Mémoire présenté en vue de l' obtention du diplôme de Licence en sciences chhimiques

Dans le but d'étudier les meilleures voies de valorisation des déchets solides municipaux et des boues de vidange dans la ville de Bujumbura, les pelures de bananes (23,1 kg) et boues de vidange (6,7L) ont été co-digérés partiellement en deux phases et compostés dans un réacteur de 48,7L de volume.

Les substrats sont d'abord caractérisés et l'évolution de la co-digestion est suivie par des mesures régulières de PH, AGV, TAC, DCO et DBO5 sur le jus de fermentation. Après co-digestion anaérobie partielle, 4L de jus de fermentation sont méthanisés dans un autre réacteur et les digestats sont aérés en vue d'une maturation. Pour ce, les paramètres de compostage tels PH, W, T, COT, N-total, NH4+ et NO3- ont été mesurés tous les 3 jours durant l'aération. Les AGV sont évalués volumétriquement par la méthode de KAPP et le TAC par volumétrie classique.

La DCO est évaluée par photométrie après minéralisation et la DBO mesurée par la méthode manométrique. Le COT a été évalué volumétriquement par la méthode au bichromate et la N- total par la méthode Kjeldahl. Les ions NO3- sont dosés par photométrie UV visible et les NH4+ par volumétrie classique.

La caractérisation des pelures de banane a donné une humidité (W) de 85,18%, une teneur en MOV de 88,8% et en A de 8,28 % sur base sèche tandis que les boues de vidange ont un pH de 7,5 et un rapport DBO5 / DCO de 0,13 caractéristique des boues stabilisées.

pH du jus diminue progrssivement alors que les AGV, DCO et DBO5 augmentent durant la co-digestion anaérobie partielle. Une légère diminution dans la production cumulée d'AGV marque la fin de la co-digestion anaérobie partielle. Cette dernière occasionne une réduction de 49 % et 60 % respectivement de la masse et du volume des déchets initiaux.

La production de biogaz dans les réacteurs R1 et R2 contenant le jus vidangé respectivement après la première phase et la deuxième phase de la co-digestion est de 1,4 L et 1,86 L, soit un volume de 16,15L de biogaz dans les conditions normales et par extrapolation sur le volume total (47,65 L) de jus vidangé. Ce volume de biogaz équivaut à 500 KJ d'énergie.

Les digestats aboutissent à maturité après 16 jours d'aération. Le pH passe de 5;15 à 8,4 ; le rapport C/N de 23,86 à 16,8 et le rapport NH4+/NO3- de 5,8 à 0,53.

Le compostage des digestats occasionne une perte de masse de 12,5 % et celle du volume de 15,7 % tandis que la co-digestion partielle couplée au co-compostage réduit de 55 % et 66 % respectivement la masse et le volume des déchets initiaux.

Les deux processus combinés nécessitent une période d'environ un mois et demi pour recycler les déchets en biogaz nécessaire à la production d'énergie et en compost indispensable dans l'amendement des sols. Cette voie de traitement représente un gain économique quand on la compare soit à la co-digestion anaérobie seule, soit au compostage classique des déchets qui dure de 3-6 mois.

Mots clés : co-digestion anaérobie partielle, jus de fermentation, biogaz, co-compostage.