De l'égouttage à la déshydratation des boues d'épuration

La mise en décharge contrôlée

La mise en décharge reste une solution largement utilisée bien que les sites soient de plus en plus rares et les droits de plus en plus élevés. Cependant, il ne s'agit plus de les assimiler à des poubelles : les boues ne sont admises que si elles répondent à des critères précis comme par exemple une déshydratation poussée (siccité > 30 %) et une bonne stabilisation.

La valorisation agricole des boues liquides

Les boues épaissies mais liquides (7 à 8 % de siccité) sont faciles à pomper, faciles à stocker et faciles à épandre. C'est sans aucun doute une solution économique lorsque les terrains d'épandage sont proches de la station d'épuration.

La valorisation agricole des boues pâteuses

À partir d'une siccité de 14 ou 15 %, les boues dites pâteuses peuvent être stockées et épandues simplement, les volumes étant alors réduits. Par contre, les boues à la siccité de 10 à 12 % sont pâteuses-collantes et donc rendent tout épandage ou exploitation difficile.

Ces trois filières : boues liquides (6 à 8 %), boues pâteuses (> 15 %) et boues solides (> 30 %) ont conduit à faire évoluer les techniques de déshydratation et plus particulièrement l'égouttage et les filtres à bandes, comme on le voit ci-après.

L'égouttage

L'évolution en matière d'égouttage provient essentiellement du remplacement de la toile par une grille. Sur une toile, la vitesse de drainage étant relativement faible, les débits que l'on peut traiter deviennent inacceptables dès que les boues sont peu concentrées : en effet, la boue arrivant sur la table d'égouttage inonde la toile et forme un tapis homogène. Cette solution impose donc un épaississeur concentreur entre les décanteurs et les appareils d'égouttage (figure 1).

Sur une grille du type GDE (figure 2), le phénomène est tout à fait différent car la zone d'égouttage est fixe. Afin de conduire la boue sur toute la surface de la grille, un système de raclage permanent remplit trois fonctions : la première étant de conduire la boue, la deuxième d'éviter l'inondation de la grille et la troisième de renouveler les surfaces de drainage par des racleurs (figure 3).

Ce système permet ainsi de traiter de la boue très diluée et surtout d'alimenter directement l'appareil d'égouttage.

Tableau I

Résultats usuels sur boues d'aération prolongée (concentration de 10 ou 15 g/l)

• • Débit massique : 100 kg MS par m de largeur de grille
• • Siccité des boues épaissies : 6 à 8 %
• • Consommation de polyélectrolyte : 5 à 7 kg/t de MS

Tableau II

sans passer par un épaississeur-concentrateur.

Les résultats communément obtenus sur une grille type GDE sont portés dans le tableau I.

Les filtres à bandes presseuses

Aujourd'hui, les filtres à bandes presseuses sont encore les plus communément utilisés pour la déshydratation des boues et cela pour plusieurs raisons :

• - grande facilité d'exploitation,
• - investissement modéré et faible coût d'exploitation,
• - simplicité mécanique,
• - production de boues pelletables.

Cependant, en raison de leur principe de pressage dans une enceinte ouverte, les filtres à bandes connaissent des limites, dues notamment aux phénomènes de fluage avec éjection latérale.

Au cours de ces dernières années, les améliorations ont porté principalement sur les points suivants :

• - multiplication du nombre des enroulements et diminution du diamètre des rouleaux,
• - appel à des systèmes de compression extérieurs, indépendants de la tension des toiles.

GDE-Superpress

Une nouvelle amélioration vient d'être apportée, permettant un gain supplémentaire de la capacité des filtres à bandes presseuses. Cette solution n'est autre que l'association d'un pré-égouttage en amont de la zone de drainage sur toile (figure 4).

Principe de fonctionnement

Les boues soutirées directement de la recirculation sont conditionnées au polymère et pénètrent dans un bac de répartition. Lorsque le bac est plein, elles débordent sur la grille GDE qu'elles parcourent sous la poussée d'une série de racleurs. À l'extrémité de cette grille, les boues épaissies pénètrent dans la zone de pressage à une concentration d'environ 70 g/l, ce qui permet un pressage maximum dans le filtre.

Les filtrats et les eaux de lavage sont collectés par des goulottes et évacués dans une tuyauterie unique.

La grille est lavée périodiquement par une rampe mobile munie de buses, sans arrêt de l'alimentation des boues. La toile, quant à elle, est lavée en continu par une rampe fixe avec pulvérisateurs dans une enceinte fermée (figure 5).

Les avantages de cette machine sont multiples :

• - augmentation du débit ;
• - augmentation sensible de la siccité, car les boues en entrée de la zone de pressage sont plus concentrées (60 – 80 g/l) et donc, à débit égal, le temps de pressage sera plus long et donc plus efficace ;
• - les boues n'ayant pas à séjourner dans un épaississeur-concentrateur n'auront pas eu le temps de vieillir, ce qui permet d'optimiser au mieux le dosage de polymère et surtout de favoriser encore une fois la siccité des boues déshydratées ;
• - possibilité de récupérer la boue liquide (c'est-à-dire à la sortie de la grille GDE) par une opération rapide et simple ;
• - simplicité mécanique ;
• - investissement modéré : en effet, le surcoût de l'installation d'une grille GDE (moins de 150 000 F pour une largeur de 2 m) est en général inférieur au coût d'un épaississeur-concentrateur équivalent ;
• - faible coût d'exploitation du fait de l'automatisme intégré rendant la machine indépendante.

Sur une boue d'épuration mixte digérée provenant d'un traitement biologique à faible charge (aération prolongée), nous avons comparé les performances d'un PressDeg, d'un Superpress et d'une GDE-Superpress ; le gain obtenu par le couplage GDE-Superpress montre bien l'intérêt d'une telle machine (tableau II).

Le couplage GDE-Superpress correspond donc à une nouvelle évolution dans la chaîne de traitement des boues considérée depuis le clarificateur jusqu'à l'évacuation finale en agriculture ou en décharge.