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RÉSUMÉ
Les boues issues des eaux municipales ou industrielles sont soumises à des contraintes d'évacuation ou de recyclage obligeant à mettre en place des traitements de réduction de volume ou de nuisances olfactives et microbiologiques. Les boues sont d'abord caractérisées selon leur origine ou leurs propriétés physico-chimiques. Sont ensuite évoquées les étapes d'épaississement et de déshydratation permettant de retirer l'eau libre, les étapes de séchage pour retrait de l'eau liée, ainsi que les techniques de stabilisation chimique et biologique réduisant les nuisances, voire la masse de boue finale.
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Éric GUIBELIN : Ingénieur Polytech Clermont-Ferrand - Expert à la direction technique de Veolia Environnement
INTRODUCTION
Le traitement des eaux urbaines ou industrielles génère des déchets liquides, pâteux ou solides qu’il convient de caractériser afin de minimiser leur impact environnemental.
L’essentiel de ces sous-produits est constitué par les boues, terme générique regroupant la phase insoluble, particulaire, ou rendue insoluble par un traitement approprié de la pollution.
L’industriel, la collectivité ou son délégué doit donc se plier à une logique de réduction qualitative et quantitative de ses déchets. Pour cela, il doit d’abord les identifier, afin de juger de leur potentiel de nuisance vis-à-vis de l’environnement et estimer leur aptitude à être traités.
Dans ce premier article, nous examinerons, d’une part, les caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des boues selon le type d’industrie et la nature du traitement des eaux appliqué, d’autre part, les moyens de réduction de volume (quantité) et de nuisances olfactives ou microbiologiques (qualité) des boues. Ces moyens font classiquement appel à des opérations de séparation de phases liquide-solide par épaississement naturel ou mécanique, de déshydratation par décantation centrifuge ou filtration, de séchage par évaporation, et enfin de stabilisation et d’hygiénisation afin de réduire les nuisances.
L’élimination finale de la boue fera l’objet d’un second article [G 1 451]. Elle est très dépendante de la législation en vigueur mais, quel que soit le pays, la tendance est de valoriser le potentiel énergétique de la boue en la méthanisant ou bien en la dégradant thermiquement, et de recycler la matière organique ou minérale en agriculture ou dans une industrie.
Quant aux boues toxiques ou simplement indésirables, elles seront préférentiellement éliminées par oxydation thermique. Dans ce cas, la fraction organique est généralement détruite en phase gazeuse dans un incinérateur à température élevée, mais peut également être traitée directement à l’état liquide par oxydation sous pression. La décharge, requalifiée « installation de stockage de déchets » (ISD) restera toutefois une dévolution préférentielle pour de nombreuses boues ou déchets dans la mesure où sa conception et son mode de fonctionnement seront irréprochables.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1999 par Éric GUIBELIN
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Problématique des boues industrielles
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3. Techniques de réduction des volumes et des nuisances olfactives
La réduction de volume permet in fine de limiter le coût par séparation de phase et/ou de destruction de la matière organique. Toutefois, la concentration de la pollution par ces techniques ne doit se faire ni au détriment du rendement de séparation (limiter les retours de pollution dans la phase claire), ni provoquer des nuisances olfactives (éviter les odeurs en limitant les fermentations putrides, confiner, ventiler et désodoriser éventuellement les zones odorantes).
3.1 Inventaire des principales voies
Les stratégies de traitement des boues suivent les trois principales lignes de force suivantes :
-
minimiser le volume à évacuer en éliminant l’eau ou en détruisant biologiquement (digestions) ou chimiquement (oxydations…) de la matière sèche ;
-
minimiser les nuisances olfactives et pathogéniques en stabilisant, voire en hygiénisant les boues ;
-
faciliter le transport, la manutention et le stockage en améliorant la texture de la boue.
En complément, un bilan carbone et GES peut également être établi pour orienter le choix final.
On enchaîne ainsi une série d’opérations unitaires éprouvées impliquant des procédés de séparation physico-chimiques de phases (épaississement, déshydratation), puis des procédés biologiques (digestion, stabilisation aérobie, compostage), des opérations de mélange (conditionnement, chaulage) et enfin des procédés thermiques (séchage, incinération).
3.2 Méthodes de séparation physico-chimiques
Il s’agit de techniques faisant appel à des procédés purement physiques, avec l’aide éventuelle de réactifs (coagulants, floculants…), sans réduction de la masse de matière sèche.
Le floculant, généralement un polymère anionique ou cationique sous forme de poudre ou d’émulsion de haut poids moléculaire et fortement ramifié, doit être préparé à quelques g/L dans de l’eau de qualité, préférentiellement tiède, puis injecté après 1 h environ à la boue dans un système...
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Techniques de réduction des volumes et des nuisances olfactives
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Groupe Français de Génie des Procédés - Boues industrielles : Traitements – Valorisation - Paris, vol. 9-1995, n° 43, Lavoisier Technique et Documentation (1995).
-
(2) - ADEME-ASTEE - * - . – Guide Méthodologique d'évaluation des émissions de gaz à effet de serre des services de l'eau et de l'assainissement (2013).
-
(3) - DESJARDIN (M.A.), ROY (N.) - Rendements de déshydratation et siccité équivalente - Définitions et exemples de calcul-Sciences et Technique de l’eau, vol. 26, p. 45-50 (févr. 1993).
-
(4) - BAUDEZ (J.C.) - Rhéologie et physico-chimie des boues résiduaires pâteuses pour l’étude du stockage et de l’épandage - Thèse Cemagref (Avr. 2001).
-
(5) - PAULUS (A.) - Le traitement des boues d’épuration sur filtre planté de roseaux - l’Eau, l’Industrie, les Nuisances, n° 347 p. 59-65 (Déc. 2011).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Essais des boues – Détermination des caractéristiques en liaison avec l’aptitude à la concentration (T 97-001). - NF T 97-001 - 11-79 - Nov 1979
-
Caractérisation des boues – Détermination de la teneur en matière sèche et de la teneur en eau. - NF-EN 12880 - Nov 2000
-
Caractérisation des boues – Valorisation et élimination des boues – Vocabulaire. - NF EN 12832 - Nov 1999
-
Amendements organiques – Composts contenant des matières d'intérêt agronomique, issues du traitement des eaux. - NF U 44-095 - Mai 2002
-
Amendements organiques – Dénominations et spécifications. - NF U 44-051 - Déc 1981
-
Boues des ouvrages de traitement des eaux usées urbaines – Boues liquides – Échantillonnage en vue de l’estimation de la teneur moyenne d’un lot. - NF U 44-108 - Oct 1982
-
Qualité des sols – Sols, sédiments,...
ANNEXES
1.1 Organismes – Associations – Fédérations
ADEME :
Ministère de l’environnement :
http://www.environnement.gouv.fr
Agence américaine de protection de l’environnement (Environmental Protection Agency) :
Site d’information réglementaire relatif au droit de l’environnement industriel : AIDA
FNDAE
Recyclage déchets industriels :
http://www.bourse-des-dechets.fr/
textes réglementaires français :
http://www.legifrance.gouv.fr/
HAUT DE PAGE1.2 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
Entreprises de traitement ou de valorisation des boues industrielles
La liste des entreprises de conception est disponible sur le site suivant :
Syntheau – syndicat des constructeurs et concepteurs de traitement d’eau
...
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QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
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Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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