Co-composting of sewage sludge and green wastes: new methodology to assess organic matter transformations

Co-compostage de boues de station d'épuration et de déchets verts : Nouvelle méthodologie du suivi des transformations de la matière organique

Remy Albrecht (1)

1 IMEP - Institut Méditerranéen d'Ecologie et de Paléoécologie

To reduce and recycle biowaste volumes, many cities have chosen to build municipal composting plants. Presently, compost quality determination requires many biological and chemical characterizations. Aims of this study were to characterize composting processes and to develop a simple and valuable method to assess biological and chemical evolution of composts. Compost windrows obtained from municipal solid wastes mixed to green wastes, were matured during six months. Composts were characterized by chemical (elemental analysis, organic matter, lignin, humic substances and 13C NMR) and biological methods (respiration, micro-organism enumeration, metabolic profile modifications of microbial communities, enzymatic activities) and revealed mineralization and humification of organic matter. Efficiency of Near InfraRed Spectroscopy (NIRS) was then demonstrated with help of a data bank establishing from 432 composts. Finally, since no parameter can be used alone, a global index of composting evolution (GICE) was synthesized by PCA from the whole of information and was perfectly calibrated by NIRS with PLS method. GICE should be a simple and efficiency tool of maturity determination. This NIRS-PCA strategy could be applied to the optimization of a new composting process in reactor which is in development.

Afin d'éliminer et de valoriser les biodéchets, de nombreuses collectivités ont opté pour une plate-forme de compostage. Les exigences de qualité des composts nécessitent actuellement un nombre important de caractérisations physico-chimiques et biologiques. Nos objectifs ont donc été d'étudier les processus du compostage et de mettre au point une méthode simple et efficace de suivi de l'évolution chimique et biologique des composts. Notre étude a porté sur un compostage de six mois en andains constitués d'un mélange de boues de station d'épuration urbaines et de déchets verts broyés. Les composts ont été caractérisés par des paramètres physico-chimiques (analyses élémentaires, matières organiques, substances humiques et lignine, Résonance Magnétique Nucléaire 13C du solide) et biologiques (respiration, dénombrement des micro-organismes et changements des profils métaboliques des communautés microbiennes, activités enzymatiques) qui ont mis en évidence la minéralisation et l'humification de la matière organique. Une banque de données établie à partir de 432 composts a ensuite démontré l'efficacité de la Spectroscopie Proche InfraRouge (SPIR) pour distinguer les composts suivant leur maturité. Enfin, aucun paramètre n'étant utilisable seul, l'ensemble des informations a été synthétisé par ACP en un Indice global d'Evolution du Compostage (IEC) parfaitement calibré en SPIR par la méthode PLS et permettant une détermination simple et précise de la maturité. Cette alliance SPIR-IEC pourrait être appliquée à l'optimisation d'un nouveau procédé de compostage en réacteur en cours de développement.

Mots clés: sewage sludges; green wastes; maturity; humic substances; enzymatic activities; microbial community; 13C NMR; NIRS

Mots clés: compost; boues de station d'épuration; déchets verts; maturité; substances humiques; respiration; activités enzymatiques; communautés microbiennes; RMN 13C du<br />solide; SPIR

Domaines: Sciences de la Terre

Remy Albrecht. Co-compostage de boues de station d'épuration et de déchets verts : Nouvelle méthodologie du suivi des transformations de la matière organique. Sciences de la Terre. Université de droit, d'économie et des sciences - Aix-Marseille III, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00174775⟩