Le programme de biosolides adopte les mêmes approches en matière de nutrition des cultures que les agriculteurs progressistes

Le programme d'épandage sur le sol de biosolides de Sioux Falls vise à appliquer avec précision les éléments nutritifs à des taux agronomiques pour les cultures à planter.

Quiconque pense que l'application de biosolides consiste simplement à conduire un camion-citerne à travers un champ doit se rendre à Sioux Falls, dans le Dakota du Sud.

Philip Greenwood et son équipe adoptent la même approche sophistiquée lors de l'application des biosolides liquides Siouxpergro de la ville aux agriculteurs progressistes qui utilisent du fumier ou de l'engrais commercial sur leurs terres.

L’équipe utilise une technologie logicielle pour appliquer le matériau à 6, en pourcentage de solides, à des taux agronomiques précis, adaptés au contenu en nutriments du sol et aux besoins de la culture. «En réalité, nous sommes des agriculteurs municipaux», a déclaré Greenwood, coordinateur des résidus à la division de la récupération de l'eau de la ville de Sioux Falls.

Chaque année, l'installation de récupération de l'eau de Sioux Falls produit environ 2,800 tonnes métriques sèches de biosolides, dont la majeure partie est injectée dans le sol dans les champs de maïs et de soja ou appliquée en surface sur du foin. Le programme remonte à 1995 et fonctionne pratiquement de la même manière depuis, à l'exception de mises à niveau périodiques destinées à rester à jour avec la technologie des applications.

Clients satisfaits

Sioux Falls a asséché et mis en décharge ses biosolides avant de se tourner vers une utilisation avantageuse dans 1995. Le programme a démarré en force et a persisté, a déclaré Greenwood, qui en était à sa neuvième année à la Division de la remise en état des eaux et après cinq ans d’activité.

«La personne embauchée par la ville pour démarrer le processus de traitement des sols avait des antécédents agricoles», déclare Greenwood. «Il connaissait beaucoup d'agriculteurs et a commencé à frapper aux portes en demandant s'ils étaient intéressés par le produit. Il a fait un bon travail de vente et a attiré beaucoup d'agriculteurs. J'ai hérité de 95 pour cent des clients actuels. Parfois, un voisin voit ce qui se passe, appelle et demande à être inscrit. Tous nos clients sont satisfaits à 95 pour cent du temps. "

L'installation de récupération d'eau (conception 21 mgd, moyenne 17.4 mgd) est dotée d'un processus tertiaire commençant par un tamis à tambour rotatif à trois canaux (technologie HUBER) et une chambre d'abrasion aérée. Après quatre clarificateurs primaires, le flux passe à travers des filtres de ruissellement des premier et deuxième étages, chaque ensemble étant suivi par des clarificateurs intermédiaires.

Une station de pompage alimente le processus de traitement des boues activées, composé de six trains de trois bassins chacun. L'air est délivré par deux des quatre ventilateurs Roots (Howden) au moyen de diffuseurs à bulles grossières. Viennent ensuite quatre clarificateurs secondaires en béton standard, des filtres à lit fixe anthracite et un contact au chlore avant leur évacuation dans un aérateur à cascade vers la Big Sioux River. «Nous ne devons chlorer que pendant la saison de contact avec tout le corps, de mai à septembre», a déclaré Greenwood.

Les boues primaires et secondaires passent dans un épaississeur par gravité avant d'être pompées vers quatre digesteurs anaérobies, alimentées en alternance pendant quatre heures. Le matériau digéré est pompé vers une paire de lagons 8.5 d'un million de gallons. Une drague électrohydraulique (Mud Cat, division de Ellicott Dredge Technologies) alimente ensuite les camions en matériaux à livrer aux fermes.

Les couvercles flottants des digesteurs sont remplacés par des couvercles fixes et de nouveaux mélangeurs. Le biogaz alimente un système de cogénération avec trois groupes électrogènes (deux Caterpillar Inc., division de l'énergie électrique et un moteur Jenbacher / GE Energy Management). Ce système produit environ 40 pour cent de l'électricité de l'installation.

Travail intérieur

Contrairement à de nombreuses communautés, Sioux Falls exploite son programme de biosolides principalement sans l'aide d'un entrepreneur. Les membres de l’équipe sur le terrain sont Bryan Runge, opérateur d’équipement principal, et Gary Ketcham, Matt Voeltz et Zack Lundy (à temps partiel), opérateurs d’équipement.

Au cours des premières années, une machine TerraGator à ballonnet et ballon (AGCO) a injecté le matériau dans le sol. Aujourd'hui, l'équipe transporte les biosolides à l'aide de trois semitracteurs tirant des remorques-citernes 6,500. Ils appliquent le matériau avec un wagon à lisier Balzer développé pour les installations d'élevage de bovins et de porcs et modifié par le fabricant pour les biosolides. Il est tiré par un tracteur Challenger MT955C (AGCO).

Pour prendre en charge une véritable application à taux agronomique, l’équipe utilise le système Balzer Rite-Rate, qui permet une précision au plus proche des gallons 10 par acre. Le système d'injection Balzer Magnum est un outil robuste conçu pour incorporer du fumier. Sur le maïs et le soja moulus, les biosolides sont généralement injectés de 6 à 8 pouces de profondeur. «Nous avons la possibilité de réduire d'environ 12 si quelqu'un veut que nous allions aussi loin, mais cela devient un peu dur pour l'équipement», a déclaré Greenwood. Les champs de foin reçoivent des applications de surface en été.

Mis à l'épreuve

Une application agronomique précise nécessite des tests approfondis des biosolides et des sols conformément aux réglementations du Dakota du Sud et du gouvernement fédéral. «Tous les matériaux envoyés à nos lagunes sont échantillonnés une fois par semaine pour l'ammoniac, le TKN et le pourcentage de solides et une fois par mois pour les métaux lourds», explique Greenwood. «Les selles sont traitées les sept premiers jours du mois.

«Une fois que c'est dans les lagons, c'est testé avant d'aller aux champs. Nous prenons les selles les sept premiers jours du mois que nous appliquons. Le premier jour de la semaine que nous appliquons, nous prélevons un échantillon hebdomadaire pour l'ammoniac et le TKN. Le premier jour de chaque mois que nous appliquons, nous utilisons de l'ammoniac, du TKN et des métaux lourds. ”

Pour les analyses de sol, l'équipe passe un contrat avec un fournisseur local. «Nous procédons à l'échantillonnage du sol dès que le champ est récolté et que l'agriculteur nous a contacté», a déclaré Greenwood. «Pour tout champ 40 ou moins, nous prenons des échantillons 20 et les composons ensemble, à la fois pour les pouces 6 supérieurs et pour les pouces 6.1 à 24. Chaque pièce supplémentaire de 40 nécessite également des échantillons de 20. ”Les biosolides sont ensuite appliqués uniformément dans les champs à un taux déterminé par les tests et les besoins de la culture.

Le Dakota du Sud dispose d’un permis général pour les biosolides. «En tant qu'entité la plus importante de l'État, nous avons un permis récurrent et quelques restrictions supplémentaires par rapport à la plupart des petites villes qui appliquent leurs terres une seule fois toutes les quelques années», a déclaré Greenwood. "Nous devons pré-soumettre tous nos champs juste une fois."

Pour chaque site, Greenwoods envoie au département de l’Environnement et des Ressources naturelles de l’État une photo aérienne indiquant les routes, les maisons et les puits (nécessitant un retrait en pied 300), les voies navigables et les types de sol. «Si près de la rivière Big Sioux, il existe un district de protection des sources d’eau», déclare Greenwood. «Nous ne sommes autorisés à postuler nulle part dans ce district. Si c'est relativement proche, nous indiquerons sur la photo aérienne où elle se trouve. "

Les nouveaux champs nécessitent également un avis du journal indiquant une période de consultation publique de 30. Sur la base des informations fournies, le DENR approuve ou refuse le champ. Une fois approuvé, un site peut recevoir des biosolides sans autre notification à l’État. Le DENR reçoit un rapport de fin d’année sur tous les sites où Siouxpergro a été appliqué.

Gros clients

Le programme Siouxpergro a environ une superficie autorisée de 4,000, appartenant à seulement une douzaine d’agriculteurs. «La plupart de nos clients exploitent 2,500 avec 5,000», déclare Greenwood. "Cela aide que nos clients aient de grandes opérations."

La saison d'épandage au printemps débute généralement à la fin du mois de mars et se poursuit jusqu'aux environs de juin 1. «Le printemps dépend vraiment des conditions météorologiques», déclare Greenwood. «C'est la saison des pluies, alors c'est trois ou quatre jours ici, trois ou quatre jours là-bas. Nous aurons très rarement une période de sécheresse qui nous permettra de postuler deux semaines de suite. ”

La saison d'automne commence vers la fin du mois d'août avec l'application sur les champs de foin. Les applications sont sporadiques en septembre, alors que les agriculteurs récoltent le soja à un stade précoce et nettoient les champs d'ensilage. Ensuite, les travaux se poursuivent jusqu'à la mi-novembre environ.

Les objections du public au programme sont presque inexistantes car la plupart des sites sont bien éloignés du développement résidentiel. «Notre région est fortement agricole», déclare Greenwood. «En règle générale, il s’agit d’une maison sur un tronçon de route. Nous avons des domaines hérités sur lesquels le développement a surgi. Nous essayons de ne pas inscrire de nouveaux champs à côté des subdivisions. ”

La distance au champ va de 2 à environ 20 miles; la moyenne est de miles 13. Les coûts de transport sont importants, de même que le défi de garder la flotte de camions opérationnelle. Les camions parcourent de nombreuses routes avec des restrictions de poids. En conséquence, ils transportent généralement des gallons de 6,000 plutôt que la pleine capacité de 6,500-gallons.

Douleurs de croissance

Un autre défi a été de suivre la croissance de la ville. Sioux Falls est un centre bancaire régional et abrite deux des plus grands systèmes hospitaliers de la région. Une grande usine de transformation de la viande en expansion crée de nouveaux emplois et de nouveaux résidents en ville.

«Au début du programme, tout a été géré avec la taille du personnel que nous avons maintenant», a déclaré Greenwood. «Au fur et à mesure que la ville grandissait, nous passions de huit heures à 10. Pendant la saison, nous travaillons six jours par semaine, à l’heure du 12. Périodiquement, nous recrutons l’aide de nos autres équipes sur le site de récupération d’eau et gérons les opérations à l’heure 24. Nous avons fait le calcul et il était moins coûteux de payer beaucoup d’heures supplémentaires à notre équipe que de faire appel à un sous-traitant. ”

L’équipe a relevé les défis avec dévouement et professionnalisme, a déclaré Greenwood: «La qualité du travail n’en souffre jamais. Les gars savent où ils peuvent et ne peuvent pas postuler. Si quelque chose ne va pas, ils m'appellent et nous allons parler à l'agriculteur et voir ce qui se passe.

«Les gars travaillent dur pendant de longues heures, amenant le produit sur les champs et le font de manière efficace et sûre, comme tout le monde peut s'y attendre. Je suis aux commandes depuis cinq ans et nous n’avons eu pratiquement aucun incident à l’extérieur de notre porte de déversements de biosolides ou quoi que ce soit d’endroit où cela ne devrait pas aller. Les gars font un sacré boulot.

Passant à la classe A

La production de biosolides à Sioux Falls dépasse les capacités du programme d'épandage. «La communauté s'est beaucoup développée depuis la mise en place de ce programme», déclare Philip Greenwood, coordinateur des résidus. «Notre production a augmenté de 2 jusqu'à 3 pour cent par an et nous atteignons notre capacité maximale.»

La réponse? Un nouveau procédé de biosolides. «Nous venons de terminer un plan directeur et nous recommandons d'assécher et de sécher le matériau. Nous examinons le pourcentage de solides de 92 pour qu'il corresponde à la classe A de l'EPA. Comme nous n'avons pas de problèmes de métaux, nous aurons une qualité exceptionnelle (EQ). ”

Les technologies permettant d’atteindre la classe A seront déterminées par un ingénieur concepteur sélectionné au début de 2019. La raison d'être de la classe A s'est avérée coûteuse. «Pour étendre notre programme de liquidités, l'investissement allait être considérable», a déclaré Greenwood. L'équipement était un élément de coût mineur; le gros problème consistait à ajouter du personnel pendant quatre à cinq ans pour une opération de moins de la moitié de l'année.

Après le passage à la classe A, Siouxpergro sera toujours disponible pour les agriculteurs, mais le personnel de la ville ne s'occupera plus de l'épandage. Le personnel sur le terrain des biosolides s’occupera des presses de déshydratation, du séchoir et de l’installation de stockage. À long terme, Greenwood aimerait que les habitants de la ville utilisent le produit sur leurs pelouses et leurs jardins de fleurs.

En fin de compte, il aimerait le voir utiliser pour fertiliser les parcs, les terrains de base-ball et d’autres propriétés de la ville: «C’est mon objectif ultime».

Source: opérateur d'usine de traitement

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