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CA 02472879 2004-06-29
TITRE
Procédé électrochimique de stabilisation et pré-conditionnement des
boues d'épuration municipales et industrielles
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé électrochimique de
stabilisation et de pré-conditionnement des boues d'épuration municipales et
industrielles. Ce procédé permet une réduction importante des indicateurs de
pathogènes et des odeurs. Ce procédé permet également d'améliorer
significativement les caractéristiques de déshydratabilité des boues en
haussant la
siccité des boues lors de leur déshydratation mécanique.
ART ANTÉRIEUR
Le traitement des eaux usées municipales et industrielles entraîne une
production croissante de boues d'épuration. Ces diverses boues doivent
évidemment
être éliminées en minimisant les risques pour la santé humaine et les
écosystèmes. Les
modes d'élimination de cette biomasse les plus utilisés actuellement sont
l'épandage agricole, l'enfouissement sanitaire et l'incinération. La
disposition finale
de ces rejets est assujettie à diverses contraintes d'ordres technique et
économique.
L'incinération et l'enfouissement, bien que parfois nécessaires, ne
permettent que l'élimination des boues, sans tirer avantage de leurs
propriétés
physiques et chimiques. De plus, la difficulté de déshydrater de manière très
performante les boues d'épuration constitue un obstacle important à la
disposition
des boues par enfouissement ou incinération. La raréfaction des sites
d'enfouissement sanitaire (hausse des coûts d'acceptation) et les coûts très
élevés
inhérents à l'incinération des boues ont accru, au cours des dernières années,
l'attrait de l'utilisation des boues comme fertilisants agricoles ou
sylvicoles.
La valorisation agricole des boues est l'option privilégiée par les
autorités gouvernementales et elle est largement pratiquée à travers le monde.
A
l'heure actuelle, de 30 à 40% des boues d'épuration produites dans le monde
sont
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utilisées pour la fertilisation des sols. L'intégration de procédés
performants de
stabilisation des boues dans les stations d'épuration municipales et
industrielles
permettrait d'accroître les possibilités de valorisation des boues résiduaires
de
traitement des eaux usées.
De plus, l'utilisation d'un procédé de stabilisation permettant
également d'améliorer la capacité de déshydratation des boues serait
souhaitable,
tenant compte des difficultés associées à cette étape de traitement des boues
d'épuration. Ainsi, le conditionnement des boues d'épuration avant leur
déshydratation mécanique s'effectue habituellement par un apport de floculant
(polymère organique). Or, la déshydratation mécanique des boues biologiques
ainsi
conditionnées demeure difficile, de sorte que la siccité finale des boues
déshydratées reste faible et engendre donc des coûts de transport et de
disposition
appréciables.
La stabilisation des boues dans les stations d'épuration s'effectue
habituellement par les procédés biologiques de digestion aérobie ou anaérobie.
La
digestion aérobie est une technique de stabilisation des boues utilisée
surtout dans
les stations d'épuration de petite et moyenne capacités. La stabilisation par
digestion aérobie est réalisable sur des boues secondaires ou sur des boues
mixtes
(primaires et secondaires). Le coût énergétique important associé à l'aération
des
boues est un facteur limitant l'emploi de cette technologie. Lors de la
digestion
aérobie, les bactéries aérobies métabolisent les matières organiques
solubilisées en
dioxyde de carbone, en eau et en nouvelles cellules bactériennes. Lorsque les
matières organiques solubles sont épuisées, les cellules bactériennes meurent
et
libèrent ainsi des éléments nutritifs intracellulaires qui servent de
nourriture à
d'autres organismes. Le taux de minéralisation des boues dépend principalement
du
temps de séjour, de la température, ainsi que de l'âge des boues introduites.
Un
temps de séjour de 14 à 20 jours est habituellement requis pour une
stabilisation
adéquate de la biomasse.
La digestion anaérobie est aussi une des méthodes les plus
couramment utilisées pour la stabilisation des boues d'épuration municipales.
L'utilisation de la digestion anaérobie pour la stabilisation des boues
d'épuration
remonte à plusieurs décennies. De fait, la fermentation méthanique a un très
grand
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pouvoir de biodestruction cellulaire. Elle permet l'élimination d'une quantité
importante de matières organiques. La digestion anaérobie des boues comporte
trois étapes : a) au cours de la première étape, les composés organiques
complexes
de la partie solide des boues subissent une transformation en composés
organiques
complexes solubles; b) après cette solubilisation, les molécules organiques
complexes sont converties en acides gras volatils, composés plus simples, par
des
microorganismes anaérobies; c) la dernière étape de la réaction en série est
la
minéralisation complète des acides gras volatils en méthane, en dioxyde de
carbone
et en sulfure d'hydrogène. En cours d'exploitation de la plupart des
installations
municipales, les trois étapes de fermentation méthanique se produisent
simultanément dans un digesteur clos. Le temps de rétention des boues est de
l'ordre de 30 jours.
Ces deux techniques de traitement des boues, soit la digestion aérobie
et anaérobie, nécessitent l'installation de digesteurs de dimensions
importantes, ce
qui entraîne des coûts de capitalisation élevés. De plus, l'implantation de
tels
systèmes dans des stations déjà opérationnelles peut étre difficilement
réalisable
compte-tenu du peu d'espaces disponibles. II faut également considérer que
l'application de ces traitements sur les boues n'améliore pas leur capacité
d'être
déshydratées et peu même avoir un effet inverse.
Lorsque la réduction du montant d'investissement est un objectif
prioritaire, le pouvoir fermentescible des boues peut être diminué, au moins
temporairement, par la seule addition de réactifs chimiques en combinaison ou
non
avec un traitement thermique. L'apport de chaux peut être effectué sur des
boues
liquides ou sur des boues déshydratées. Pour obtenir un pouvoir de
désinfection
adéquat, les boues doivent étre amenées à pH 12 pendant au moins deux heures
et
de préférence pendant 24 heures. Le coût réduit de la chaux, son alcalinité et
son
effet favorable sur la structure physique des boues en font le réactif le plus
utilisé.
Cette dernière technique ne modifie pas la quantité de matières organiques
biodégradables contenues dans les boues. Une reprise de fermentation est donc
possible si l'évolution ultérieure des conditions du milieu le permet. Un
autre
désavantage de cette technique est que la masse de boues n'est pas réduite,
mais
au contraire, elle est augmentée à la suite de l'addition d'agents alcalins.
II faut
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également signaler que l'application sur les terres agricoles de boues
chaulées n'est
pas souhaitable où les sols sont alcalins, comme c'est le cas, par exemple,
dans
une grande partie de l'ouest du continent américain.
La fixation chimique est un procédé de stabilisation alcalin des boues
qui transforme les boues en un produit inerte, lequel peut être utilisé pour
le
remplissage de terrain en surface ou pour l'application sur les terres. Durant
la
fixation chimique, une série de réactions chimiques ont lieu en combinant les
boues
déshydratées avec les réactifs chimiques, ce qui permet l'obtention d'un
solide
stable du point de vue chimique, biologique et physique. Le produit final est
presque
inodore et ne contient pratiquement plus de microorganismes pathogènes. De
plus,
les métaux présents initialement dans les boues sont fixés dans le solide
obtenu.
Deux procédés de fixation chimique ont été brevetés (brevets américains Nos.
4.853.208 et 6.248.148) et commercialisés: Chem-~x et N-Viro Soil. Le procédé
Chem-fix utilise du ciment Portland et un silicate de sodium afin de produire
un sol
synthétique à base de boues. Le procédé N-Viro Soil emploi de la chaux et de
la
poussière de ciment comme additifs chimiques. Le procédé N-Viro Soil peut
également utiliser des cendres volantes et de la poussière de chaux. Bien que
ces
techniques de stabilisation chimique puissent s'avérer des solutions
alternatives
prometteuses, des contraintes d'ordres économiques et techniques restreignent,
à
l'heure actuelle, l'emploi de ces technologies. De plus, il faut noter que
l'application
de ces traitements ne permet pas d'améliorer la capacité de déshydratation des
boues.
Face à la difficulté de déshydratation des boues d'épuration et des
problèmes reliés à l'utilisation des procédés usuels de digestion des boues,
divers
procédés chimiques et thermique combinés de stabilisation et pré-
conditionnement
des boues d'épuration ont été développés au cours des dernières années.
Toutefois, ces procédés demeurent pour la plupart trop onéreux pour être
employés
couramment dans les stations d'épuration municipales et industrielles.
La stabilisation thermique aussi appelée combustion humide, consiste
chauffer les boues prsence d'air, de trs fortes pressions
en sous (jusqu'
20 MPa et plus) dans but de raliser oxydation pousse de la
le une matire
organique, simultanmentla transformationphysique des matires collodales
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(Dollerer et Wilderer, Wat. Sci. Technol., 1993, 28(1), 243-248; Karlsson et
Goransson, Wat. Sci. Technol., 1993, 27(5/6), 449-456). Cette technologie de
stabilisation sert également au conditionnement thermique des boues. Les boues
ainsi traitées peuvent, en effet, être filtrées aisément, avec l'obtention
d'une siccité
de gâteaux se situant entre 40 et 70%. Un procédé d'oxydation sous pression
(22 MPa) et à haute température (374 °C) a aussi été proposé pour le
traitement des
déchets biologiques (Modell, Mater. Techno., 1993, 8(7/8), 131 ).
Une autre approche proposée consiste en l'hydrolyse forte de la
matière organique des boues par un traitement thermique (150 à 160 °C)
en milieu
acide (pH 1 à 2) (Everett, Wat. Res., 1974, 8, 899-906). Ce traitement permet
une
réduction d'environ 90% des matières en suspension et hausse de manière
importante la filtrabilité des boues non-hydrolysées. Après traitement, les
boues et
l'hydrolysat sont neutralisés par addition de chaux, ce qui entraîne la
production
d'une boue inorganique contenant les métaux lourds extraits, d'une boue
organique
valorisable par l'amendement des sols, et d'une fraction liquide fortement
chargée
en matière organique qui est retournée en tête de la chaîne de traitement des
boues.
L'augmentation de la température des boues conduit à une
transformation irréversible de sa structure physique, surtout si elles
contiennent une
forte proportion de matières organiques et colloïdales. Durant le chauffage,
les gels
colloïdaux sont éliminés et l'hydrophilie particulaire diminue fortement. La
température de chauffage employée pour le conditionnement thermique varie
entre
150 et 200 °C et le temps de cuisson entre 30 et 60 minutes, selon le
type de boue
et la filtrabilité désirée. Ce mode de traitement est applicable sur toutes
les boues à
prédominance organique et permet l'obtention de performances relativement
stables
par rapport au conditionnement chimique. De plus, ce traitement permet un
épaississement important et rapide des boues après cuisson avec l'obtention de
boues décantées à plus de 120 g MES/L et même, dans certains cas, plus de 200
g
MES/L. La structure des boues est améliorée de sorte qu'une filtration sans
apport
de réactifs est toujours possible. De fait, de très fortes siccités des
gâteaux de filtre-
presse sont atteintes (> 50% ST) avec un conditionnement thermique. ll faut
également tenir compte que les boues ainsi conditionnées sont stérilisées,
donc
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libres de microorganismes pathogènes. L'association de la digestion anaérobie
des
boues et du conditionnement thermique est l'une des filières les plus
intéressantes,
car elle permet la réutilisation optimale du biogaz (méthane). L'implantation
du pré-
conditionnement thermique requiert cependant un investissement coûteux en
comparaison au conditionnement chimique. De plus, ce traitement thermique
entraine la production de filtrat fortement chargé en matière organique et en
azote
ammoniacal qui doit être recyclé en tête de la station d'épuration. Des
mesures de
prévention spéciales doivent aussi être prises pour limiter les inconvénients
occasionnés par la production d'odeurs: couverture des épaississeurs et
bassins de
rétention, limitation des purges des réacteurs de cuisson et désodorisation de
l'air
dans les principales enceintes (cuisson, épaississement, déshydratation).
Fujiyasu et al. (brevet canadien No. 1.074.925) ont pour leur part mis
au point un procédé de conditionnement chimique de boues biologiques
comprenant
un apport de 0,5% à 30% de peroxyde d'hydrogène et l'addition d'un ion
métallique
trivalent (ou plus), à raison de 0,1 % à 10% par rapport à la masse de boues
sèches.
Ce procédé comprend également l'ajustement du pH des boues lors du traitement
à
des valeurs comprises entre 4 et 9. Ce procédé de conditionnement, par ajout
de
produits inorganiques, ne comprend toutefois pas d'étape subséquente de
floculation des boues par addition de polymères organiques avant leur
déshydratation mécanique. Or, la déshydratation des boues biologiques sur des
équipements, tel que les filtres à bandes presseuses, requiert toutefois la
formation
de gros flocs, laquelle nécessite l'ajout de polymères organiques. Les
conditions de
traitement proposées par Fujiyasu et al. comprenant l'ajout de concentrations
élevées de peroxyde d'hydrogène et d'un ion trivalent font en sorte de rendre
très
difficile l'utilisation subséquente d'un polymère organique.
Divers procéd 'es électrochimiques ont également été proposés pour la
décontamination et le conditionnement de boues biologiques (d'origine
municipale et
industrielle). Par exemple, Held et Chauhan (demande de brevet canadien No.
2.382.357) décrivent un procédé utilisant des décharges électriques (champs
électriques pulsés) sous hautes tensions (15 000 à 100 OOOV). Ces brusques
variations de champs électriques affectent les cellules bactériennes en
provoquant
des perturbations physiologiques, entraînant ainsi une libération du liquide
inter et
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intra cellulaire, laquelle permet de réduire jusqu'à environ 50% (p/p) la
masse de
boues générées après déshydratation mécanique des boues. Les meilleurs
rendements de ce système (champs électriques pulsés) sont obtenus en imposant
de fortes énergies d'environ 100 J/ml ou encore 400 kWhltbs pour des boues
initiales ayant une concentration en solides totaux de 6%. La méthode de
traitement
des boues développée par Held et Chauhan, permet certes d'améliorer la siccité
des
boues, mais elle demeure inefficace pour l'élimination des odeurs nauséabonde.
En
effet, la seule imposition de champ électrique pulsé n'induit pas forcément
une
oxydation des composés malodorants (acides propioniques, acides butyrique et
sulfure d'hydrogène), lesquels composés sont couramment présents dans les
boues
d'épuration. En outre, cette technique requiert des équipements très
sophistiqués
pour l'imposition d'un champ électrique pulsé et donc très coûteux, ce qui
pourrait
limiter son domaine d'application et son développement industriel.
Ishigaki (brevet canadien No. 1.334.658) a mis au point une cellule
électrolytique pour le traitement des boues d'épuration, laquelle est équipée
d'une
multitude d'électrodes planes placées en parallèle (anodes et cathodes) et
connectées individuellement au générateur de courant capable de délivrer une
tension variant entre 1.5 et 20 V. Les électrodes sont disposées de telle
sorte
qu'une anode soit immédiatement suivie d'une cathode avec une distance inter
électrode relativement faible (15 mm). Ce procédé induit la transformation des
substances particulaires hydrophiles (organiques et inorganiques) en
substances
hydrophobes, laquelle permet d'améliorer la filtrabilité des biosolides lors
de la
filtration mécanique. Une autre particularité de la méthode développée par
Ishigaki,
réside dans le fait qu'au sein de la cellule électrolytique, il existe une
zone prédéfinie
située au voisinage de chaque électrode et à l'intérieur de laquelle circule
un courant
(ou flux) ascendant de boues traitées (mince couche de boues traitées),
permettant
d'éliminer régulièrement l'accumulation de bulles de gaz (notamment 02 et H2)
et de
flocs situés entre les électrodes et à la surface de celles-ci. Ceci a pour
avantage
d'une part, d'éviter l'encombrement des électrodes et, d'autre part,
d'améliorer les
échanges boues-électrodes en vue de la transformation physique et efficace des
boues par oxydation, réduction et neutralisation.
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Les procédés développés par Held et Chauhan (demande de brevet
canadien No 2,382,357) et Ishigaki (brevet canadien No. 1,334,658) ne font pas
mention de la présence d'un oxydant bactéricide dont l'action pourrait se
prolonger
dans les boues à la sortie de l'électrolyseur (effet rémanent). L'effet
rémanent de
l'oxydant permettrait d'assurer une stabilité à plus ou moins long terme des
boues
traitées et déshydratées. En effet, dans la plupart des stations d'épuration,
les
boues déshydratées sont initialement empilées et stockées à la température
ambiante avant toute disposition finale (enfouissement, épandage ou
incinération).
En particulier, dans la méthode développée par Held et Chauhan (demande de
brevet canadien No. 2,382,357), même si les cellules bactériennes ont été
physiologiquement perturbées par application d'un champs électrique pulsé,
elles
sont en revanche capables de se réactiver lorsqu'elles se retrouvent dans un
environnement plus favorable (en l'absence notamment d'effet perturbateur :
champ
électrique). Une reviviscence bactérienne pourrait ainsi être observée lors de
la
période de stockage des boues et par voie de conséquence, entraîner des
nuisances olfactives induites par des composés organiques et inorganiques
malodorants.
L'objet de la présente invention est de proposer une méthode originale
de traitement électrochimique des boues d'épuration permettant d'éviter
certains
désavantages des procédés de l'art antérieur.
Selon certains modes de réalisation spécifiques, le procédé vise à
oxyder quantitativement les germes pathogènes et réduire simultanément les
odeurs
nauséabondes tout en améliorant la filtrabilité des boues (hausse de la
siccité).
SOMMAIRE DE L'INVENTION
Le procédé proposé s'applique aussi bien aux boues secondaires
(biologiques) et mixtes (mélange de boues primaires et secondaires), d'origine
municipale et industrielle et ce, optimalement en milieu modérément acide (pH
inférieur à 5,0 et supérieur à 3,5). Une fois le traitement électrochimique
réalisé, les
boues sont floculées à l'aide d'un agent floculant suivi d'une déshydratation
mécanique (ex. filtre à bandes presseuses, filtre presse à plateaux,
centrifugeuse,
presse à vis, etc.). Les boues déshydratées peuvent être stockées pendant une
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période relativement longue (2 à 3 semaines) avant toute disposition finale
(enfouissement, épandage ou incinération). La présente invention permet
avantageusement de générer in situ un oxydant bactéricide à longue durée de
vie
qui puisse en outre assurer un effet rémanent, à savoir, qui permet d'éviter
la
recontamination éventuelle des boues traitées.
L'invention concerne en premier lieu un procédé de traitement des
boues, notamment des boues issues de l'épuration des eaux usées municipales et
des boues d'industries de fabrication de pâtes et papiers, comprenant des
germes
pathogènes et des molécules génératrices d'odeurs nauséabondes, caractérisé en
ce qu'on soumet lesdites boues, amenées à un pH optimalement inférieur à 5,0
et
optimalement supérieur à 3,5 en présence ou non d'un électrolyte support, dans
un
réacteur comprenant au moins une anode et une cathode et soumises à une
réaction électrochimique de telle manière que les bactéries et les composés
malodorants soient réduits, et en ce qu'on déshydrate plus efficacement
lesdites
boues ainsi traitées.
Le terme « électrolyte support » réfère ici à un sel inorganique apte à
augmenter la production in situ d'un oxydant et à améliorer la conductivité
des
boues. Sans limiter la définition précédente, et selon des modes de
réalisation
spécifiques de la présente invention, l'électrolyte support est un sel de
chlorure. En
particulier, ces sels de chlorures peuvent être choisis parmi le NaCI, le
CaCl2, le
MgCl2, le NH4C1, le KCI et le FeCl3.
Selon une réalisation spécifique de la présente invention, le procédé
concerne traitement électrochimique de conditionnement pré-déshydratation des
boues d'épuration caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes
acidification des boues de manière à atteindre un pH suffisamment haut pour
éviter
une corrosion et suffisamment bas pour réduire significativement les
indicateurs de
pathogènes; traitement des boues acidifiées dans une cellule électrolytique
capable
de générer in situ un oxydant bactéricide en une concentration suffisamment
élevée
pour désinfecter les boues et suffisamment basse pour éviter la formation de
composés organochlorés dans les boues; électrolyser les boues durant une
période
de temps suffisante pour stabiliser les boues et améliorer leur
déshydratabilité.
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Selon une autre réalisation spécifique, la présente invention a pour
objet un procédé de stabilisation et de conditionnement de boues d'épuration,
caractérisé en ce que:
a) on acidifie les boues de façon telle à obtenir des boues acidifiées
ayant un pH optimalement compris entre 3,5 et 5,0;
b) on ajoute facultativement dans les boues acidifiées, des ions
chlorures à une concentration variant entre 0,6 et 6,0 g CI-iL, par
exemplesous la
forme de chlorure de sodium (1 à 10 g NaCI/L), si les boues utilisées n'en
contiennent pas suffisamment;
c) on traite les boues acidifiées dans une cellule électrolytique
fonctionnant à une intensité variant entre 2 et 15A, laquelle est capable de
générer
in situ un oxydant bactéricide, en l'occurrence l'acide hypochloreux utilisé
pour le
traitement des boues en une quantité telle à obtenir une concentration
résiduelle
variant entre 0,02 et 0,7 g HCIO/L;
d) on impose l'intensité de courant durant une période de temps
suffisante, habituellement entre 10 et 120 minutes, pour stabiliser les boues
et
améliorer leur déshydratabilité;
e) on flocule les boues stabilisées par ajout d'un agent floculant; et
f) on déshydrate les boues floculées.
Les étapes (a), (b) et (c) du procédé selon ce mode de réalisation
spécifique de l'invention peuvent être réalisées en une, deux ou trois phases
de
traitement, lesquelles peuvent être opérées aisément en mode cuvée, semi-
continu
ou continu.
Le terme « agent floculant » réfère ici à tout agent apte à promouvoir
l'agrégation des matières en suspension dans les boues. Sans limiter cette
définition, des agents tels ies polymères organiques peuvent être utilisés
dans le
cadre de la présente invention.
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Le procédé, selon un mode de réalisation spécifique de la présente
invention, concerne le traitement électrochimique des boues d'épuration
contenant
des germes pathogènes, des composés malodorants et des substances
particulaires hydrophiles, en particulier des boues d'épuration municipales et
des
boues d'épuration d'industrie de fabrication de pâtes et papiers, caractérisé
en ce
qu'on soumet lesdites boues, amenées à un pH inférieur à 5,0 et supérieur à
3,5 en
présence ou non d'un électrolyte support, dans un réacteur comprenant au moins
une anode et une cathode et soumises à une réaction électrochimique de telle
manière que les bactéries et les composés malodorants soient éliminés, et en
ce
qu'on déshydrate plus efficacement lesdites boues ainsi traitées. Selon un
mode
plus spécifique de réalisation de la présente invention, ledit réacteur est de
type
cylindrique unique comprenant des électrodes concentriques en métal et
disposées
de telle sorte qu'une anode soit immédiatement suivie d'une cathode. Selon un
mode alternatif de réalisation de la présente invention, ledit réacteur est de
type
cylindrique unique comprenant une série d'électrodes circulaires (anodes et
cathodes) en métal et, placées en position stable et horizontale de telle
manière
qu'une anode soit immédiatement suivie d'une cathode. Selon un mode alternatif
de
réalisation de la présente invention, ledit réacteur est de forme
parallélépipédique
comprenant une série d'électrodes (anode et cathodes) planes et rectangulaires
disposées de telle sorte qu'une anode soit immédiatement suivie d'une cathode.
Selon un autre mode plus spécifique de réalisation de la présente invention,
les
anodes sont fabriquées dans un matériaux choisi parmi le titane recouvert
d'oxyde
de ruthénium (Ti/Ru02), l'oxyde d'iridium (Ti/Ir02), l'oxyde d'étain (Ti/Sn02)
ou de
platine (Ti/Pt), et les cathodes sont fabriquées en titane (Ti) ou en acier
inoxydable
(Inox). Selon un autre mode plus spécifique de réalisation de la présente
invention,
les électrodes sont en métal déployé ou en plaques pleines. Selon un autre
mode
spécifique de réalisation de la présente invention, la distance inter-
électrode est
comprise entre environ 1 et environ 5 cm. Selon un autre mode spécifique de
réalisation de la présente invention, l'acidification des boues est effectuée
par ajout
d'un acide inorganique choisi dans le groupe constitué par les acides
sulfurique,
chlorhydrique, nitrique et phosphorique, un acide usé industriel et une
combinaison
de deux ou plus des acides précédents. Selon un autre mode spécifique de
réalisation de la présente invention, un électrolyte support est utilisé.
Selon certains
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modes spécifiques de réalisation de l'invention, l'électrolyte est choisi
parmi le
groupe constitué du chlorure de sodium, du CaCl2, du MgClz, du NH4C1, du KCI
et
du FeCl3. Lorsque le chlorure de sodium est utilisé, il l'est à une
concentration plus
petite qu'environ 10 glL de boues. Selon un autre mode spécifique de
réalisation de
la présente invention, l'intensité du courant imposé dans le réacteur
électrochimique
varie entre 2 et 15A.
Selon un autre mode spécifique de réalisation de la présente invention,
le temps de traitement des boues est compris entre environ 10 et environ 120
minutes. Selon un autre mode spécifique de réalisation de la présente
invention, la
réaction d'oxydation électrochimique est conduite à une température comprise
entre
environ 10 et environ 60°C, de préférence entre environ 20 et environ
40°C et ce,
sans apport extérieur de chaleur, la réaction électrochimique étant elle-même
exothermique. Selon d'autres modes spécifiques de réalisation de la présente
invention, le procédé est opéré en mode batch, ou semi-continu ou continu.
Selon
d'autres modes spécifiques de réalisation de la présente invention, avant leur
déshydratation, les boues traitées sont mélangées avec des boues non-traitées.
Selon d'autres modes spécifiques de réalisation de la présente invention, les
boues
ont une concentration initiale en solides totaux variant entre environ 5 et
environ 50
g/L. Selon d'autres modes spécifiques de réalisation de la présente invention,
les
boues sont choisies dans le groupe constitué par les boues primaires, les
boues
secondaires, les boues mixtes, les boues domestiques, ies boues municipales,
les
boues de papetières, les boues de raffineries, les boues agro-alimentaires,
les
boues de fosses septiques, les boues de lagunes, les boues de désencrage et
une
combinaison de deux ou plusieurs de ces types de boue. Selon d'autres modes
spécifiques de réalisation de la présente invention, les boues traitées
peuvent être
complètement (pH Z 7) ou partiellement (pH < 7) neutralisées par addition d'un
agent alcalin. Selon d'autres modes spécifiques de réalisation de la présente
invention, les boues traitées, neutralisées ou non, sont floculées par
l'addition d'un
polymère organique avant leur déshydratation. Selon d'autres modes spécifiques
de
réalisation de la présente invention, les boues traitées et déshydratées sont
neutralisées par addition d'un agent alcalin immédiatement, ou après une
période
de stockage des boues. Selon d'autres modes spécifiques de réalisation de la
présente invention, l'agent alcalin employé pour neutraliser les boues est
choisi
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parmi le groupe constitué de la chaux, l'hydroxyde de sodium, le carbonate de
calcium, l'hydroxyde d'ammonium, l'hydroxyde de magnésium, la dolomie, une
base
usée industrielle et une combinaison de deux ou plus de ces agents alcalins.
Selon
d'autres modes spécifiques de réalisation de la présente invention, les boues
traitées et déshydratées peuvent être stockées pendant une période se situant
entre
environ 1 et 6 mois sans émanation d'odeurs nauséabondes.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
Le procédé consiste en un traitement des boues par une réaction
électrochimique en milieu optimalement modérément acide (3,5 < pH < 5,0),
effectué dans un réacteur capable de générer in situ un oxydant (HCIO) en
présence
d'ions chlorures ajoutés ou déjà présents dans les boues d'ëpuration.
L'acidification
des boues est préférentiellement effectuée avec l'acide sulfurique. La
quantité de
HCIO générée varie avec l'intensité du courant imposée, le temps d'imposition
du
courant et la concentration d'ions chlorures en solution. Les ions chlorures
sont
ajoutés aux boues si les boues utilisées n'en contiennent pas suffisamment.
Ces
ions sont injectés sous forme de chlorure de sodium à des concentrations
variant
entre 1 et 10 g NaCI/L de boues. Lors de l'électrolyse, les ions chlorures
sont
oxydés en acide hypochloreux, de façon telle à obtenir une concentration
résiduelle
de HCIO variant entre 0,02 et 0,7 g/L dans les boues traitées. L'addition de
l'acide
inorganique (tel le H2S04) et optionnellement d'ions chlorures, peut être
effectuée
simultanément, c'est à dire en une seule phase, ou encore en deux phases, soit
une
acidification initiale des boues, suivie de l'addition d'ions chlorures.
L'acidification des boues peut être effectuée par exemple avec de
l'acide sulfurique, chlorhydrique, nitrique, phosphorique ou un acide usé. On
utilise
de préférence l'acide sulfurique. Dans le cas du procédé opéré en deux phases,
l'acidification initiale des boues, avant l'ajout d'ions chlorures s'effectue
habituellement à un pH se situant entre 3,5 et 5,0. Une acidification moins
importante des boues (pH > 5,0) cause une perte d'efficacité au niveau de la
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destruction des indicateurs de pathogènes (coliformes fécaux et totaux). D'un
autre
côté, une acidification plus prononcée des boues (pH < 3,5) cause une
corrosion
prématurée des équipements de déshydratation et hausse considérablement le
coût
en produits chimiques. Aussi, une acidification prononcée des boues est
favorable à
la formation de composés organochlorés.
L'utilisation d'un sel inorganique tel que le chlorure de sodium permet
d'une part, d'améliorer la conductivité (électrolyte support) des boues et,
d'autre
part, d'enrichir les boues en ions chlorures nécessaire à la production de
l'oxydant
(HCIO). L'oxydation anodique des ions chlorures en chlore gazeux est suivie de
sa
dismutation en solution et conduit à la formation d'acide hypochloreux (HCIO),
laquelle réaction est favorable en milieu légèrement acide (3,5 < pH < 5,0).
L'hydrolyse du chlore se fait très rapidement, en quelques secondes, si bien
que les
boues ne sont pas traitées avec le C12 mais plutôt avec HClO.
On peut schématiser les réactions selon les équations suivantes
- à l'anode
CI - -~ CI Z + 2e -
- en solution
CIZ +2Hz0 p HClO+Cl-+H30'
II est également possible d'envisager, une réaction de dissociation de
l'acide hypochloreux telle que
HClO + Hz0 r~ Cl0- + H30+
La dernière réaction conduit à la formation de l'ion hypochlorite (CIO-)
qui est également un oxydant bactéricide mais moins efficace que l'acide
hypochloreux (HCIO). On a pu remarquer que, d'une façon générale, les oxydants
moléculaires sont plus bactéricides que les oxydants ioniques. En effet, les
composés moléculaires traversent très généralement beaucoup plus facilement
les
membranes bactériennes que les ions.
14
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Par conséquent, selon un mode de réalisation spécifique de
l'invention, on acidifie les boues au pH optimal (3,5 < pH < 5,0) par l'acide
sulfurique
en vue de générer majoritairement la forme moléculaire de l'oxydant (HCIO)
suite à
l'oxydation anodique des ions chlorures.
Lors de l'électrolyse, il est désirable, pour un fonctionnement optimal
de générer des concentrations d'acide hypochloreux, de façon telle à obtenir
une
concentration résiduelle de HCIO variant entre environ 0,02 et 0,7 g/L dans
les
boues, en vue d'obtenir un effet optimal de d'esinfection des boues (ex.
enlèvement
des coliformes fécaux et totaux), une élimination efficace des odeurs, ainsi
qu'une
amélioration significative de la déshydratabilité des boues.
Une électrolyse des boues effectuée de façon telle à obtenir une
concentration résiduelle de HCIO supérieure à 0,7 g/L entraîne des coûts
d'opération importants et engendre une grande hydrolyse de la matière
organique
des boues, ce qui résulte généralement en une augmentation importante et non-
désirée de la concentration de matière organique en solution dans les filtrats
ou
surnageants lors de la déshydratation des boues. Aussi, une forte
concentration de
HCIO est susceptible d'entrainer la formation des composés organochlorés dans
les
boues traitées.
Les boues traitées sont ensuite floculées par addition d'un agent
floculant. L'utilisation d'un pH modérément acide, inférieur à 5,0 et
supérieur à 3,5,
permet de ne pas avoir recours à une neutralisation des boues avant leur
floculation
par addition de polymères et subséquemment, leur déshydratation mécanique au
moyen d'un filtre-presse, filtre à bandes presseuses, centrifugeuse, pressoir
rotatif,
presse à vis, etc.
Selon une réalisation spécifique, l'agent floculant utilisé pour la
floculation des boues traitées est l'un des polymères organiques usuels
employés
pour la floculation des boues dans les stations d'épuration des eaux usées. Ä
titre
d'exemples, on peut citer les polymères cationiques ou anioniques vendus sous
les
marques de commerce PercoITM et ZietagT"' par la Société Ciba Spécialités
Chimiques Canada Inc., et LPMT"' par la Société LPM Technologies Inc. De plus,
la
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déshydratation des boues légèrement acides permet de stocker les boues pendant
une longue période de temps sans avoir reprise de la putrescibilité des boues.
Facultativement, les boues peuvent aussi être complètement (pH >_ 7)
ou partiellement (pH < 7) neutralisées par addition d'un agent alcalin avant
la phase
de floculation des boues. La neutralisation complète ou partielle des boues
peut
aussi être immédiatement effectuée après leur déshydratation, ou encore, après
une
période de stockage des boues déshydratées. L'agent alcalin employé pour
neutraliser les boues peut être par exemple de la chaux, de l'hydroxyde de
sodium, du
carbonate de calcium, de l'hydroxyde d'ammonium, de l'hydroxyde de magnésium,
de la
dolomie ou une base usée industrielle.
II est également possible de mélanger les boues ayant subi le
traitement acide et oxydant avec des boues non-traitées, puis de floculer les
boues
mélangées par addition d'un agent floculant et, finalement, de déshydrater
celles-ci
avec un équipement usuel de déshydratation mécanique. Cette façon de faire est
particulièrement performante dans le cas du traitement acide et oxydant de
boues
biologiques (boues secondaires), lesquelles sont ensuite mélangées avec des
boues primaires non-traitées. De manière générale, le procédé peut toutefois
être
employé pour le traitement des divers types de boues issues du traitement des
eaux
usées d'origines domestiques, municipales ou industrielles (primaires,
secondaires,
mixtes, papetières, raffineries, agro-alimentaires, fosses septiques, lagunes,
désencrage, etc.).
La cellule électrolytique, non compartimentée est constituée d'au
moins une anode et une cathode insolubles. De préférence, on utilise une anode
à
forte surtension en oxygène de telle manière que l'oxydation des ions
chlorures en
acide hypochloreux (HCIO) s'effectue préférentiellement à l'oxydation de l'eau
en
oxygène.
Le procédé selon la présente invention agit à trois niveaux sur les
cellules bactériennes
a) une action électrochimique directe par oxydation à l'anode. Cette
oxydation désactive les bactéries (perturbation physiologique) en oxydant les
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inclusions protéiques de la membrane cytoplasmique constituées en majorité de
phospholipides et protégeant la bactérie;
b) une action induite par le champ électrique. La brusque variation de
champ électrique par un passage rapide de l'anode vers la cathode perturbe
également de façon physiologique fes cellules bactériennes;
c) une action électrochimique complémentaire indirecte par génération
in situ de l'acide hypochloreux. L'acide hypochloreux formé permet de détruire
définitivement les bactéries préalablement désactivées à l'anode et, de
prolonger
ainsi l'effet microbicide à la sortie de l'électrolyseur, notamment lors de
l'entreposage des boues déshydratées.
Selon un autre aspect avantageux de la présente invention, le réacteur
électrochimique permet d'oxyder directement à l'anode et en solution (par
action de
l'acide hypochloreux) les composés organiques solubles liés aux matières
colloïdales et empêchant la déstabilisation de ces dernières. L'action directe
et
indirecte sur les matières particulaires hydrophiles est favorable à une
meilleure
agrégation des particules colloïdales et une déshydratation efficace des boues
traitées. En comparaison à l'art antérieur connu, la présente invention
présente donc
une cellule électrolytique particulièrement favorable au conditionnement des
boues
d'épuration.
Les composés malodorants (l'acide propionique, l'acide butyrique, le
sulfure d'hydrogène etc.) sont directement oxydés à l'anode et indirectement
oxydés
en solution par l'acide hypochloreux.
Selon une variante spécifique, la réaction électrochimique est
effectuée à une température comprise entre environ 20 et 60°C et
avantageusement
entre 20 et 40°C sans apport extérieur de chaleur. La réaction
électrochimique étant
elle-même exothermique. Lors de l'électrolyse, une augmentation spontanée et
progressive de la température est observée. Comme cela a été mentionné dans la
description de l'art antérieur (Everett, Wat. Res., 1974, 8, 899-906), une
augmentation de la température conduit à une transformation de la structure
physique des boues, laquelle induit une diminution de l'hydrophilie
particulaire, ce
17
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qui est favorable à une meilleur déshydratation des boues. Aussi, une
augmentation
de la température a pour effet d'augmenter les vitesses de réaction chimique
et
biochimique.
Selon une variante du procédé, l'anode peut se présenter sous la
forme de cylindre en métal déployé de titane recouvert d'oxyde de ruthénium ou
d'oxyde d'iridium (Ti/Ru02 ou Ti/1r02) et la cathode peut se présenter sous la
forme
de cylindre en métal déployé, par exemple de titane (Ti). Ces électrodes
(anode et
cathode) sont de mailles appropriées de sorte à éviter l'obstruction de celles-
ci lors
du traitement. Par exemple, l'anode et la cathode peuvent avoir des
caractéristiques
de mailles suivantes : longueur LD = 12 mm; largeur AU = 6 mm et largeur de la
fente N= 4 mm. Ces paramètres peuvent être déterminés avec précision par la
personne du métier en fonction des caractéristiques des boues à traiter. La
Figure 1
présente une vue schématique de la structure des mailles des électrodes
pouvant
être utilisées.
De telles électrodes en métal déployé offrent une bonne tenue
mécanique, une grande surface d'échange par rapport aux électrodes pleines et
constituent, de fait, de bons promoteurs de turbulence permettant ainsi d'une
part,
d'éviter l'adsorption de bulles de gaz sur les électrodes et d'autres part,
d'accroître le
coefficient de transfert électrode-boue. Un des procédés selon un mode de
réalisation spécifique de la présente invention utilise donc une configuration
d'électrode différente de celle décrite dans l'art antérieur, lequel utilise
des
électrodes planes et pleines (brevet canadien No. 1,334,658).
Le courant appliqué est en partie fonction de la durée de l'électrolyse.
Ces paramètres doivent être adaptés en fonction de la nature des boues à
traiter.
On notera néanmoins qu'une électrolyse de courte durëe avec des courants
faibles
permet d'obtenir un meilleur rendement faradique pour la production in situ de
l'acide hypochloreux, mais au détriment du rendement chimique. Dans une
application industrielle, il convient d'adapter les paramètres de ce procédé
en
fonction du degré de contamination des boues (germes pathogènes, composés
malodorants) et de la concentration en solides totaux. Lors du traitement,
l'intensité
du courant est généralement comprise entre 2 et 15A et la durée de la réaction
électrochimique se situe généralement entre environ 10 et 120 minutes.
18
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A titre d'illustration, la Figure 2 jointe à la présente description décrit
une vue schématique d'un réacteur électrochimique permettant de réaliser le
procédé de traitement selon un mode de réalisation spécifique de l'invention.
Selon
cette Figure, le réacteur (1) cylindrique (2), est muni d'un agitateur
mécanique (3)
actionné par un moteur (4). L'anode (5) est un cylindre en métal déployé
disposé
coaxialement autour de l'agitateur et la cathode (6) est placée coaxialement à
l'agitateur autour de celui-ci de façon à ce que la surface de la cathode soit
de
grande surface par rapport à celle de l'anode. L'anode et la cathode sont
reliées à
un générateur de courant continu (7). L'agitateur est une tige métallique
munie d'une
hélice et entièrement recouverte de plastique en PVC ou en téflon, de sorte à
éviter
une polarisation de la tige et une perturbation de la réaction
électrochimique. La
distance inter-électrode se situe entre environ 1 et 5 cm. Notez que lorsqu'on
réfère
dans la présente à un intervalle, le terme « environ » s'applique toujours aux
deux
extrémités de l'intervalle.
Selon une autre variante du procédé (voir Figure 3), le réacteur peut
être sous forme cylindrique (1), constitué d'électrodes volumiques. L'anode
(2) peut
se présenter sous forme circulaire en métal déployé de titane recouvert
d'oxyde de
ruthénium ou d'oxyde d'iridium (Ti/Ru02 ou Ti/IrOz) et la cathode (3) peut se
présenter sous forme circulaire en métal déployé, par exemple de titane (Ti)
ou
d'acier inoxydable (Inox). La cellule électrolytique est constituée d'une
série
d'électrodes (anodes et cathodes) placées en position stable et horizontale et
connectées individuellement au générateur de courant. Les électrodes sont
disposées (en parallèle) de telle sorte qu'une anode soit immédiatement suivie
d'une
cathode avec une distance inter électrode pouvant varier entre environ 1 et 5
cm. En
mode continu, la cellule est alimentée du bas (4) vers le haut (8) à l'aide
d'une
pompe (5) et les boues traversent successivement l'anode et la cathode. Des
plaques (10) en PVC perforées de trous (distributeurs), placées à l'entrée et
à la
sortie de l'électrolyseur permettent d'assurer une répartition des boues sur
toute la
surface des électrodes. Une pompe (7) à fort débit assure la recirculation
d'une
partie des boues (ayant traversé la cellule) afin d'assurer une agitation
suffisante à
l'intérieur de la cellule électrolytique. Un systëme d'évent (9) fixé sur un
entonnoir
(11) permet l'évacuation des gaz. Les boues brutes non traitées sont stockées
dans
19
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un réservoir (6). Les boues traitées sont acheminées vers le point d'injection
du
polymère (12).
Selon une autre variante du procédé, le réacteur peut être sous forme
parallélépipédique, constitué d'électrodes volumiques. L'anode peut se
présenter
sous forme rectangulaire en métal déployé de titane recouvert d'oxyde de
ruthénium
ou d'oxyde d'iridium (Ti/Ru02 ou Ti/Ir02) et la cathode peut se présenter sous
forme
rectangulaire en métal déployé, par exemple de titane (Ti) ou d'acier
inoxydable
(Inox). La cellule électrolytique est ainsi constituée d'un ensemble
d'électrodes
placées en parallèle (anodes et cathodes) et connectées individuellement au
générateur de courant. Les électrodes sont disposées de telle sorte qu'une
anode
soit immédiatement suivie d'une cathode avec une distance inter électrode
pouvant
varier entre environ 1 et 5 cm. La cellule électrolytique est également munie
d'un
système de recirculation des boues (à fort débit) afin d'assurer une agitation
suffisante à l'intérieur celle-ci.
La présente invention concerne, selon un mode spécifique de
réalisation, un procédé, pouvant avantageusement étre intégré dans les chaînes
de
traitement des boues en opération sans devoir occasionner des modifications
majeures. De plus, l'aspect non polluant de l'électricité, la facilité
d'automatisation
qu'elfe apporte, ainsi que la réduction du volume d'équipement sont des
paramètres
qui caractérisent la présente invention, comparativement à l'art antérieur
utilisant
des digesteurs ou des réacteurs de dimensions importantes. Aussi, la
génération in
situ d'un oxydant pour le traitement des boues, donne également un avantage
pratique à la présente invention, car elle permet d'une part de s'affranchir
des
difficultés liées au transport et la manutention du produit traitant et
d'autre part, elle
permet de stocker les boues traitées et déshydratées pendant une longue
période et
ce, sans émanation d'odeurs désagréables.
Le procédé selon l'invention peut être intégré dans les chaînes
actuelles de traitement des boues en opération dans les usines d'épuration,
sans
devoir apporter de correctifs aux installations de traitement et de
déshydratation des
boues déjà en place. Le procédé permet d'améliorer significativement les
caractéristiques de déshydratabilité des boues en haussant la siccité des
boues lors
de leur déshydratation mécanique. De plus, cette technologie est plus
performante
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que les technologies usuelles de digestion aérobie ou anaérobie mésophiles
pour
les destructions des indicateurs bactériens de pathogènes (> 5 unités
logarithmiques
de réduction des coliformes fécaux et totaux ou élimination de plus de 99,9%)
et
permet donc une stabilisation efficace des boues. Finalement, l'application de
cette
technologie n'affecte pas de manière significative le contenu en éléments
fertilisants
des boues déshydratées et permet de réduire considérablement la génération
d'odeurs des boues.
L'invention a été décrite de façon générale, et est maintenant illustrée
par des exemples (non limitatifs) de réalisation donnés à titre indicatif.
lo Exemple 1 : Traitement de boues d'ëpuration municipales
Le procédé selon l'invention a été testé sur des boues d'épuration
issues du traitement d'eaux usées municipales. La concentration initiale en
solides
totaux de ces boues était de 21,6 g/L. Le réacteur électrochimique utilisé
pour les
essais est schématisé à la Figure 2. La cellule électrolytique cylindrique, en
Plexiglas, est constituée de deux électrodes concentriques et munie d'un
agitateur à
hélices en TéflonT"". La cathode est un cylindre en déployé de titane de
marque
ElectrolyticaT"", de rayon 9 cm, de hauteur 28 cm, d'aire de maille 9,08 dm2
et d'aire
de surface vide entre les mailles 7,87 dmz. L'anode placée au centre,
entourant la
tige de l'agitateur, est un cylindre en déployé de titane de marque
ElectrolyticaT"", de
rayon 5 cm, de hauteur 28 cm, d'aire de maille 5,04 dm2 et d'aire de surface
vide
entre les mailles 4,37 dm2. Le volume traité était de 5,0 L et seulement un
tiers de la
surface active de l'anode (0,191 dm2) et de la cathode (0,344 dm2) était
immergé
dans l'effluent à traiter.
Une série d'expériences a été effectuée à intensité de courant et
température variables en mode batch. L'acidification préalable des boues a été
effectuée par addition d'acide sulfurique concentré (H2S04, 10 N), ou d'acide
chlorhydrique concentré (HCI, 3 N). Les boues ont été soumises à une
électrolyse
de 30 min, période au cours de laquelle les boues ont été continuellement
agitées.
Une fois traitées, les boues ont été floculées par addition d'un polymère
organique
cationique vendu sous la marque de commerce Zetag 7689T"" et les boues ont été
filtrées sous vide pendant une période de 10 minutes et sous une pression de
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750 mm Hg. L'unité de filtration SV1 utilisée lors des essais, comprenait une
pompe
vacuum, un buchner et des membranes Whatman 934AHT"" (marque de commerce)
ayant une porosité de 1,5 wm. La siccité des boues déshydratées a été par fa
suite
mesurée après séchage de celles-ci à 105°C pendant une période de 24 h.
Les
filtrats ont été conservés pour des analyses chimiques (demande chimique en
oxygène (DCO), azote ammoniacal (N-NH4) et nitrates/nitrites (N-(NO~/N02)).
Les conditions expérimentales imposées et les résultats obtenus sont
indiqués au Tableau 1. Les données fournies à la colonne CONT correspondent
aux
résultats de l'essai contrôle (sans traitement) effectué en triplicata et
servant comme
base de comparaison avec les boues traitées. Lors de l'essai A, aucun réactif
n'a
été ajouté aux boues avant électrolyse, contrairement aux essais B, C et D au
cours
desquels une acidification préalable a été effectuée suivie ou non de l'ajout
de
chlorure de sodium. Les consommations de réactifs chimiques sont données en
kilogramme de produits à 100% (pur) par tonne de boues sèches (tbs). L'énergie
consommée lors de l'électrolyse est exprimée en kilowattheure par tonne de
boues
sèches (kWh/tbs).
Les pH finaux mesurés fors des essais se situent entre 4,53 et 6,81
alors que les valeurs de POR finales sont comprises entre -181 et 129 mV. Lors
des
essais, une consommation d'acide sulfurique de 14,6 ou 27,6 kg H2S0~ltbs a été
employée. En ce qui concerne l'acide chlorhydrique, un apport de 31,0 kg/HCI a
été
testé. D'autre part, un ajout de 92,5 kg NaCI/tbs (4,3 g NaCI/L) a été
effectué lors
des essais.
Le dosage optimal de polymère pour la floculation des boues non-
traitées se situait approximativement à 1,9 kg/tbs. En comparaison, des
concentrations de 1,4 et 2,3 kg polymère/tbs ont été requises pour la
floculation des
boues traitées. Aussi, une consommation énergétique variant entre 252 et
1480 kWh/tbs a été requise pour la stabilisation des boues.
Une valeur moyenne de siccité de 12,5°l0 (p/p) a été mesurée lors
de
l'essai contrôle (CONT) de déshydratation des boues non-traitées effectué en
triplicata. L'application du procédé (essais B, C et D) a permis d'accroître
la siccité à
des valeurs comprises entre 14,4 et 23,0%, soit des gains de 1,9 à 10,5 points
de
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siccité. Cette hausse de la siccité des boues déshydratées permet de réduire
la
quantité de boues générées, soit entre 13,3 et 45,8% (p/p). En revanche, une
perte
de siccité de 1,2 points a été enregistrée suite à l'application du procédé
effectuée
sans acidification initiale des boues, ni ajout préalable de chlorure de
sodium. II est
important de noter que lors des essais B, C et D, l'ajout de réactifs NaCI ou
HCI a
permis d'enrichir les boues en ion chlorure, lequel est favorable à la
production in
situ d'acide hypochloreux nécessaire à la désinfection et à désodorisation des
boues.
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Tableau 1 Essais de pré-conditionnement et de stabilisation électrochimique
de boues d'une station d'épuration d'eaux usées municipales
Paramètres Essais
CONT A B C D
pH final 6,81 6,81 4,90 4,97 4,53
POR final (mV) -200 -181 63 81 129
Temperature(C) 25,0 31,0 23,0 29,9 41,2
Intensit (A) 0,0 5,0 5,0 10,0 10,0
Conductivit (mS/cm2) 1, 28 1,10 5,63 5, 37 3, 72
Dure du traitement - 30 30 30 30
(min)
Unit de filtration SV1 SV1 SV1 SV1 SV1
Consommation (kgltbs)
H2S04 0,0 0,0 14,6 27,4 0,0
HCI 0,0 0,0 0,0 0,0 31,0
NaC1 0,0 0,0 92,5 92,5 0,0
Polymre 1,9 2,3 1,4 2,3 1,4
nergie (kW/tbs) 0,0 807 257 842 1 480
Valeur fertilisante
DCO filtrat (mglL) 489 417 831 1 280 1 190
N-NH4 filtrat (mg/L) 67,7 61,6 68,5 80,7 85,7
P-P04 filtrat (mg/L) 11,7 6,23 12,8 11,0 14,6
N02/N03 filtrat (mg/L)0,19 0,40 0,39 0,15 0,24
Dshydratation
Siccit finale (% p/p)12,5 11,3 15,7 14,4 23,0
Rduction de la masse - -10,2 20,2 13,3 45,8
(%
p/p)
SV1 : unité de filtration sous vide ayant une surface filtrante de 78,5
cm2
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La production in situ de HCIO est également utile à l'oxydation de
composés organiques dissous fixés sur les matières colloïdales. L'action de
HCIO
sur ces matières solubles permet une meilleure agrégation des matières
colloïdales
et une déshydratation plus efficace des boues traitées. A cela, s'ajoute une
augmentation de la température lors de l'électrolyse, laquelle induit une
transformation physique des boues, favorable à une meilleure déshydratation
des
boues. En particulier, la meilleur siccité des boues déshydratées (23,0% plp)
enregistrée lors de l'essai D est en partie attribuée à une augmentation
appréciable
de la température (41,2°C).
La conservation des éléments fertilisants des boues suite à
l'application du procédé a été évaluée par la mesure de la concentration de
DCO,
de P-P04, de N-NH4 et de N-(NO~/N02) dans les filtrats de déshydratation des
boues. Les valeurs mesurées montrent que l'application du procédé n'induit pas
une
perte appréciable de la valeur fertilisante des boues, notamment en ce qui
concerne
les éléments P-P04, N-NH4 et N-(N03/N02). En revanche, l'application du
procédé
entraine une hausse de la concentration initiale de la DCO (489 mg/L) à des
valeurs
comprises entre 831 et 1280 mg/L. Cette augmentation de la DCO dans le filtrat
de
déshydratation des boues traitées est principalement attribuée à l'action de
HCIO
sur les molécules organiques initialement liées à la fraction solide des
boues, le
temps de traitement n'étant pas suffisamment long pour obtenir une oxydation
complète de ces composés organiques solubilisés (formation de H20 et
dégagement de C02).
Cette première série d'essais a ainsi démontré qu'il était possible de
transformer efficacement les substances hydrophiles particulaires des boues en
substances hydrophobes, lequel permet d'améliorer de façon significative la
déshydratation des boues tout en conservant leur valeur fertilisante.
Le procédé a ensuite été appliqué aux boues municipales en y
injectant cette fois, différentes concentrations de chlorures de sodium, suivi
de la
déshydratation à l'aide d'une unité de filtration sous vide (SV2) ayant une
surface
filtrante relativement importante (comparativement à l'unité de filtration SV1
) et
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équipée de membranes à porosité élevée. La procédure expérimentale est
succinctement décrite à l'exemple 2.
Exemple 2 : Traitement de boues d'épuration municipales
La concentration moyenne en solides totaux des boues municipales
utilisées pour les essais est de 22,6 glL, soit de 2,3% de solides. Le
processus
expérimental employé est quasi identique à celui utilisé dans l'exemple
précédent.
Le pH initial des boues est ajusté par addition d'acide sulfurique.
Différentes
concentrations de NaCI (0, 2, 4, 6 et 8 g/L) ont été ajoutées aux boues afin
de
déterminer la concentration optimale pour laquelle une meilleure
déshydratation et
une meilleure désinfection sont obtenues. Aussi, l'ajout de NaCI permet
d'améliorer
la conductivité du milieu réactionnel et de réduire ainsi la consommation
énergétique.
Les boues sont placées dans le réacteur précédent (Figure 2),
maintenues sous agitation mécanique et électrolysées pendant une période de 60
minutes sous une intensité de courant de 8,OA.
La déshydratation subséquente des boues a été effectuée à l'aide
d'une unité de filtration sous vide (SV2) ayant une surface filtrante de 201
cm2 et
équipée de membranes Whatman (marque de commerce) No.°4 de diamètre de
pores variant entre 20 et 25 ~,m. Des échantillons de boues non-filtrées ont
été
conservés pour les mesures de coliformes fécaux et totaux par la technique du
nombre le plus probable (NPP).
Le Tableau 2 présente les conditions expérimentales utilisées lors des
essais, ainsi que les principaux résultats. Les pH finaux mesurés se situent
entre
3,85 et 5,10, alors que les valeurs de potentiels d'oxydoréduction (POR) sont
comprises entre 280 et 635 mV. Les consommations d'acide sulfurique sont de
29,2
et 23,3 kgH2S0~/tbs, alors qu'une consommation de NaCI variant entre 88,5 et
354 kg NaCl/tbs a été également utilisée. De plus, une consommation
énergétique
variant entre 644 et 2340 kwh/tbs a été requise lors des essais. L'apport de
NaCI
dans les boues (essais F, G, H et I) permet de réduire jusqu'à 72% la quantité
d'énergie consommée comparativement à l'essai E au cours duquel aucun n'ajout
2s
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de NaCI n'a été effectué. Les dosages optimaux pour la floculation des boues
traitées et non traités se situent à environ 2,5 kgJtbs, à l'exception de
l'essai H au
cours duquel une concentration de 3,0 kg polymère/tbs a été testée.
27
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Tableau 2 Essais de pré-conditionnement et de stabilisation électrochimique
de boues d'une
station d'puration
d'eaux uses municipales
Paramtres Essais
CONT E F G H I
pH final - 3,85 4,51 4,75 5,10 4,96
POR final (mV) - 280 405 635 430 480
Temprature (C) 10,0 40,1 27 23 21,5 20,3
Intensit (A) 0,0 , 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0
Conductivit (mS/cm2)1,6 2,5 5,3 7,8 10,3 14,8
Dure du traitement- 60 60 60 60 60
(min)
Rsiduel de HCIO 0,0 0,11 0,28 0,39 0,50 0,68
(g/L)
Unit de filtrationSV2 SV2 SV2 SV2 SV2 SV2
_
Consommation (kgltbs)
H2S04 0,0 29,2 23,3 23,3 23,3 23,3
NaCI 0,0 0,0 88,5 177 266 354
Polymre 2,5 2,5 2,5 2,5 3,0 2,5
nergie (kWh/tbs) 0,0 2340 1250 899 729 644
Microorganismes
Col. fcaux (NPP/gbs)140 000 885 1 130 133 < 1 < 1
Col. totaux (NPPlgbs)355 000 1 600 2 000 412 115 < 1
Dshydratation
Siccit finale (% 25,3 32,4 32,2 34,1 23,5 25,8
p/p)
Rduction masse - 21,9 21,4 25,9 -7,6 1,9
(%
p/p)
SV2 : unit de filtrtion une surface
sous vide ayant filtrante
de 201
cm2
28
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La siccité moyenne obtenue après déshydratation des boues non
traitées (essai CONT) est de 25,3%. L'application du procédé (essais E, F et
G)
permet d'accroïtre la siccité des boues déshydratées entre 32,2 et 34,1 %,
soit des
gains de 6,9 à 8,8 points de siccité. Cette hausse de la siccité des boues
déshydratées permet de réduire de 21,4 à 25,9% la quantité de boues générées.
En
revanche, la siccité diminue (essais H et I) lorsque la concentration du
chlorure de
sodium est fixée à 266 ou 354 kg/tbs. Cette baisse de la siccité pourrait être
attribuée à une concentration résiduelle de HCIO relativement élevée (0,5 et
0,7 g/L
respectivement), laquelle est susceptible d'interférer avec le floculant et
empêcher
ainsi une bonne floculation des boues. La meilleure siccité des boues
déshydratées
(34,2%) est obtenue pour concentration optimale de chlorure de sodium de 177
kg
NaCI/tbs et une concentration résiduelle d'acide hypochloreux de 0,4 g HCIOIL.
L'efficacité désinfectante du procédé a également été évaluée.
L'application du procédé permet une élimination efficace des indicateurs de
pathogènes, en l'occurrence les coliformes fécaux et totaux. Ainsi, des
concentrations relativement élevées de coliformes fécaux et totaux de 140 000
et
355 000 NPP/gbs ont été respectivement mesurées dans les boues non traitées.
En
comparaison, des concentrations résiduelles de coliformes fécaux intérieures
1 NPP/gbs (abattement supérieur à 5 unités logarithmiques) ou comprises entre
133
et 1 130 NPP/gbs ont été mesurées dans les boues traitées. Les mesures de
concentrations résiduelles de coliformes totaux effectuées sur les boues
traitées
indiquent des concentrations inférieures à 1 NNP/gbs (abattement supérieur à 5
unités logarithmiques) ou comprises entre 115 et 2 000 NPP/gbs.
En somme, l'analyse de l'ensemble des résultats présentés dans le
Tableau 2, montre que l'essai G serait l'essai optimal pour la stabilisation
et le
conditionnement des boues municipales étudiées. Cet essai requiert une dose
optimale de 177 NaCI kg/tbs, une concentration de 23,3 H2SOa kg/tbs, une dose
de
2,5 kg polymère/tbs et une consommation énergétique 899 kwh/tbs. Une siccité
relativement élevée de 34,1 % (p/p) et un abattement de coliformes fécaux et
totaux
allant jusqu'à 3 unités logarithmiques (> 99,9% de réduction) ont été obtenus.
29
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Dans l'optique de vérifier la reproductibilité des résultats obtenus suite
à l'application des conditions optimales de traitement des boues municipales,
une
troisième série d'essais a été effectuée selon la procédure décrite à
l'exemple 3
suivant.
Exemple 3 : Traitement de boues d'épuration municipales
Cinq litres de boues municipales préalablement acidifiées, contenant
4 glL de NaCI (177 kg NaCI/tbs) ont été électrolysées dans le même appareil
(Figure
2) pendant 60 minutes sous une intensité de courant de 8,OA. La déshydratation
subséquente des boues a été effectuée à l'aide d'une unité de filtration sous
vide
(SV2). Ces essais de stabilisation électrochimique, suivis de la floculation
et
déshydratation des boues ont été effectués en triplicata. Des essais de
floculation et
de déshydratation des boues non-traitées ont également été effectués en
triplicata
et comparés aux boues traitées. Le Tableau 3 compare les conditions
expérimentales et les principaux résultats de déshydratation des boues.
A la fin du traitement électrochimique, la valeur moyenne de pH des
boues est de 4,81 ~ 0,18 alors que celle du POR est de 437 ~ 33 mV. Dans le
cas
des boues non traitées une valeur moyenne de pH de 6,81 t 0,15 et une valeur
moyenne de POR de -115 t 49 mV a été mesurée. Les valeurs négatives de POR
mesurées dans les boues non traitées sont caractéristiques d'un milieu très
réducteur. En comparaison, les valeurs élevées de POR mesurées dans les boues
traitées indiquent un milieu très oxydant favorisé par la production de HCIO
in situ
lors de l'électrolyse.
La température moyenne initiale des boues était de 11,3 ~ 0,4°C,
alors
que celle des boues traitées était de 26,4 t 1,8°C. Lors des essais, la
conductivité
du milieu est passée d'une valeur moyenne de 2,3 t 0,7 mS/cmz (boues
initiales) à
une valeur finale de 8,2 t 0,4 mS/cm2 (boues traitées). La conductivité du
milieu est
donc relativement bonne. Aussi, une consommation énergétique de 862 ~ 9
kWh/tbs
a été requise pour le traitement des boues.
CA 02472879 2004-06-29
Le dosage optimal de polymère pour la floculation des boues non
traitées se situait approximativement à 1,9 kg/tbs alors qu'un ajout de 2,5
kg/tbs a
été requis pour la floculation des boues traitées.
31
CA 02472879 2004-06-29
Tableau 3 Essais de pré-conditionnement et de stabilisation électrochimique
de boues d'une station d'épuration d'eaux usées municipales
Paramètres Essais a
Boues non traitées Boues traitées
pH final 6,35 t 0,15 4,81 0,18
POR final (mV) -115 49 437 t 33
Intensit (A) 0,0 0,0 8,0 0,0
Temprature (C) 11,3 0,4 25,6 t 1,8
Conductivit (mS/cm2) 2,31 0,69 8,2 0,4
Unit de filtration SV2 SV2
Consommation (kg/tbs)
H2S04 0,0 t 0,0 23,3 0,0
NaCI 0,0 0,0 177 0
Polymre 1,85 f 0,00 2,51 0,00
nergie (kWh/tbs) 0,0 t 0,0 862 9
Valeur fertilisante
DCO filtrat (mg/L) 902 50 1 400 40
N-NH4 filtrat (mg/L) 76,1 5,3 76,8 1,7
P-P04 filtrat (mg/L) 4,6 1,0 2,6 0,1
K filtrat (mg/L) 94,2 9,5 121 1
Ca filtrat (mglL) 59,7 2,8 124 2
Mg filtrat (mg/L) 66,6 1,9 97,3 t 1,2
Microorganismes
Coliformes Fcaux (NPP/gbs)200 000 21 000 < 1
Coliformes Totaux (NPP/gbs)1 200 000 310 000 26 t 5
Dshydratation
Siccit finale (% p/p) 23,9 t 1,3 33,4 1,4
Rduction de la masse - 29,3 3,0
(%
P/P)
a : essais effectués en triplicata
SV2: unité de filtration sous vide ayant une surface filtrante de
201 cm2
32
CA 02472879 2004-06-29
Une valeur moyenne de siccité de 23,9 t 1,3% (p/p) a été enregistrée
fors des essais de déshydratation des boues non traitées. En comparaison,
l'application du traitement électrochimique permet d'accroïtre la siccité des
boues à
une valeur moyenne de 33,4 t 1,4% (p/p), soit un gain de siccité de 9,5
points. Cette
hausse de la siccité entraîne, en moyenne, une réduction de 29,3 ~ 3,0% de la
masse de boues générée suite à la déshydratation mécanique.
Les faibles valeurs d'écart type calculées pour chacun des paramètres
opératoires, ainsi que celles relatives à l'estimation de la siccité des boues
déshydratées, témoignent de la répétitivité des résultats et de la fiabilité
du procédé.
D'autre part, le pouvoir désinfectant du procédé a été évalué par la
mesure des concentrations de germes indicateurs de contamination bactérienne
(coliformes fécaux et totaux) dans les boues liquides (traitées et non-
traitées). Les
résultats obtenus montrent une élimination totale des coliformes fécaux
(abattement
supérieur à 5 unités logarithmiques) et une réduction appréciable des
coliformes
totaux (abattement supérieur 4 unités logarithmiques). Le traitement permet
donc
une stabilisation efficace des boues municipale du point de vue
microbiologique.
Aussi, la valeur fertilisante des boues suite à l'application du procédé a
été évaluée par la mesure des concentrations d'éléments nutritifs (DCO, P-P04,
N-
NH4, Ca, K et Mg) dans les filtrats de déshydratation des boues. Des hausses
de
concentrations de Ca, K et Mg en solution, estimées respectivement à 52, 22 et
32%, ont été observées. Une augmentation de la matière organique (DCO) en
solution (estimée à environ 35%) a aussi été observée. Une fraction des
éléments
nutritifs (K, Mg et Ca) et de la matière organique, initialement liées aux
matières
insolubles des boues, est mise en solution suite à l'application du procédé.
Dans
tous les cas, l'application du procédé n'entraîne pas une solubilisation
considérable
de K, Mg, Ca et de la DCO. Une partie non négligeable de ces éléments est
maintenue dans la fraction solide des boues.
En particulier, les concentrations de NH4 mesurées dans le filtrat de
déshydratation des boues traitées sont du même ordre de grandeur que celles
enregistrées dans l'effluent de déshydratation des boues non traitées, alors
que la
concentration de P-P04 a été réduite de 44% dans l'effluent de déshydratation
des
33
CA 02472879 2004-06-29
boues traitées. Cette réduction de P-P04 en solution est attribuée à une
coprécipitation des ions phosphates dans la fraction solide des boues lors du
traitement. D'une façon globale, l'application du procédé permet de conserver
la
valeur fertilisante des boues.
La réduction d'odeurs nauséabondes des boues suite à l'application du
procédé a également été évaluée par une méthode qualitative de perception
olfactive d'odeur, basée sur une échelle de 1 (absence d'odeur) à 5 (présence
d'odeur très désagréable). Pour ce faire, treize individus de sensibilités
différentes
ont été soumis au test. Selon l'échelle établie (1 = absence d'odeur; 2 =
odeur pas
désagréable; 3 = odeur légèrement désagréable; 4 = odeur désagréable et
5 = odeur très désagréable), des notes ont été attribuées aux échantillons. Au
total,
7 échantillons ont été présentés aux individus parmi lesquels, se trouvaient
trois
échantillons de boues traitées et déshydratées, trois échantillons de boues
non
traitées et déshydratées et un échantillon de terre noire (échantillon
contrôle).
L'échantillon contrôle est un échantillon de terre noire vendu dans le
commerce pour
la croissance résidentielle des plantes. Cet échantillon contrôle a servi
comme base
de comparaison avec les boues traitées et non traitées. Une valeur moyenne de
3,8
~ 0,8 a été attribuée aux boues non traitées, alors qu'une valeur de 2,3 ~ 0,8
a été
attribuée aux boues traitées. En ce qui concerne l'échantillon contrôle (terre
noire),
une valeur de 1,2 t 0,4 lui a été attribuée.
La perception olfactive d'odeur étant différente d'un individu à l'autre,
la moyenne obtenue pour chaque type d'échantillons pourrait ne pas être
représentative. Cependant, en considérant l'ensemble des résultats obtenus sur
chaque type d'échantillons comme étant une population statistique et en
admettant
que la population échantillonnée suit une loi normale, il a été possible de
déterminer
l'intervalle de confiance de la vraie moyenne (~) avec un degré de confiance
de
99%. Ainsi, la moyenne absolue des odeurs émanant de l'échantillon contrôle
(terre
noire) se situait entre 0,92 et 1,54, alors que la moyenne absolue des odeurs
émanant des boues traitées était comprise entre 1,97 et 2,63 et celle des
boues non
traitées se situait entre 3,47 et 4,13. ll est important de noter que les
intervalles de
confiances déterminés ne s'entrecoupent pas. Les volontaires ont donc notés
des
différences d'intensités d'odeurs sur chaque type d'échantillons (boues
traitées,
34
CA 02472879 2004-06-29
boues non traitées, et terre noire). Le traitement électrochimique induit une
diminution notable des odeurs nauséabondes.
Les exemples précédents concernent le traitement de boues
municipales. En particulier, l'exemple 3 a permis de vérifier la
reproductibilité et la
fiabilité du procédé sur de tels effluents. L'exemple 4 suivant démontre
l'applicabilité
du procédé sur les boues secondaires issues d'une station d'épuration d'eaux
usées
d'une usine de fabrication de pâtes et papiers. Les conditions opératoires
optimales
déterminées lors des essais précédents (notamment en ce qui concerne le temps
de
traitement, la concentration de NaCI et l'intensité du courant) ont été
directement
appliquées.
Exemple 4: Traitement de boues secondaires de pâtes et papiers
La concentration initiale en solides totaux des boues utilisées pour les
essais était de 12,5 g/L, soit 1,3% de solides. Les boues (5,0 L) initialement
acidifiées et contenant 4 g/L de NaCI, ont été placées dans le même réacteur
(décrit
précédemment, Figure 2) et électrolysées pendant une période de 60 minutes
sous
une intensité de courant de 8,OA. Une fois traitées, les boues ont été
floculées à
l'aide d'un polymère organique vendu sous la marque de commerce LPM 9511,
suivi
de la déshydratation à l'aide d'unité de filtration sous vide (SV2) décrite
précédemment. Le Tableau 4 compare les conditions opératoires ainsi que
principaux résultats des essais de déshydratation des boues traitées et non
traitées
effectués en triplicata. Sont également présentés dans ce tableau, les
concentrations d'éléments fertilisants et les concentrations résiduelles de
germes
indicateurs de pathogènes.
Les valeurs moyennes de pH et de POR des boues traitées se situent
respectivement à 4,41 t 0,16 et 490 t 113 mV alors que les valeurs moyennes
(pH
et POR) des boues non traitées sont respectivement de 6,24 ~ 0,13 et -117 t 53
mV.
Lors des essais, une consommation moyenne d'acide de 13,2 kg de
H2S04/tbs a été requise pour l'acidification des boues. La hausse de la
concentration en ions chlorures dans les boues (pour la production de HCIO) a
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nécessité un apport de 200 kg NaCI/tbs. Aussi, une consommation énergétique
moyenne de 1100 t 40 kWh/tbs a été requise lors du traitement des boues.
Le dosage optimal de polymère pour la floculation des boues non
traitées et des boues traitées était identique et se situait approximativement
à
3,0 kg/tbs.
L'application du procédé permet une élimination efficace des
indicateurs de pathogènes (coliformes fécaux et totaux). Ainsi, une
concentration de
coliformes fécaux et totaux de 216800 NPP/gbs et 284800 NPP/gbs a été
respectivement mesurée dans les boues non traitées. En comparaison, fes
mesures
effectuées sur des échantillons de boues traitées indiquaient une
concentration
résiduelle de coliformes fécaux inférieure à 1 NPP/gbs (abattement supérieur à
5
unités logarithmiques) et une concentration résiduelle de coliformes totaux de
18 NPP/gbs (abattement supérieur à 4 unités logarithmiques).
Les mesures d'azote ammoniacal (N-NH4) et de phosphate (P-P04)
dans les filtrats de déshydratation des boues traitées et non-traitées
montrent que
l'application n'entraîne pas une solubilisation de ces éléments. En revanche,
une
hausse de la concentration de la matières organique (DCO) en solution (estimé
à
environ 43%) a été observée. Une fraction de la matière organique initialement
liée
aux matières insolubles des boues, est mise en solution suite à l'application
du
procédé.
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CA 02472879 2004-06-29
Tableau 4 Essais de pré-conditionnement et de stabilisation électrochimique
de boues d'une station d'épuration d'eaux usées d'une usine de
pâtes et papiers
Paramètres Essais e
Boue non traites Boues traites
pH final 6,24 t 0,13 4,41 t 0,61
POR final (mV) -117 53 490 113
Intensit (A) 0,0 0,0 8,0 t 0,0
Temprature (C) 14,3 2,4 26,1 0,5
Conductivit (mS/cm2) 0,93 t 0,16 7,69 0,22
Unit de filtration SV2 SV2
Consommation (kgltbs)
H2S04 0,0 0,0 13,2 0,0
NaCI 0,0 t 0,0 200 t 0
Polymre 3,0 t 0,0 3,0 0,0
nergie (kWh/tbs) 0,0 f 0,0 1 100 40
Valeur fertilisante
DCO filtrat (mg/L) 550 173 970 36
N-NH4 filtrat (mg/L) 45,4 4,9 42,3 1,7
P-P04 filtrat (mg/L) 21,5 1,6 21,9 1,8
Microorganismes
Coliformes fcaux (NPP/gbs)216 800 < 1
Coliformes totaux (NPPlgbs)284 800 18 31
Dshydratation
Siccit finale (% p/p) 19,9 0,2 25,3 1,2
Rduction de la masse - 21,2 3,8
(%
plp)
a : essais effectués en triplicata
SV2: unité de filtration sous vide ayant une surface filtrante de
201 cm2
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CA 02472879 2004-06-29
Une valeur moyenne de 19,9% (p/p) a été mesurée lors des essais de
déshydratation des boues non-traitées. L'application du procédé a permis
d'accroître
la siccité à une valeur de 25,3°l0 (p/p), soit un gain de 5,4 points de
siccité. Cette
hausse de la siccité des boues déshydratées permet de réduire de 21,2% la
masse
des boues produites.
Par ailleurs, l'élimination des odeurs nauséabonde des boues suite à
l'application du procédé a été évaluée par une méthode qualitative de
perception
olfactive. Une valeur moyenne de 4,5 t 0,5 a été attribuée aux boues non
traitées,
alors qu'une valeur de 2,4 t 0,4 a été attribuée aux boues traitées. En ce qui
concerne l'échantillon de terre noire (échantillon contrôle), une valeur de
1,2 t 0,3 lui
a été attribuée.
Comme précédemment, des intervalles de confiance contenant les
moyennes absolues des odeurs perçues par les volontaires sur chaque type
d'échantillons ont été déterminés. Ainsi, la moyenne absolue des odeurs
émanant
de l'échantillon contrôle (terre noire) se situait entre 0,90 et 1,40. En
comparaison, la
moyenne absolue des odeurs émanant des boues traitées était comprise entre
2,20
et 2,60 et celle des boues non traitées se situait entre 4,20 et 4,70. Le
traitement
électrochimique des boues permet donc une diminution appréciable des odeurs
nauséabondes émises par les boues non traitées.
38
