Différence entre le compostage aérobie et la fermentation anaérobie

1. Compostage aérobie

Le processus de décomposition aérobie se produit généralement en présence d'oxygène et d'eau. Sa formation est la suivante :

Matière organique + bactéries aérobies + oxygène + eau → dioxyde de carbone + eau (état de vapeur) + nitrate + sulfate + oxyde

2. Fermentation anaérobie

Les processus anaérobies se produisent généralement en l'absence d'oxygène et leur formation est la suivante :

Matière organique + bactéries anaérobies + dioxyde de carbone + eau → méthane gazeux (biogaz) + ammoniac + produit final

Le compostage aérobie et la fermentation anaérobie sont tous deux des processus de dégradation de la matière organique sous l'action de micro-organismes. Ils présentent des similitudes et des différences. Cet article explique en détail les principes, le déroulement du processus, les étapes de la fermentation, les facteurs d'influence, etc.

Les similitudes entre le compostage aérobie et la fermentation anaérobie

Il s'agit de processus de dégradation de la matière organique sous l'action de micro-organismes. Ils nécessitent des conditions de culture microbienne, notamment une distribution raisonnable des nutriments, de la température, du pH, etc. ; ils dégradent les polluants organiques, tuent les agents pathogènes, augmentent le rapport entre N et P et transforment les engrais bruts en engrais plus respectueux des plantes. L'engrais cuit est facilement absorbé.

La différence entre le compostage aérobie et la fermentation anaérobie

Des principes différents

Le compostage aérobie consiste en l'absorption, l'oxydation et la décomposition des déchets par des bactéries aérobies dans des conditions aérobies. Par leurs propres activités, les micro-organismes oxydent une partie de la matière organique absorbée en substances inorganiques simples et libèrent en même temps l'énergie nécessaire aux activités de croissance microbienne, tandis qu'une autre partie de la matière organique est synthétisée en nouveau cytoplasme, ce qui permet aux micro-organismes de continuer à croître et à se reproduire. Le processus de production de nouveaux organismes. La fermentation anaérobie est la stabilisation des déchets par les activités métaboliques des micro-organismes dans des conditions anaérobies, accompagnée de la production de méthane et de CO2.

Un processus différent

1) Compostage aérobie

Le processus principal est le suivant : prétraitement des déchets alimentaires → fermentation principale → post-fermentation → post-traitement → stockage

①Prétraitement des matières premières

Y compris tri des déchets alimentaires, broyage de déchets alimentaires et l'ajustement de la teneur en humidité et du rapport carbone-azote. Tout d'abord, il faut éliminer les impuretés telles que le métal, le verre, le plastique et le bois des déchets et les broyer pour obtenir des particules d'une taille d'environ 40 mm. Sélectionnez ensuite les matières premières du compost pour le dosage afin d'ajuster le taux d'humidité et le rapport carbone-azote. Vous pouvez utiliser des déchets purs. Le rapport entre les ordures et les matières fécales est de 7:3 ou le rapport entre les ordures et les boues est de 7:3 pour le compostage mixte.

② Étape de fermentation des matières premières

La plupart de nos pays utilisent la méthode de la fermentation primaire, avec un cycle pouvant aller jusqu'à 30 jours. Actuellement, c'est la méthode de la fermentation secondaire qui est utilisée, avec un cycle qui dure généralement 20 jours. La fermentation primaire est un processus métabolique microbien qui se déroule en deux étapes de compostage aérobie : à température moyenne et à température élevée. Plus précisément, l'ensemble du processus commence par la fermentation, passe par une température moyenne, une température élevée et atteint le point où la température commence à baisser. Le processus dure généralement de 10 à 12 jours, et la phase à haute température dure plus longtemps.

La fermentation secondaire signifie qu'après la fermentation primaire, certains matériaux contiennent encore des matières organiques facilement décomposables et de grandes quantités de matières organiques difficiles à décomposer, qui doivent être envoyées dans la salle de post-fermentation et empilées en piles de 1 à 2 mètres de haut pour la fermentation secondaire et la décomposition. Lorsque la température se stabilise autour de 40°C, la décomposition est complète, ce qui prend généralement 20 à 30 jours.

③Stade de post-traitement

Il s'agit de traiter le compost fermenté et mûr pour éliminer davantage les impuretés du compost qui n'ont pas été éliminées au cours du processus de prétraitement et d'effectuer le processus de broyage nécessaire. La teneur en eau du compost raffiné obtenu après traitement est d'environ 30%, et le rapport carbone-azote est de 15-20.

④Stade de stockage

Le stockage signifie que le compost doit être stocké et géré avant d'être transformé. En général, il peut être stocké directement ou dans des sacs. Cependant, il faut veiller à ce qu'il soit sec et ventilé pendant le stockage pour éviter l'étanchéité et l'humidité. Le compost est divisé en trois étapes : l'étape initiale, l'étape à haute température et l'étape de maturation.

2) Fermentation anaérobie

La première étape est celle de l'hydrolyse et de la fermentation, qui se réfère à l'hydrolyse et à la fermentation de la matière organique responsable sous l'action des enzymes extracellulaires microbiennes, brisant les chaînes de substances moléculaires de grande taille en substances moléculaires de petite taille telles que les monosaccharides, les acides aminés, etc. pour préparer l'étape suivante.

La deuxième étape est celle de la production d'hydrogène et d'acétate. À ce stade, les substances à petites molécules produites à l'étape précédente sont décomposées sous l'action de bactéries productrices d'acide, telles que les bactéries de l'acide acétique et certaines espèces de Clostridium, pour générer de l'acide acétique et de l'hydrogène. À ce stade, le taux de production d'acide est très rapide, ce qui fait chuter rapidement la valeur du pH du liquide d'alimentation et lui donne une odeur putride.

La troisième étape est celle de la méthanogénèse, au cours de laquelle les acides organiques et les composés solubles contenant de l'azote se décomposent en ammoniac, amines, carbonates et dioxyde de carbone, méthane, azote, hydrogène, etc. Les méthanogènes décomposent l'acide acétique pour produire du méthane et du dioxyde de carbone, et utilisent l'hydrogène pour réduire le dioxyde de carbone en méthane. À ce stade, la valeur du pH augmente.

3) Différents facteurs d'influence

① Facteurs affectant le processus de compostage

La quantité d'oxygène fournie doit être appropriée. La quantité réelle d'air requise doit être 2 à 10 fois supérieure à la quantité théorique d'air. La teneur en eau doit être de 50%-60%, l'idéal étant 55%. À ce moment, le taux de décomposition des micro-organismes est le plus rapide, et le rôle de l'eau est double : le premier est de dissoudre la matière organique et de participer au métabolisme des micro-organismes ; le second est d'ajuster la température du compost.

Lorsque la température est trop élevée, une partie de la chaleur est évacuée par l'évaporation de l'eau : le rapport carbone-azote doit être approprié, généralement considéré comme se situant entre 20 et 35 pour les déchets municipaux ; le rapport phosphore est de 75 à 150 ; la valeur du pH, lorsque les boues organiques sont utilisées comme matière première pour le compost, l'ajustement du pH est nécessaire. Au début du processus de compostage, sous l'action des bactéries acides, le pH est de 5,5-6,0. Après le compostage, le pH est compris entre 8,5 et 9,0.

② Taux de matières premières issues de la fermentation anaérobie

Le rapport carbone-azote approprié pour la fermentation anaérobie est de 20 à 30. Lorsque le rapport carbone-azote est de 35, la production de gaz diminue de manière significative ; la température appropriée est de 30-40°C ; la valeur du pH est absolument nécessaire pour que les bactéries du méthane maintiennent un environnement faiblement alcalin. Oui, son pH optimal se situe entre 6,8 et 7,5. Un pH faible augmente fortement le CO2 et produit une grande quantité de matières organiques solubles dans l'eau et de H2S. L'augmentation de la teneur en sulfure inhibe la croissance des méthanogènes.

On peut ajouter de la chaux pour ajuster le pH, mais la meilleure façon d'ajuster le pH est d'ajuster le rapport carbone-azote de la matière première, car l'alcalinité utilisée pour neutraliser l'acide dans le substrat est principalement constituée d'azote ammoniacal. Plus la teneur en azote du substrat est élevée, plus l'alcalinité est importante. Lorsque les AGV (acides gras volatils) sont >3000, la réaction s'arrête.

En conclusion

Le compostage aérobie et la fermentation anaérobie présentent tous deux des avantages et des inconvénients. Ils présentent à la fois des similitudes et des différences. En ce qui concerne les besoins de traitement des déchets organiques, les utilisateurs peuvent choisir la méthode de traitement correspondante en fonction de la situation réelle et traiter les déchets organiques à un niveau élevé. Traitement basé sur la valeur et sans pollution.