Pour la nouvelle station Seine Morée qui sera construite au Blanc-Mesnil, le projet est mené en partenariat avec le Syctom de l’agglomération parisienne et prévoit une méthanisation des boues et des ordures ménagères sur un même site, la valorisation énergétique du biogaz produit étant encore à l’étude. Enfin, d’importants travaux de sécurisation du réseau biogaz ont été réalisés sur l’usine Seine Amont et la digestion est en cours d’extension suite au renforcement de la file eau.

Abstract

The SIAAP, in charge of the purification of the Great Paris wastewaters (8 M inhabitants), handles 2.7 Mm3/day. Five wastewater treatment plants permit to clean these wastewaters before they are discharged into the receiving environment: “Seine Aval” (Achères, 1,7 Mm3/day), “Seine Amont” (Valenton, 600 000 m3/day), “Seine Centre” (Colombes, 240 000 m3/day), “Seine Grésillons” (Triel-sur-Seine, 100 000 m3/day) and “Marne Aval” (Noisy-le-Grand, 40 000 m3/day).

Biogas produced by digestion of sludge provides a part of the energy required by the five sewage treatment works.

Energy recovered from biogas have been used by the SAV site since 1940. As soon as the first part of this plant started up, biogas was used as fuel to heat digester, to produce power through biogas engines and to drive blowers. In the 60s and 70s, dual-fuel engines were brought into service, and then in 1992, a gas turbine was installed. Nowadays, a combined heat and power (cogeneration) project is in progress with the installation of two gas turbines, each generating 5 MW.

All of these installations had allowed a 70% energetic autonomy ratio on “Seine Aval” site. Then, new treatment units were introduced. Thus, energy consumption has increased, with only 60% of energy demands being covered.

By 2020, a complete makeover of the “Seine Aval” plant will be done. This should allow to cover about 70% of energy demands, partly thanks to biogas reuse. New plants are currently being constructed. All of them will include sludge digestion process providing biogas. With the “Seine Grésillons” plant upgrading, digestion process will occur on site. Biogas will be used in a cogeneration system to produce both electricity (that would be either used on site or sold commercially, this has not been decided by now) and heat for digesters heating. The new “Seine Morée” plant will be built in the city of Blanc-Mesnil. A partnership with the Syctom (an association in charge of treatment and reuse of the Great Paris household refuses) would permit co-digestion of organic waste from domestic refuses and sewage sludge on the same site. At last, in the “Seine Amont” site, important works have been done to improve biogas system safety. Moreover, in this plant, with the improvement of wastewater treatment efficiency, digestion process is going to increase.

 

Mots clés : biométhane, boues, cogénération, digestion, station d'épuration, valorisation énergétique
Keywords : biomethane, sludge, cogeneration, digestion, wastewater treatment plant, energy recovery
https://doi.org/10.1051/tsm/201003057

1 SIAAP – direction du site Seine Aval – Route des noyers – 78600 Maisons-Laffitte
2 SIAAP – direction du développement et de la prospective – 82, avenue Kléber – 92700 Colombes

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