Transformation de la viande : énergie verte issue des eaux usées

L'industrie de la transformation de la viande pénètre actuellement un nouveau territoire alors que les gouvernements du monde entier introduisent des régimes de tarification du carbone et sensibilisent la communauté aux industries qui posent des problèmes environnementaux en termes de pureté de l'air et de l'eau. Jean Pierre Ombregt de Global Water Engineering et Michael Bambridge de CST Wastewater Solutions expliquent les enjeux de Filtration+Separation.

La transformation de la viande - y compris les usines de bovins, ovins, porcins et avicoles - continuera d'attirer une attention croissante, à la fois en termes de consommation d'énergie pour produire de la vapeur et de l'eau chaude, par exemple, et pour la qualité de ses eaux usées et de ses émissions dans l'air. L'industrie est confrontée à des défis particuliers - et à des opportunités - en raison de la nature de ses eaux usées de procédé, qui ont généralement une teneur élevée en matières organiques et, par conséquent, une demande biochimique en oxygène (DBO) et une demande chimique en oxygène (DCO) élevées en raison de la présence de sang, de suif et de muqueuses. y compris acides, alcalins, paraffine liquide et composés neutres). Selon Ombregt et Bambridge, il s'agit d'un breuvage assez puissant à gérer - et l'inconvénient pour l'industrie est que, parce qu'historiquement, il n'a pas eu à répondre à un examen environnemental à l'échelle actuelle ; il n'a pas eu à encourager consciemment le développement des technologies requises. L'avantage pour l'industrie est que de telles technologies existent; que des procédés anaérobies très efficaces d'énergie verte et de traitement des eaux usées ont fait leurs preuves dans d'autres industries de l'alimentation et des boissons ; et ils peuvent être facilement adaptés à la transformation de la viande au 21e siècle soucieux de l'environnement. Ils croient que ce qui est nécessaire pour que cela se produise, plus que toute autre chose, n'est pas une révolution technologique, mais une évolution de l'état d'esprit loin de l'ancienne technologie qui a dépassé sa date limite d'utilisation (comme les lagons étendus, polluants et malodorants) et des attitudes dépassées qui traitent les eaux usées comme un coût ou même un endroit où cacher les problèmes de processus, plutôt qu'une ressource pour le recyclage et la production d'énergie verte.

Une consommation élevée d'eau de haute qualité, qui est un élément important de la sécurité alimentaire, est souvent caractéristique de l'industrie de la transformation de la viande. L'eau est utilisée pour abreuver et laver le bétail, nettoyer les véhicules, épiler et traiter la couenne des porcs, rincer les carcasses et les sous-produits, et nettoyer et désinfecter l'équipement et les zones de transformation.

L'odeur peut souvent être une forme importante de pollution de l'air dans la transformation de la viande. Les principales sources d'odeurs de procédé comprennent le flambage, l'échaudage, la stabulation, le traitement des eaux usées et l'équarrissage. Mais souvent, la plus grande responsabilité de la communauté - et le plus grand danger pour l'environnement - est l'émission de gaz malodorants (principalement du méthane) provenant des grandes lagunes caractéristiques de l'industrie.

Les installations de transformation de la viande sont les principaux utilisateurs d'énergie pour chauffer l'eau et produire de la vapeur pour les applications de traitement et à des fins de nettoyage, ainsi que pour le fonctionnement de divers équipements électriques, de réfrigération et de compresseurs d'air. Traditionnellement, l'industrie a été un gros consommateur de combustibles fossiles, principalement du pétrole, dont le prix a fluctué de moins de 15 dollars le baril il y a 20 ans à des pics de plus de 100 dollars aujourd'hui, rendant les combustibles fossiles tels que le pétrole de soute beaucoup plus chers.

Ombregt et Bambridge soulignent qu'en fait les problèmes d'eaux usées, d'émissions et de consommation d'énergie présentent également une opportunité d'utiliser le potentiel énorme mais souvent caché des eaux usées comme source d'énergie renouvelable. Cela a été démontré par les partenaires Global Water Engineering, un leader des solutions d'eau propre et d'énergie verte, et CST Wastewater Solutions, un groupe leader de solutions d'assainissement qui utilise également la technologie GWE sur de grands projets. GWE a construit avec succès plus de 250 usines de production de biogaz dans le cadre du système d'épuration des effluents industriels, dont plus de 75 ont été équipées de systèmes d'utilisation ultérieure du biogaz pour des clients du monde entier. La plupart des installations les plus récentes utilisent des technologies avancées - y compris le prétraitement anaérobie de l'eau et le polissage aérobie - pour améliorer la pureté des rejets d'eau tout en convertissant les déchets en méthane à brûler pour alimenter des chaudières et des systèmes d'eau chaude, par exemple, ou pour alimenter des générateurs et remplacer définitivement les combustibles fossiles. En moyenne, l'efficacité d'élimination des installations de traitement anaérobie des eaux usées de GWE atteint 90 à 95 %, ce qui ramène facilement la charge organique aux normes de rejet réglementaires pour la plupart des types d'eaux usées. Le concept d'utilisation des eaux usées pour créer de l'énergie verte est beaucoup plus largement applicable qu'on ne le pense souvent, déclarent Ombregt et Bambridge. Toute usine avec un flux de déchets biologiques ou des eaux usées à DCO (demande chimique en oxygène) élevée peut facilement utiliser ce modèle pour générer de l'énergie. Ce faisant, les installations de traitement des eaux usées n'ont généré que des coûts supplémentaires et n'ont jamais été considérées comme des générateurs de revenus. Au lieu de rechercher l'efficacité et d'optimiser les intrants et les extrants, les industries de la viande et autres ont traditionnellement utilisé de grandes lagunes nécessitant d'énormes quantités d'énergie pour être aérées. Cependant, l'application du traitement anaérobie des eaux usées jette un tout autre éclairage sur la structure des coûts des infrastructures de traitement des eaux usées. Il peut désormais devenir une importante source de revenus supplémentaires pour de nombreuses usines de transformation.

Les réacteurs anaérobies fermés génèrent de grandes quantités de méthane (CH4) à partir des matières organiques dans les eaux usées qui peuvent diminuer ou même remplacer complètement l'utilisation de combustibles fossiles dans le processus de production. Pour apporter une certaine perspective à la valeur, une tonne de DCO (demande chimique en oxygène) digérée par voie anaérobie peut produire 350 Nm3 de méthane, ce qui équivaut à 0,15 MW de puissance. Pour des applications industrielles spécifiques avec des charges organiques élevées, suffisamment de biogaz peut être généré pour couvrir entièrement les besoins énergétiques d'une usine de production et avoir encore un excédent de biogaz pour l'alimenter dans les générateurs d'électricité et vendre de l'électricité au réseau national, générant souvent des crédits carbone, le cas échéant, ainsi que des bénéfices. Les systèmes de processus anaérobies fermés GWE empêchent également l'émission de grandes quantités de CH4 dans l'atmosphère. Le CH4 étant 21 fois plus nocif que le CO2, les solutions d'eaux usées anaérobies de GWE peuvent également prétendre à des certificats de réduction d'émissions pour des projets dans les pays répertoriés dans le cadre des programmes de mécanisme de développement propre (MDP) et de mise en œuvre conjointe (MOC) de Kyoto des Nations Unies. Outre l'avantage économique d'un traitement anaérobie efficace des eaux usées, il existe également un avantage environnemental, réduisant considérablement l'empreinte carbone des usines. Cela peut se produire non seulement en fournissant de l'énergie renouvelable et donc en réduisant, voire en éliminant l'utilisation de combustibles fossiles, mais également en remplaçant les lagunes ouvertes plus traditionnelles, polluantes au CH4, et en remplaçant les stations d'épuration aérobies traditionnelles consommatrices d'énergie et produisant des boues. Plus la charge organique des eaux usées est élevée, plus le biogaz et donc l'énergie renouvelable peuvent être générés à partir de celles-ci. Le coût du carburant joue également un rôle important. Alors que le monde apprend à vivre avec des prix de l'énergie plus élevés, le choix de la technologie anaérobie est désormais la clé de la sauvegarde immédiate et future de l'alimentation électrique de nombreuses industries.

Ombregt et Bambridge concluent en soulignant que les initiatives environnementales telles que la production d'énergie verte à partir du traitement des eaux usées ne reçoivent pas toujours autant d'attention que les énergies renouvelables plus traditionnelles, telles que l'énergie solaire et éolienne. Mais en fait, il existe un énorme potentiel, souvent caché, dans l'utilisation des eaux usées comme source d'énergie renouvelable. Malgré la flambée des prix de l'énergie et l'augmentation constante des taxes sur le carbone pour lutter contre le réchauffement climatique, de nombreuses industries de transformation primaire continuent de gaspiller leurs bénéfices potentiels en négligeant le potentiel d'énergie verte des eaux usées.