Table des matieres

Les critères d’efficacité typiques pour l’épaississement de la boue sont résumés dans le tableau suivant 

L’épaississement par lagunage nécessite une aire de terrain plus importante que les procédés d’épaississement par gravité ou mécaniques, tels que les procédés GBT et centrifuge. Par rapport à l’épaississement par lagunage, l’épaississement par gravité est plus contraignant en ce qui concerne son entretien et son fonctionnement. Le travail d’entretien pour la restauration des rouleaux et des enduits ou du carrelage de la cuve peut exiger une main d'œuvre hautement qualifiée et des envois d’outre-mer, qui coûtent cher, pour des pièces de rechange.

Tous les procédés d’épaississement produisent des flux effluents qui doivent être renvoyés à la station ou évacués d’une autre façon.

Les contraintes régulières de fonctionnement et d’entretien des lagunes d’épaississement incluent la gestion du pompage de la boue et l’entretien périodique des digues. Le fonctionnement des procédés d’épaississement par gravité, des procédés GBT et centrifuges exigent l’attention soutenue du personnel de contrôle pour les quantité déversées. Ces procédés d’épaississement qui utilisent beaucoup d’équipement nécessiteront l’entretien régulier de ces équipements et peuvent nécessiter l’importation périodiques de pièces de rechange en provenance d’outre-mer.

Toutes les structures de traitement qui furent visitées par KCM dans la Région des Caraïbes n’utilisaient pas de procédés d’épaississement de la boue, ni de lagunes d’épaississement de la boue.

U.S. EPA, 1979.

Les procédé de stabilisation de la boue sont utilisés pour des déchets solides épaissis en provenance des procédés biologiques. Le but de la stabilisation est de réduire teneurs en matières solides volatiles et en pathogènes de la boue pour qu’elle puisse être évacuée en toute sécurité ou être utilisé pour l’épandage sur les sols. Les procédés de stabilisation réduisent aussi le volume des matières solides. Les procédés typiques de stabilisation de la boue incluent :

• Séchage à l’air

• Digestion anaérobie

• Compost

• Stabilisation à la chaux

La digestion aérobie et l’oxydation biochimique de la boue des eaux d’égouts dans des conditions aérobies, dans des bassins découverts ou fermés. Les digesteurs aérobies sont opérés avec des déversements en gros ou continus. Dans chaque cas, il peut y avoir un niveau de dépôt des matières solides lorsque les solides aérés peuvent se déposer au fond. La boue décantée est évacuée du fond ou du bassin mélangeur.

Les lits de séchage à l’air sont des bassins peu profonds, pavés ou en terre, où la boue des déchets épaissis peur sécher naturellement.

La digestion anaérobie est l’oxydation biologique de la boue des eaux d’égouts, dans des bassins fermés et qui ne contiennent pas d’oxygène libre. Durant ce processus, du méthane est libéré pendant la dégradation des matières organiques.

Le compostage est un processus au cours duquel les organismes aérobies dégradent et désinfectent la boue déjà épaissie. Cette boue est mélangée à des matériaux de cohésion, tels que les copeaux de bois, qui fournissent la porosité nécessaire à une aération adéquate. La boue est ensuite étalée sur un réseau de conduites poreuses et aérées. La boue décantée peut alors être utilisée comme fertilisant.

La stabilisation calcaire est l’adjonction de composants alcalins pour accroître le pH du mélange de boue. Maintenir un pH élevé dans le mélange de boue pendant une période prolongée éliminera les pathogènes.

Les procédés de digestion et de stabilisation calcaire sont adaptés aux régions à forte densité de population parce qu’ils ne nécessitent qu’une surface de terrains relativement limitée par rapport aux deux autres procédés. De plus, ils exigent une main d’œuvre très qualifiée et un équipement spécialisé. Ce n’est pas le cas du compostage, bien que des conduites et un équipement pour la manipulation du compost soient nécessaires. Le séchage à l’air est le plus simple des procédés de stabilisation. Il ne nécessite que de l’espace, un climat ensoleillé sans périodes prolongées de pluie et un outillage pour étaler et évacuer la boue des lits de séchage.

Les critères de conception relatifs à ces procédés établissent la température et le temps de résidence nécessaires à tel procédé pour obtenir une réduction importantes des pathogènes.

La stabilisation calcaire nécessite qu’une quantité suffisante de calcaire soit ajoutée à la boue pour que le pH du mélange s’élève à 12 après deux heures de contact.

Les critères de conception sont des règles générales pour parvenir aux normes de la boue des eaux usées stipulées dans les régulations pour l’évacuation de la boue de l’U.S. EPA. Le but de ces régulations est de parvenir à une réduction de 38% des matières solides volatiles.

Les désavantages des procédés de digestion concernent les coûts pour l’entretien, le fonctionnement et l’entretien, qui sont très élevés. De plus, il est nécessaire d’avoir une main d’œuvre qualifiée pour un fonctionnement correct. Les procédés de compost et de séchage à l’air peuvent être des procédés de basse technologie mais nécessitent une grande aire de surface et de grandes quantités de matières organiques, telles que les copeaux de bois ou des déchets de la station, comme agents de cohésion. Le séchage à l’air est le procédé le plus facile à opérer, bien qu’il se peut qu’il ne soit pas adapté aux régions pluvieuses des Caraïbes.

Tous les procédés de stabilisation produisent une boue qui peut être évacuée par épandage sur les sols. La digestion anaérobie produit un sous-produit utile, le gaz méthane, qui peut être utilisé comme combustible.

La gestion du pompage, du mélange et des contrôles de la boue fait parie du fonctionnement régulier des digesteurs. Les procédés qui utilisent beaucoup d’équipement nécessiteront un entretien régulier de ces équipements et peuvent requérir l’importation périodique outre-mer de pièces de rechange.

Les stations d’Arima et de San Fernando à Trinité ont des digesteurs anaérobies. La petite station d’empaquetage à Charleville, Trinité, possède des lits de séchage à l’air. Toutes les stations qui furent visitées au Venezuela dans le cadre de cette étude possèdent des lagunes pour la stabilisation et le séchage de la boue.

U.S. EPA, 1979.

L’assèchement de la boue inclut des procédés pour l’élimination de l’eau qui se trouve dans la boue des stations d’épuration, dans le but de réduire le coût des procédés de traitement subséquents ou avant l’évacuation de la boue comme liquide concentré. Les procédés d’assèchement sont similaires aux procédés d’épaississement, mais permettent d’atteindre de plus fortes concentrations de solides. Parmi les procédés typiques d’assèchement de la boue se trouvent :

• Assèchement par filtre-presse à courroies

• Assèchement centrifuge

• Assèchement par presse à vis

• Assèchement par plaque et cadre

Les filtres-presses à courroies assèchent la boue grâce à une ou deux courroies qui exercent une pression sur la boue et en extraient les liquides. Ces procédés permettent d’atteindre de très fortes concentrations en solides avec une consommation d’énergie minimale.

L’assèchement centrifuge est le procédé d’assèchement avec le taux de charge le plus élevé en termes de capacité d’assèchement dans une empreinte de procédé donné. Dans ce procédé, la boue est pompée dans une cuve solide avec une rotation allant jusqu’à 3000 révolutions par minutes pour produire l’équivalent d’une accélération gravitationnelle jusqu’à 2000 fois la normale.

L’assèchement par presse à vis est un nouveau procédé qui peut produire des concentrations de boue très élevées. La boue est pompée à l’intérieur d’un cylindre perforé qui entoure une vis en rotation. La vis force la boue vers l’extrémité du cylindre et l’assèche progressivement par la pression de la vis.

Les presses à plaques et cadres sont un vieux procédé avec des coûts élevés d’entretien et d’assèchement. Ils permettent d’obtenir des blocs de boue avec de fortes concentrations en solides mais utilisent beaucoup de produits chimiques et consomment beaucoup d’énergie.

Les filtres-presses à courroies, l’assèchement centrifuge et l’assèchement par presse à vis sont des procédés adaptés à des communautés avec une forte densité de population et pour des usages industriels.

Les critères de conception typiques pour les procédés d’assèchement de la boue sont présentés dans le tableau suivant :

Les taux d’efficacité de rendement typiques pour les procédés d’assèchement de la boue se trouvent dans le tableau suivant :

Les filtres-presses à courroie sont très sensibles aux caractéristiques de la boue à traiter. Ils nécessitent aussi l’attention des opérateurs et un entretien régulier par des techniciens qualifiés. L’assèchement centrifuge consomme beaucoup d’énergie. Le travail d’entretien pour la restauration des rouleaux et des enduits ou du carrelage de la cuve peut exiger une main d'œuvre hautement qualifiée et des envois d’outre-mer, qui coûtent cher, pour des pièces de rechange. Les presses à vis sont de nouvelles technologies donc les critères de conception ne sont pas bien établis.

Tous les procédés produisent des flux d’effluents qui doivent être renvoyés à la station ou évacués.

Le fonctionnement des procédés des filtres-presses à courroies, centrifuges, des presses à vis requiert l’attention soutenue du personnel de contrôle des taux de charge. L’équipement de ces procédés intenses d’assèchement exige un entretien régulier et peut nécessiter l’importation périodique d’outre-mer de pièces de rechange.

Aucune des installations qui furent visitées par l’équipe de KCM dans la Région des Caraïbes n’utilise de procédé d’assèchement.

U.S. EPA, 1979.

La digestion à froid / les lagunes de séchage (CDD ; Cold digestion/drying) pour le traitement de la boue sont des alternatives à basse technologie pour la gestion des solides qui incorporent toutes les fonctions d’épaississement, de stabilisation, d’assèchement et de stockage dans une série de bassins en terre. Ces lagunes reçoivent la boue activée usée ou un mélange de boue primaire et secondaire. Le débordement des lagunes se produit à l’extrémité opposée à celle de l’alimentation. Le débordement, ou la pellicule surnageante, est renvoyé à l’arrivée de la station.

La digestion et la stabilisation se produisent dans la lagune, à températures ambiantes. Deux lagunes sont nécessaires, l’une étant utilisée et l’autre pour la maturation. A la fin d’une période de remplissage d’un an, la lagune pleine est isolée et peut sécher pendant une période qui peut aller jusqu’à un an et la boue qui la remplit est alors dirigée dans le bassin alternatif. Des plantes aquatiques à racines, telles que les scirpus poussent à la surface durant la période de maturation et favorise le séchage de la boue grâce au phénomène d’évapotranspiration. Lorsque ces plantes changent de couleurs et passent du vert au marron à cause de la dessiccation, la boue peut alors être évacuée.

APPLICATIONS

La digestion à froid / les lagunes de séchage peuvent être utilisées dans les climats tropicaux lorsque les conditions des précipitations et d’évaporation le permettent. L’évaporation devrait excéder les pluies d’au moins 500 mm pour des résultats optimaux. La boue en provenance des stations conventionnelles de boue activée et des stations d’aération prolongée peut être aisément traitée dans les lagunes CDD. Les boues primaires ne devraient pas être appliquées dans des lieux où les odeurs ne peuvent pas être tolérées.

Les critères de conception sont les suivants :

• La profondeur de la boue et de l’eau ne devrait pas excéder 0,7 m.

• La surface devrait être de 1 mètre carré/ 5 à 20 personnes desservies, en fonction des conditions climatiques.

• Deux lagunes, au minimum, devraient être construites.

• Les pentes latérales devraient être recouvertes de béton.

• Des voies d’accès, sous la forme de rampes en terre à l’intérieur des lagunes, devraient être construites pour l’équipement d’élimination de la boue.
EFFICACITE DE RENDEMENT

Les concentrations solides dans la boue séchée peuvent atteindre 25 à 30% pour des blocs d’une profondeur de 300 mm.

Il est nécessaire de disposer d’une surface de terrains plus importante que pour les procédés mécaniques d’épaississement, de digestion et d’épaississement. L’utilisation de ce procédé est limitée aux climats chauds avec une saison sèche prolongée.

Les excès d’eau surnageante doivent être repompés dans les conduites d’arrivée de la station. La boue séchée doit être évacuée ou utilisée d’une façon bénéfique.

Les lagunes CDD ne nécessitent que peu de travail pour le fonctionnement et l’entretien lorsqu’elles se remplissent. La boue est évacuée par des petits chargeurs sur roues ou des tracteurs agricoles avec de grandes roues, en fonction des caractéristiques du sol des lagunes (normalement sans revêtement de surface).

Des lagunes CDD sont utilisées dans les stations de Juangriego, Dos Cerritos, et Cruz del Postel sur les îles Margarita au Venezuela depuis 1989.

Lansdell 1996.

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