Traitement des boues d'épurations

TRAITEMENT DES BOUES D’EPURATIONS

I. Présentation du projet

Ce projet a pour l’étude des différents types de boues provenant des stations d’épurations ainsi que leurs traitements. Dans un second temps, nous nous intéressons plus particulièrement à l’usage de ces boues pour un usage agricole. Pour cette étude, on se placera dans le cas d’une station d’épuration d’une ville de 100000 habitants.

II. Les boues d’épurations

1. La production des boues

Les boues sont les sous produits recueillis au cours des différentes étapes de la dépollution des eaux usées.

Elles sont constituées d'eau et de matières minérales et organiques sous forme de matières en suspension ou de matières dissoutes.

Les boues sont un sous- produit de l'assainissement.

On mesure la quantité de boues par leur siccité c'est à dire par la part des matières sèches qu'elles contiennent : 1.000 habitants génèrent 73.000 m3/an d'eau usées qui produisent après dépollution 15 à 25 tonnes de matières sèches. Dans notre cas, une usine de traitement pour 100000 habitants produit environ 5 tonnes de matières sèches par jour.

Les indicateurs montrent que la production de boues va augmenter dans des proportions significatives du fait de la progression de la collecte des eaux usées et le rendement des stations d'épuration vont progresser ainsi que du taux de dépollution %.

Par conséquent avant que les recherches sur le traitement eaux usées sans boues n'aboutissent, les volumes devraient augmenter de 50 %.

A l’inverse, les possibilités d’utilisation de ces boues sont limitées. Actuellement les boues sont dirigées vers trois grandes filières :

- L’incinération pour 15 à 20 %

- La mise en décharge pour 20 à 50 %

- La valorisation agricole pour 60%

2. Le traitement des boues

Comme nous l’avons dit précédemment les boues se présentent au départ sous forme liquide et avec une forte charge en matière organique hautement fermentescible. Ces deux caractéristiques sont gênantes quelle que soit la destination des boues et imposent la mise en place d’une filière de traitement, c’est-à-dire une suite organisée de procédés qui agissent de façon complémentaire :

 Les traitements de stabilisation, qui a pour objectif de réduire la fermentescibilité des boues pour atténuer ou supprimer les mauvaises odeurs.

 Les traitements de réduction de la teneur en eau des boues, visant à diminuer la quantité de boues à stocker et à épandre, ou améliorer leurs caractéristiques physiques

 Les traitements d’hygiénisation qui visent à éradiquer la charge en micro-organismes pathogènes. Ils ne sont mis en œuvre que dans des contextes particuliers.

Nous allons détailler plus en détail ces différentes filières.

a) Les traitements de stabilisation

On utilise actuellement deux grands types de traitements de stabilisations : biologique ou chimique.

La stabilisation biologique

Elle a pour but de réduire la teneur des boues en matières fermentescibles. Elle se fait soit par en présence d’oxygène dans les bassins d'aération qui permette d’obtenir des boues « aérobies » ou soit en absence d’oxygène dans des digesteurs avec production d'un biogaz riche en méthane produisant des boues « anaérobies ».

La stabilisation biologique est de loin le procédé le plus employé en France (plusieurs milliers de stations d'épuration). Il est parfois utilisé en complément des traitements chimique ou thermique.

Le compostage, très connu de tous, est un procédé particulier de stabilisation biologique aérobie. On constate actuellement un fort regain d'intérêt pour cette technique en raison des nouvelles donnes réglementaires et économiques concernant la gestion des déchets. Il se pratique en France dans une trentaine d’unités et traite seulement 2 % des boues produites.

La stabilisation chimique

Elle bloque simplement l’activité biologique, et donc l'évolution de la boue, par adjonction d'une quantité importante de chaux provoquant une évolution du PH. Les boues chaulées obtenues sont de structure pâteuse ou solide.

Ce type de stabilisation connaît un développement soutenu depuis plusieurs années. On compte environ 200 stations d'épuration pratiquent le chaulage en France, ce qui représente 2 % du parc français (exprimé en nombre de stations, soit 25 % de la capacité de traitement installée). Il s'agit généralement de stations de taille supérieure à 15 000 équivalent-habitants, avec une moyenne voisine de 40 000 équivalent-habitants.

b) Les traitements de réduction de la teneur en eau des boues

De façon à réduire les volumes de boues produites, différents procédés sont mis en œuvre :

L'épaississement

Ce traitement vise à augmenter la siccité des boues sans pour autant modifier le caractère liquide de celle-ci. Cet épaississement peut se faire simplement par voie gravitaire dans un concentrateur ou par des moyens mécaniques (égouttage, flottation ou centrifugation). Ce procédé est fréquent en zone rurale et concerne les petites stations d'épuration, de taille inférieure à 2 000 équivalent-habitants. L'épaississement mécanique devient plus fréquent pour les stations de taille comprise entre 2 000 et 5 000 équivalent-habitants.

La déshydratation

Ce procédé correspond aussi à une augmentation forte de siccité mais en modifiant l'état physique des boues. En effet celles-ci passent de l'état liquide à l'état pâteux ou solide. Pour cela on utilise des filtres à bandes ainsi que des centrifugeuses pour des installations de moyennes tailles et des filtres presses pour des installations les plus importantes, car plus coûteux et contraignants d'emploi.

Le séchage

Il élimine en grande partie ou en totalité l'eau par évaporation de façon naturelle

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