Boues de Station d’Epuration: Techniques de traitement, Valorisation et Elimination
Plan du document
INTRODUCTIONI GISEMENT, ORIGINE ET COMPOSITION DE BOUES DE STATION D’EPURATION URBAINE
1 Gisement
2 Origine des boues
3 Composition des boues
II PROCÉDÉS DE TRAITEMENT DES BOUES SUR STEP
1 Epaississement
1.1 Epaississement gravitaire : la décantation (ou sédimentation)
1.2 Epaississement dynamique
2 Déshydratation et conditionnement
2.1 Les filtres-presses
2.2 La centrifugeuse
2.3 Autres procédés
3 Séchage
3.1 Lit de séchage
3.2 Séchage thermique
4 Stabilisation et hygiénisation
4.1 Les voies biologiques
4.2 Les voies chimiques
4.3 Les voies physiques : SAT (stabilisation aérobie thermophile)
5 Synthèse des procédés de traitement sur STEP
III VALORISATION ET ELIMINATION
1 Principales filières
1.1 Valorisation organique
1.2 Valorisation énergétique
1.3 Stockage en ISDND
2 Solutions alternatives
2.1 L'oxydation par voie humide (OVH)
2.2 La co-combustion en cimenterie
2.3 La pyrolyse ou thermolyse
2.4 La technique mycélienne
2.5 La gazéification
PERSPECTIVES
CONCLUSION
Extrait du document
INTRODUCTIONEn France, une famille de quatre personnes consomme en moyenne 150m3 d’eau par an1 . L’eau usée contient divers polluants organiques et biologiques. Le rejet des eaux usées directement dans la nature ou après un traitement insuffisant peut donc avoir impact négatif sur l’environnement et potentiellement sur les hommes. D’où l’importance du traitement des eaux usées et de ses sous-produits. En France, la majorité des eaux usées sont traitées par des techniques biologiques, qui utilisent des bactéries présentes naturellement dans l’eau. Ces bactéries sont placées dans des conditions aérobies particulières afin d’entretenir leur consommation en azote, en carbone et en phosphore contenus dans les eaux usées. Il existe deux types de boues : les boues urbaines, résidus de l'épuration des eaux usées domestiques et les boues industrielles produites par les unités de traitement des eaux industrielles. La composition des boues urbaines dépend du type de traitement des eaux usées de la station dont elles sont issues et de la présence éventuelle d’effluents industriels. Elles possèdent néanmoins des caractéristiques communes : elles contiennent toutes de l’azote, du phosphore et de la matière organique. Elles peuvent aussi contenir des substances indésirables telles que des Eléments Traces Métalliques (ETM), des Composés Traces Organiques (CTO), des micro-organismes pathogènes et des composés pharmaceutiques. Les boues industrielles sont beaucoup plus hétérogènes et dépendent du type d’industrie dont elles proviennent. Les usines de recyclage de papier produisent par exemple des boues constituées de cendres de fibres cellulosiques, d’amidon et de pigments synthétiques ainsi que des boues de désencrage de composition spécifique. Il faut donc adapter le traitement des boues sur STEP en fonction de leurs caractéristiques (quantité, composition, pH, humidité) et du mode d'élimination ou de valorisation choisi. Les conditions économiques locales du moment (débouchés pour les produits, exutoire pour les résidus ultimes) doivent également être prises en compte. Le présent document ne s’intéressera qu’aux boues de stations d’épuration urbaines, dont les collectivités sont responsables. Il présente les différentes étapes et technologies de traitement des boues ainsi que les conditions de valorisation ou d’élimination.
I GISEMENT, ORIGINE ET COMPOSITION DE BOUES DE STATION D’EPURATION URBAINE
1 Gisement
En 2006, environ 10 millions de tonnes de Matière Sèche (tMS) de boues d’épuration ont été produites dans l’Union Européenne2 , dont 8,7 millions de tonnes dans l’UE-15 et environ 1,2 millions de tonnes pour les 12 nouveaux États membres. La quantité de boues produites (en MS) a presque doublé par rapport à 1992 (5,5 millions tonne MS) en raison de l’augmentation de la population et de l’amélioration des procédés d’épuration des eaux usées. En 2011, la Base de Données Eaux Résiduaires Urbaines (BDERU) a recensé en France 19 300 stations de traitement des eaux usées qui traitent une charge de pollution de 76 millions d’Équivalents Habitants (EH) provenant de 19 200 agglomérations d'assainissement3 . Moins de 7% de ces stations ont une capacité égale ou supérieure à 10 000 EH et traitent plus de 80% de la charge polluante alors que près du quart des stations ont une capacité inférieure à 200 EH. La quantité de boues produites est d’environ 1,1 million de tonnes de matière sèche (tMS) en France en 2010. 43% de ces boues sont épandues, 33% sont valorisées en compostage, 18% sont incinérées et 4% sont envoyées dans les Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND) (Figure 1). En effet, il existe 154 installations de compostage et 27 usines d’incinération qui reçoivent des boues pour les valoriser avec d’autres déchets 4
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