Sections
Développement de l’élevage et impact actuel
Les déchets et les conséquences de leur déversement deviennent l’un des principaux problèmes du monde moderne en raison de la dégradation qu’ils causent à l’environnement.
L’industrie porcine représente une activité économique importante en Espagne. Selon les données du Ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et de l’Environnement, en 2013, il y avait en Espagne plus de 25 millions de têtes de porc, dont 51 % seulement dans les communautés de Catalogne et d’Aragon.
Ce chiffre a augmenté d’année en année au cours des dernières décennies, favorisant l’implantation de fermes de type industriel en dehors des critères d’aménagement du territoire, ce qui a contribué à un déséquilibre entre l’élevage et l’agriculture. Ce fait a entraîné l’apparition de nombreux problèmes de pollution environnementale.
Les exploitations agricoles, principalement celles de porcs, ne sont pas étrangères à cette problématique, car elles abritent un grand nombre d’animaux, et dans de nombreux cas, elles ne disposent pas de suffisamment de terrain pour absorber la grande quantité de déchets, ce qui pose de sérieux problèmes dans leur gestion.
La législation et les contrôles deviennent de plus en plus stricts pour trouver une solution viable à un problème aux graves répercussions environnementales.
L’administration, dans le but de résoudre les problèmes liés à la surdosage des effluents comme engrais dans les sols, a développé un cadre législatif très strict qui affecte l’exploitation des fermes.
Ainsi, des systèmes qui traitent les effluents de manière efficace et qui sont également économiquement viables sont indispensables pour la survie des exploitations actuelles ainsi que pour la promotion de nouvelles.
Problèmes liés aux effluents
L’objectif double consiste à résoudre les problèmes posés par les déchets (odeurs, problèmes de stockage, pollution des cours d’eau, des eaux souterraines et des sols), et d’autre part, à tirer parti de la charge organique et fertilisante qu’ils possèdent pour une utilisation en agriculture, offrant ainsi une solution à un produit difficilement éliminable.
Le processus qui se déroule à la ferme est l’élevage intensif de porcs, généralement en cycles fermés, avec une énorme génération de déchets, solides et liquides, qui contiennent un fort pouvoir polluant pour les sols, eaux, et air.
L’utilisation logique de ces déchets est de les apporter au champ comme engrais, mais face à la grande concentration de fermes, et donc d’effluents, la quantité d’excréments est excessive, contaminant les sols, les eaux, et émettant dans l’atmosphère une grande quantité de gaz générés.
À ce jour, la plupart des usines de traitement des effluents ont consisté en des usines de cogénération, où le gaz naturel est brûlé pour sécher thermiquement les effluents et, avec la chaleur résiduelle de combustion, de l’énergie électrique est générée, qui est vendue et injectée dans le réseau. Cependant, la nouvelle réforme du secteur électrique, qui a considérablement réduit le prix du kWh cogénéré, ainsi que l’augmentation du prix du gaz naturel, ont rendu ce mécanisme technique-financier économiquement insoutenable.
Dans ce contexte, les systèmes en développement pour le traitement des effluents devront être, en plus d’être efficaces et respectueux de l’environnement, également économiquement durables sans l’aide de subventions artificielles susceptibles d’être retirées par un changement législatif.
Ces systèmes de traitement devront être conçus en fonction du fonctionnement des fermes intensives, qui utilisent comme système de nettoyage l’eau sous pression pour évacuer les déjections. Cette technique, qui facilite le nettoyage et améliore les conditions sanitaires de la ferme, entraîne en contrepartie une consommation élevée d’eau et génère un fort débit d’effluents, qui ne sont rien d’autre qu’un mélange liquide-pâteux de déjections, d’eaux de lavage et de restes d’aliments.
La concentration de polluants dans les effluents dépend de la taille de la ferme, car les exploitations plus grandes utilisent l’eau de manière plus intensive. En général, la charge polluante présente une grande variabilité, car elle dépend du processus de production (maternité, sevrage, porcelets, engraissement, etc.), de l’alimentation, de l’âge des animaux, etc. Ces facteurs rendent indispensable une caractérisation correcte des effluents.
Traitements et applications des effluents
Il existe différentes alternatives de gestion des effluents, allant de la plus simple (et souvent inviable) à la plus efficace et compétitive, pour cela, différentes technologies sont utilisées, parmi lesquelles se distinguent l’ultrafiltration, les traitements biologiques, le traitement physico-chimique, ou l’évaporation.
Voici une brève description des différentes alternatives existantes :
Application agricole directe
Cette solution n’est viable que lorsque l’équilibre entre agriculture et élevage est respecté.
Lorsque l’exploitation agricole est industrielle, la génération de déchets est très élevée par rapport à la superficie de sol disponible, car la réglementation fixe la quantité maximale d’effluents pouvant être dosée au sol, par unité de surface et par an.
Séchage thermique direct
Bien que ce soit une option techniquement efficace, elle entraîne des coûts d’exploitation élevés. Jusqu’à présent, c’était l’option habituelle en Espagne, car les subventions à la cogénération rendaient économiquement viable la combustion de gaz naturel pour sécher les déchets et produire de l’énergie électrique.
Avec la réforme du secteur électrique, il n’est plus économiquement viable de brûler du gaz naturel pour sécher les déchets.
Compostage
La fraction solide des effluents, mélangée avec de la fibre de coco et de la tourbe, peut être compostée. Le compost obtenu peut être utilisé dans la restauration écologique et paysagère des sols dégradés par le pâturage, l’agriculture, la collecte de bois, etc., où le contenu en matière organique a considérablement diminué et, par conséquent, leur fertilité.
Cependant, cela ne constitue qu’une solution pour la fraction solide et, bien que la qualité du compost soit bonne, le surcoût de cette alternative par rapport à d’autres n’est justifiable que du point de vue des bénéfices environnementaux.
Traitement biologique aérobie + traitement physico-chimique
Les effluents ont un rapport DBO5/DCO entre 0,2 et 0,4 et un élevé contenu en azote par rapport au carbone. Ces deux facteurs font que, bien qu’ils puissent être traités par un processus biologique aérobie avec élimination des nutriments, les résultats s’améliorent considérablement si le processus aérobie est combiné avec un système physico-chimique.
Bien que cette option soit techniquement efficace, elle n’est pas la plus compétitive économiquement ni la plus simple en termes d’exploitation.
Biométhanisation et évaporation du digestat
Cette alternative est la plus intéressante en termes de durabilité, tant économique qu’environnementale.
Le contenu en matière organique des effluents n’est pas très élevé, mais s’ils sont mélangés avec des déchets organiques d’origine végétale ou tout autre déchet contenant de la matière carbonée, ils peuvent être soumis à un processus de digestion anaérobie ou de biométhanisation.
En résultat, on obtient :
- Une fraction solide (boues digérées), stabilisée et désinfectée, qui peut être utilisée directement comme engrais en agriculture.
- Une fraction liquide, le digestat, qui peut être concentrée par un processus d’évaporation sous vide, obtenant d’une part de l’eau, et d’autre part, un résidu concentré qui peut être valorisé comme engrais.
- Une fraction gazeuse, biogaz, qui peut être utilisée comme combustible dans un processus de cogénération, où elle est transformée en énergie thermique et en énergie électrique.
L’énergie thermique peut être utilisée pour maintenir le digesteur anaérobie à la température optimale (36-38 ºC), ainsi que pour satisfaire les besoins en chaleur de l’évaporateur sous vide qui traite le digestat. L’énergie électrique peut être auto-consommée tant dans l’exploitation agricole que dans l’usine de traitement des effluents, réduisant ainsi les coûts d’exploitation de l’activité.
Ainsi, les fermes industrielles dédiées au bétail porcin ont un problème de déséquilibre entre le volume d’effluents généré et la superficie de sol disponible pour l’assimiler. La réglementation exigeante oblige à gérer les effluents générés de manière respectueuse de l’environnement et, pour l’équilibre financier de l’activité, le système de traitement doit être économiquement compétitif.
Parmi les différentes alternatives de gestion existantes, la plus compétitive économiquement, tout en étant respectueuse de l’environnement, est le traitement des effluents par un processus de biométhanisation. En résultats finaux, on obtient un solide utilisable comme engrais pour l’agriculture, un résidu liquide qui peut être revalorisé comme engrais, de l’eau et de l’énergie qui sont utilisées pour réduire les coûts d’exploitation de l’activité dans son ensemble.
