Published September 19, 2005 | Version v1
Miscellaneous Open

Analyse of landfill gas composition and optimization of its production and exploitation at landfill sites

Description

This PhD thesis results from collaboration between Centre SITE, Ecole Nationale Superieure des Mines de Saint-Etienne, France and Faculty of Chemistry, Jagiellonian University in Cracow, Poland (international thesis), as well as with two industrial partners: society Satrod and Elyo which manage landfill site and landfill gas utilization at Borde-Matin, and Miejskie Przedsiebiorstwo Oczyszczania in Cracow (Municipal Company of Purification) which manages landfill site Barycz. This PhD thesis aims to understand and explain the process dynamics of the landfill gas (LFG). In order to propose an assistance to the optimisation of the LFG exploitation and using, the behaviour of LFG in the mass of the waste (transfer, composition, influences and variations...) and the relationships with external parameters (meteorological and exploitation parameters, operators interventions) have been investigated. Landfill gas utilization implies collecting and processing of LFG generated during anaerobic fermentation of organic waste. LFG utilization aims at energy production and environment protection by reduction of greenhouse gas emissions (methane), elimination of odors and explosion hazard. One of the techniques of LFG utilization implies the production of electric energy in power units consisting of LFG engines coupled with electricity generators. In order to reach optimum efficiency of using the biogas it is of big importance that LFG production and composition be constant. However, a lot of factors are able to affect or afford the concentration of the different LFG components and the volume of its production. These are, among others, meteorological parameters (precipitation, atmospheric pressure, temperature and air humidity), the age and type of the waste as well as the method of its disposal. This work investigates the LFG generation process dynamics at different landfill sites in relation to various external parameters (meteorological and operational). Various types of models have been studied according to the time horizon concerned: short-, mean-term and global view. The short-term models (hours, days) could have an interest in the management 'from day-to-day' whereas the global models could provide a decision making assistance to the landfill management on the horizon of several years. (author)

Abstract (French)

Ce travail resulte de la collaboration entre le Centre Site de l'ecole Nationale Superieure des Mines de Saint-Etienne, France et la Faculte de Chimie de l'Universite Jagiellone a Cracovie, Pologne (these en cotutelle), ainsi qu'avec deux partenaires industriels: societes Satrod et Elyo que gerent le Centre de Stockage et la valorisation du biogaz a Borde-Matin, et Miejskie Przedsiebiorstwo Oczyszczania a Cracovie (l'Entreprise Municipale d'Assainissement) qui gere le Centre de Stockage Barycz. Cette these a pour objectif essentiel de comprendre et d'expliquer la dynamique des processus lies a la production du biogaz. Le comportement du biogaz dans la masse des dechets (transferts, composition, variations...) et les relations vis-a-vis d'un ensemble de parametres exterieurs (parametres meteorologiques et d'exploitation, interventions d'operateurs) sont etudies, afin de proposer une aide a l'optimisation de l'exploitation et de la valorisation du biogaz. La valorisation du biogaz est une technologie permettant de recueillir et de traiter le biogaz issu des dechets organiques fermentescibles en vue de produire de l'energie tout en preservant l'environnement grace a la reduction des emissions de gaz a fort effet de serre tel que le methane, l'elimination des odeurs et des risques d'explosion. Une des methodes de la valorisation du biogaz est la production d'electricite dans des groupes electrogenes constitues des moteurs a biogaz couples a des generatrices electriques. Pour une efficacite optimale de cette valorisation, il est tres important que la production du biogaz et sa composition soient stables. Cependant, il y a beaucoup de facteurs qui influent sur la variation de la concentration de composants du biogaz, en particulier les parametres meteorologiques (precipitations, pression atmospherique, temperature et humidite), l'age et les types des dechets, les methodes d'enfouissement. L'ensemble de ce travail a permis une etude a trois niveaux (a court terme, a moyen terme et d'un point de vue global) de la dynamique des processus de production et de comportement du biogaz sur des Centres de Stockage (CDS) des dechets menagers en fonction de differents parametres exterieurs (meteorologiques, d'exploitation). Plusieurs types de modeles ont ete proposes, selon l'horizon de temps envisage. Les modeles a court terme (heures, jours) peuvent avoir un interet dans la gestion 'au jour le jour' alors que les modeles 'globaux' peuvent constituer un outil d'aide a la decision dans la gestion des sites sur un horizon de plusieurs annees. (auteur)

Files

49059005.pdf

Files (4.8 MB)

Name Size Download all
md5:218ede8f4e09b9b5c2f3a42df5e3f0b7
4.8 MB Preview Download

Additional details

Additional titles

Original title (French)
Analyse de la composition du biogaz en vue de l'optimisation de sa production et de son exploitation dans des centres de stockage des dechets menagers

Publishing Information

ISBN
2-9507146-4-1
Imprint Pagination
263 p.
Report number
FRNC-TH--10107

Optional Information

Notes
142 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses