La première étape du traitement des boues consiste à réduire leur volume pour faciliter leur stockage et leur transport en éliminant l'eau contenue dans celles-ci. L'objectif est de les rendre pâteuses en augmentant la siccité. Le choix d'une technique de séchage est fonction de nombreux paramètres parmi lesquels les caractéristiques initiales des boues, leur destination, l'intégration et le bon dimensionnement du poste déshydratation au sein de la station sans oublier les coûts d'investissement et d'exploitation.
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La première étape du traitement des boues consiste à réduire leur volume pour faciliter leur stockage et leur transport en éliminant l'eau contenue dans celles-ci. L'objectif est de les rendre pâteuses en augmentant la siccité. Le choix d’une technique de séchage est fonction de nombreux paramètres parmi lesquels les caractéristiques initiales des boues, leur destination, l'intégration et le bon dimensionnement du poste déshydratation au sein de la station sans oublier les coûts d'investissement et d'exploitation.
L’élimination des boues, qu’elles soient d'origine urbaines ou industrielles, biologiques ou physico-chimiques, constitue aujourd'hui un enjeu important pour l'ensemble des exploitants qu’ils soient en charge de petites ou grandes installations. Car quel que soit le mode d'épuration des eaux usées, les boues sont initialement constituées d’eau (99 %), de matières organiques fermentescibles et de matières minérales dissoutes ou insolubles. Selon leurs destinations finales, c’est-à-dire la ou les filières de valorisation(s) choisie(s), des traitements complémentaires doivent leur être appliqués pour réduire leur teneur en eau, pour stabiliser la matière organique en diminuant sa fermentescibilité, pour réduire les mauvaises odeurs et dans certains cas pour les hygiéniser en détruisant les micro-organismes pathogènes. On produit ainsi toute une gamme de boues aux propriétés diverses : boues épaissies, déshydratées, séchées, digérées, chaulées, compostées, etc. Autant de traitements qui influencent directement leurs propriétés fertilisantes. D'où l'importance de se préoccuper dès le départ du mode de valorisation choisi.
Pour arriver à ce résultat, les collectivités
Comme les industriels disposent d’un grand nombre de procédés traditionnels qui ont fait leur preuve. Le plus souvent, il s’agit généralement d’équipements électromécaniques, dont l’efficacité est avérée. Mais encore faut-il savoir le résultat auquel on veut aboutir. Car pour réduire les volumes à manipuler, différents procédés très différents les uns des autres peuvent être mis en œuvre, avec, par ordre croissant d’efficacité et de coût, l’épaississement, la déshydratation et le séchage. Le premier d’entre eux, l’épaississement, a pour but d’augmenter la siccité, c’est-à-dire la teneur en matière sèche des boues sans pour autant modifier, contrairement à la déshydratation, le caractère liquide de la boue.
L’épaississement : une palette de procédés qui ont fait leurs preuves
L’épaississement des boues se fait le plus souvent par voie gravitaire dans un concentrateur ou par des moyens mécaniques : égouttage, flottation ou encore centrifugation. La table d’égouttage est un système d’épaississement dynamique qui permet de procéder à l’égouttage de la boue sur un support filtrant, ce qui provoque son épaississement rapide. Il augmente la charge massique ou la concentration de 5 g à 100 g/l et la siccité finale de l’ordre de 6 à 8 %.
EMO, R&O Dépollution, ATR Créations, Andritz, Degrémont, ou encore NTE proposent par exemple une large gamme de tables d’égouttage permettant une réduction du volume des boues d’un facteur de l’ordre de 6 à 7 suivant leurs caractéristiques. EMO propose plusieurs modèles dont l’un peut atteindre 10 à 13 % de siccité grâce à la pose de 1 à 3 rouleaux de pressage en fin de zone de filtration. Certains modèles sont adaptés pour des fonctionnements de l’ordre de 200 m³/h de boues brutes. On utilise les tables d’égouttage en pré-épaississement des boues avant un filtre à bandes ou un filtre-presse pour faciliter la déshydratation des boues sur les stations de moyennes ou grandes capacités.
Les tables d’égouttage sont très présentes en zones rurales et concernent plutôt les petites stations d’épuration dont la taille est inférieure ou égale à 5 000 E.H. L’épaississement dynamique ou mécanique se rencontre plus fréquemment dans les stations dont la taille varie entre 2 000 et 10 000 E.H.
Autre système, les filtres rotatifs pour l’épaississement des boues. L’Aldrum d’Alfa Laval est une gamme de filtres rotatifs pour l’épaississement mécanique des boues. La boue floculée est introduite dans un tambour rotatif tournant à faible vitesse. Elle passe dans le tambour tandis que l’eau s’écoule à travers la toile filtrante. L’Aldrum a été conçu pour optimiser la séparation des boues floculées et de l’eau. Il peut réduire le volume de vos boues jusqu’à 20 fois et son faible encombrement ne nécessite que de petites surfaces d’installation. Les coûts d’investissement et d’exploitation s’en trouvent réduits.
De nouvelles gammes d’équipements font leur apparition en France, les Adequapress. Fabriquées et commercialisées par la société Adequatec, ces machines se déclinent en trois gammes d’épaississement et/ou de déshydratation de tout type de boues dont la concentration peut être de 2 g/l à plus de 30 g/l :
- – Les unités Adequapress TH épaississent les boues de 6 à 10 %.
- – Les Adequapress DH déshydratent les
boues jusqu'à 23 %.
- La troisième gamme issue des toutes récentes recherches d'Adequatec est actuellement en démonstration dans le sud de la France en collaboration avec le Syndicat d'Assainissement de la Plaine de l'Ousse (SAPO). Désignée par la lettre H comme le mot hybride, la gamme Adequapress H est capable de fonctionner à souhait en épaississement comme en déshydratation. Cette gamme, destinée aux petites et moyennes stations d'épuration, offre la possibilité intéressante de passer quasi-instantanément et de manière réversible d'une filière boue liquide (cf. stockage en silo, épandage par tonne à lisier) à une filière boue pâteuse (cf. compostage, incinération). Ainsi équipées, les petites et moyennes stations d'épuration pourront plus facilement trouver une solution d'évacuation de leurs boues.
La spécificité des Adequapress réside dans la conception de leur tambour à disques autonettoyant et incolmatable. Ce tambour formé d'une alternance d'anneaux fixes et d'anneaux mobiles assure la filtration des boues préalablement floculées. Le glissement des anneaux mobiles entre les anneaux fixes nettoie en permanence l'espace libre entre les anneaux à la manière d'un racleur, et dispense d'un quelconque système de lavage continu ou discontinu. Les boues sont convoyées à l'intérieur du tambour à disques par une vis sans fin à pas variable. La sortie du tambour est équipée d'un dispositif occulteur réglable.
Très compacts, 5 m² d'emprise au sol pour les plus grosses unités, les Adequapress sont également économes en énergie (maximum de 5 kW installés) et en réactifs. Ces unités, prêtes à être raccordées hydrauliquement et électriquement, fonctionnent en automatique 24 h/24 sans nuisance sonore ni vibratoire. Fiables, performantes, les unités Adequapress délivrent un taux de disponibilité proche des 100 %. Pouvant être équipées de 5 tailles de tambour, 50, 100, 200, 300 et 400 mm de diamètre, les unités Adequapress, constituées de un ou plusieurs tambours fonctionnant en parallèle, couvrent une gamme de stations allant de quelques centaines à plusieurs millions d'équivalent habitants.
Les filtres à bandes : les matériels de déshydratation les plus répandus en France
Les filtres à bandes sont partout. Ils représentent plus de 80 % du parc installé des matériels de déshydratation en France. Ils épaississent en continu les boues résiduaires. Le processus comprend deux étapes principales : la filtration gravitaire et le pressage. L'efficacité du filtre à bandes provient de l'action des deux bandes qui pressent les boues à travers un circuit de rouleaux où la pression est augmentée de façon progressive. En combinant une table d'égouttage avec un filtre à bandes, on obtient une augmentation de la charge massique d'environ 30 %.
Sur le marché, l'offre est abondante. Tefsa, Emo, ATR Créations, PHR Industrie, Andritz, Degrémont ou encore Huber Technology proposent une large gamme de filtres à bandes – basse, moyenne ou haute pression – pour déshydrater les boues provenant des installations de petites, moyennes et grandes dimensions. PHR Industrie propose par exemple le Monobelt, une génération de filtres à bandes intégrant un épaississeur. Emo propose également le Combiné CC, une machine très compacte et conçue récemment pour petites et moyennes stations. L'épaississeur assure la première phase de déshydratation solide/liquide en augmentant le taux de matière sèche des boues après floculation de 0,5/3 % à 5/15 %. Le filtre à bandes achève la déshydratation d'abord par égouttage sur la bande filtrante de la zone basse pression puis dans la zone moyenne pression en forme de coin et enfin dans la zone forte pression avec passage des boues entre le tambour filtrant de grand diamètre et la bande filtrante. En sortie, le gâteau atteint une siccité allant de 18 à 30 % selon la nature des boues.
De son côté, Tefsa propose différents modèles qui permettent d'adapter le filtre en fonction de la déshydratation souhaitée et de l'origine des boues. Certains appareils à basses pressions fonctionnent entre 15 et 25 %. Les appareils à hautes pressions peuvent obtenir une siccité de 27 à 37 %. Les largeurs de bandes vont de 0,5 m à 2,5 m suivant le volume et la siccité recherchée. Quant aux volumes traités, ils vont de 2 à 33 m³/h.
Les filtres à bandes donnent des boues plutôt pâteuses en raison des performances de déshydratation qui plafonnent à 18-20 %. La centrifugation permet de franchir un nouveau palier en avoisinant les 20-25 % de siccité.
Déshydrater les boues par centrifugation
La centrifugation consiste à mettre en œuvre une force centrifuge sur les boues pour provoquer leur décantation accélérée,
aboutissant à l'obtention d’un côté de la boue déshydratée et de l'autre du liquide surnageant. La boue floculée est introduite dans un bol cylindrique à axe horizontal entraîné à grande vitesse de rotation qui provoque, sous l'effet de la force centrifuge, la séparation des phases liquides et solides. Les matières déposées sur la paroi interne du bol sont entraînées en continu par une vis racleuse et évacuées à une extrémité du rotor, tandis que le centrat déborde par un déversoir à l'extrémité opposée. La partie cylindrique du bol assure la décantation, alors que la partie conique permet l'extraction du sédiment sec par refoulement du liquide clarifié. Le bol est entraîné par un ensemble dont la vitesse est modulable.
Andritz, Alfa Laval, PHR Industrie, Vomm, Sweco ou encore Westfalia Separator proposent une large gamme de décanteuses centrifuges dédiées aux petites comme aux grandes stations d’épuration. Pour les petites Step, Andritz propose par exemple la série D2 composée de trois modèles, proposés pour un débit de 0,5 à 8 m³/h. Équipées d’un rotor haute performance et de la double variation de fréquence pour plus de flexibilité et moins de puissance consommée, ces trois décanteuses sont en outre équipées du nouveau module de contrôle Covistar permettant un fonctionnement continu et automatique. Le constructeur de Châteauroux (Indre) propose également, dans une logique de maintenance préventive, une gamme de diagnostics et de contrats assurés par le service clients et ses antennes régionales.
PHR Industrie propose également toute une gamme de centrifugeuses de capacités différentes équipées de dispositifs de démarrage progressif avec consommation énergétique réduite, graissage centralisé avec des lubrifiants de type alimentaire et dispositif de sécurité avec contrôle des seuils de vibrations. Odipure importe de son côté en France des centrifugeuses Bargam pour les applications de déshydratation de boues et de traitement d'effluents industriels et urbains. Odipure se distingue par une prestation complète allant de l'étude des projets avec essais pilotes à la réalisation clés en mains. La distribution et l'installation de ces centrifugeuses est réalisée en partenariat avec Asserva, qui assure également la maintenance des équipements.
Le filtre-presse : un équipement qui continue à évoluer
Les filtres-presses aussi appelés filtres à plateaux, commercialisés par Faure Équipements, Choquenet, Tefsa, Emo, NTE, PHR Industrie produisent des boues de structure solide (30 à 35 % de siccité) car ils conjuguent un conditionnement (plus de 70 % des filtres-presses actuels filtrent des boues conditionnées aux polymères) et des pressions élevées. Des plateaux verticaux, évidés et recouverts de toiles filtrantes, sont disposés en batterie et plaqués les uns contre les autres par des vérins hydrauliques. Les chambres aménagées ainsi entre chaque plateau sont ensuite alimentées avec des boues conditionnées par l'intermédiaire d'une pompe haute pression. Une fois ces chambres remplies, l'introduction continue des boues à déshydrater provoque une montée en pression à l'intérieur du filtre qui peut aller jusqu’à 15 bar par suite du resserrement progressif des pores de la boue qui se concentre. En fin de cycle, lorsque la
avec les filtres à plateaux à membranes. Ils permettent d'augmenter la siccité d'environ cinq points et de réduire le temps de pressage par rapport aux filtres à plateaux conventionnels.
Quand la pression maximale est atteinte, les plateaux sont séparés pour évacuer successivement les gâteaux formés. C'est la phase de débâtissage. L'ensemble de ces phases (serrage, remplissage, filtration, débâtissage) constitue un cycle appelé la pressée. Le fonctionnement du filtre-presse est donc discontinu, contrairement aux procédés précédemment décrits. Après plusieurs pressées, les toiles filtrantes se colmatent et il faut procéder à une séquence de lavage. Ces matériels sont réservés aux installations à partir de 7 000 EH, car plus coûteux et contraignants d'emploi que les filtres à bandes et les centrifugeuses. Mais des perfectionnements technologiques sont régulièrement enregistrés. Faure Équipements propose ainsi des filtres-presses automatiques qui permettent une augmentation importante de la productivité et une diminution du temps de cycle de l'ordre de 20 à 50 %. On constate également une amélioration de la siccité de 10 à 15 % et un meilleur décollage des gâteaux. Ces filtres-presses automatiques ont tendance à se généraliser pour tout type d'application : boues industrielles, boues urbaines, boues d'eau potable. Faure Équipements a ainsi triplé le chiffre d'affaires que représentaient les filtres-presses automatiques et considère que l'offre représente aujourd'hui plus d'un filtre-presse sur deux. « Demain, la quasi-totalité des filtres-presses que nous produirons effectueront leurs cycles seuls, sans présence d'opérateur pour débâtir » confirme Jean-Pierre Deltreil de Faure Équipements.
La déshydratation par filtres-presses permet d'obtenir des valeurs de siccité comprises entre 30 et 35 %. De nouvelles performances s'ajoutent aux techniques de déshydratation.
Pour obtenir une siccité encore plus élevée, il faut aller plus loin et opter pour une solution de séchage. Le séchage élimine en grande partie ou en totalité l'eau par évaporation, soit par voie naturelle (voir encadré), soit par voie thermique.
Le séchage thermique : vers des possibilités d’élimination multifilières
Le séchage thermique permet une élimination quasi-totale de l'eau (siccité d'environ 95 %). Il présente l’avantage d’ouvrir des possibilités d’élimination dans l'ensemble des filières. Mais en raison de son caractère énergivore, ce procédé est resté pendant longtemps peu utilisé en France, malgré son intérêt évident sur la réduction des volumes à manipuler. Les choses sont en train de changer. Car l’expérience menée par le SIAAP à Valenton avec l'usine conçue, réalisée et exploitée par Degrémont démontre que l’obstacle peut être surmonté. Après plusieurs études, le SIAAP a choisi de se tourner, pour les boues de Valenton, vers la solution proposée par Degrémont faisant appel au séchage thermique et à la gazéification. Trois sécheurs Andritz d'une capacité d’évaporation de 7 tonnes d’eau par heure ont été installés et font de Valenton l'une des plus grosses installations de séchage en Europe. Ces sécheurs, aujourd'hui opérationnels, transforment les boues en pellets de 4 à 5 mm de longueur. L'intérêt du procédé est qu'il ouvre la voie à une valorisation énergétique. Car l’augmentation constante du coût de l'énergie ces dernières années a fini par placer cette question au centre des préoccupations de bien des exploitants. « Sur les stations d’Achères et de Colombes, nous avons enregistré une hausse de 85 % du coût de l’énergie » rappelle Daniel Duminy, Directeur général du SIAAP. « La question énergétique est donc pour nous fondamentale et nous travaillons depuis plusieurs années au développement de toutes les sources d’énergies renouvelables possibles ». C'est bien l'un des avantages du séchage thermique mis en place à Valenton. Car les boues séchées à plus de 90 % de siccité ont une valeur énergétique proche de celle d’un charbon pauvre et ce sont elles qui deviennent en fin de cycle la source d’énergie renouvelable qui va être transformée en énergie sur le site même de Valenton pour alimenter les sécheurs en énergie thermique. À la base de ce process, la pyrolyse-oxydation des boues : un réacteur vertical doté en partie haute d'une partie purement pyrolyse et en partie basse de la partie oxydation permet de produire un gaz de synthèse qui est brûlé. Un échangeur de chaleur permet de récupérer l’énergie.
Un logiciel de simulation pour améliorer la siccité des boues
Dans les stations d'épuration, la filière de traitement des boues est généralement composée de trois opérations : conditionnement chimique – épaississement – déshydratation. La première étape de floculation est particulièrement importante pour permettre l'agglomération des matières sèches en flocs assurant une première séparation liquide-solide. L’Institut de la Filtration et des Techniques Séparatives (IFTS) a mis au point une procédure et des outils capables de déterminer la nature et la dose optimale de floculant quelle que soit la technique de déshydratation appliquée en aval. L’épaississement de la boue biologique sur table d'égouttage permet d'éliminer, par une technique simple et rapide, une partie de l'eau contenue dans la boue afin d'augmenter sa charge massique pour l'étape ultérieure de déshydratation. L’IFTS a conçu un logiciel permettant de trouver les dimensions idéales d'une table d'égouttage en fonction des caractéristiques initiales de la boue (charge massique et concentration, volume sur les filtres), des conditions opératoires de la machine (nature et vitesse de la toile) et des performances souhaitées (siccité), ceci à partir d'un essai mené en laboratoire sur une cellule d’égouttage. Un gain de siccité des boues épaissies ou déshydratées a très souvent un impact économique important : diminution du coût de transport et de la valorisation, stabilisation... Cette prestation rapide et précise permet à un industriel ou à une collectivité d'évaluer la pertinence économique d'installer une table d'égouttage dans sa filière de déshydratation des boues.
Thermique qui pourra ainsi alimenter les sécheurs. Parallèlement, l'usine continuera à produire du biogaz grâce à la digestion des boues primaires si bien qu’au total, en exploitant l’énergie récupérée du traitement des boues séchées ou non séchées, Valenton sera autonome à hauteur de 90 % de l’énergie thermique nécessaire au fonctionnement de ces trois sécheurs. À Valenton, la pyrolyse absorbe 50 % des boues soit environ 35 000 tonnes de matières sèches. Le reste de la production sera aiguillé à court terme vers une filière de valorisation agronomique. Car c'est là le second avantage du séchage thermique : outre une valorisation énergétique, il ouvre la voie à une valorisation agronomique en s'engageant dans une logique produit en faisant homologuer les boues séchées préalablement complétées pour garantir une composition constante du produit. La logique produit consiste à passer d'un statut « déchet » à celui de « produit » par l'intermédiaire d'une homologation. C'est la loi cadre « Distribution de matières fertilisantes » du 13 juillet 1979 qui attribue cette distinction pour les boues séchées et sous-produits industriels. Une autre voie est apparue avec la norme NF U 44-095 pour les composts à base de boues, qui permet également d'obtenir le statut de produit dès lors que certains critères sont respectés (qualité du produit, constance, innocuité, efficacité). Dans les deux cas (homologation ou normalisation) la contrainte réglementaire du plan d'épandage est dépassée, notamment en ce qui concerne l'obligation d'une enquête publique, mais également par la possibilité d'accéder à de nouvelles parcelles hors plan d'épandage. Cet ensemble de mesures procure au produit de nombreux débouchés et permet d'envisager une commercialisation sur la base de l'offre et de la demande. Ainsi, après la ville de Saint-Brieuc, première collectivité à avoir obtenu l'homologation de ses boues séchées après s'être engagée dans une démarche similaire avec Degrémont avec la mise en œuvre d'un atelier de séchage Naratherm, le SIAPP devrait à son tour être très prochainement autorisé à vendre les sous-produits de ses boues d'épuration.
Veolia Water Solutions et Technologies (VWS) propose également le procédé Biocon™ qui couple le séchage des boues avec une unité de récupération énergétique utilisant les boues séchées comme combustible. Les boues sont séchées sur un sécheur à bande travaillant à basse température puis valorisées thermiquement dans une unité de récupération énergétique (ERS) qui fournit la chaleur nécessaire à l'évaporation de l'eau dans le sécheur. Le séchage des boues est ainsi réalisé sans utilisation de chaleur extérieure, en toute sécurité et en l'absence de toute poussière, dans un système de séchage où la boue n'est pas mise en mouvement. Quatre unités de ce type sont déjà en fonctionnement au Danemark et en Suède, et une unité de 2,4 t/heure d'évaporation (420 000 EH) sera prochainement mise en route en Pologne. D'autres équipementiers proposent le couplage de plusieurs procédés pour optimiser le bilan énergétique des installations de séchage.
Coupler les procédés pour optimiser le bilan énergétique
DS Environnement a ainsi présenté à Pollutec 2005 un combiné séchage/oxydation thermique pour le traitement des boues. Ce procédé qui repose sur une combinaison du séchage et de l’oxydation thermique permet
De traiter à la fois les boues issues du séchage, les buées et l’air malodorant en ne générant ni rejet pollué, ni rejet liquide dans le milieu naturel. Mais surtout, combiné à une chaudière de récupération d’énergie, il valorise l’oxydation des polluants. La chaudière fournit ainsi l’énergie nécessaire à l’installation de séchage. Ce procédé concerne les collectivités locales mais aussi de nombreuses industries. DS-Environnement a fourni à un CET du sud de la France un atelier de séchage avec oxydation thermique. L’objectif était de fournir à l’exploitant l’assurance d’un traitement des boues collectées d’origines et de structures différentes en utilisant le biogaz produit sur le site, sans rejet liquide (pas de station d’épuration à proximité) ni nuisance olfactive liée aux boues (site protégé).
La solution mise en place associe deux sécheurs indirects à disques de 3,8 t/h pour l’un et 1,9 t/h pour l’autre avec un oxydeur thermique associé à un générateur de vapeur permettant le traitement des buées issues du séchage avec un fonctionnement prioritaire au biogaz : outre la production d’énergie, cet équipement permet la suppression des COV et des rejets liquides. La mise en service de cette installation devrait intervenir au cours du mois de décembre 2006.
De son côté, NTE propose Rollfit®, un procédé comparable permettant de réaliser une filtration et un séchage dans un seul et même appareil, à savoir un filtre-presse. Une séparation solide-liquide, suivie d’un séchage peut être réalisée sans manipulation du produit à traiter. La suspension est pompée dans le Rollfit®, et est ensuite filtrée jusqu’à obtention dans le filtre-presse d’un gâteau adéquat. Ce dernier est ensuite séché à la siccité requise pour sa transformation ou son utilisation ultérieure.
Chez Degrémont, une technologie innovante a été développée, l’Innodry 2E de la société Innoplana (un sécheur mixte utilisant en premier étage un séchage à couche mince et en second étage un sécheur à bande à air chaud) ; elle permet d’atteindre des performances supérieures aux autres sécheurs avec un bilan énergétique se situant dans la fourchette des 700 à 850 kWh/t d’eau évaporée et offre une capacité évaporatoire allant jusqu’à 3 t/h. Par ailleurs, Degrémont est aussi très actif dans le couplage de procédés comme la digestion et le séchage en ré-utilisant le biogaz produit comme source d’énergie thermique.
Tous ces procédés permettent de diminuer le montant de la facture énergétique. Mais sous l’effet de l’explosion des coûts de l’énergie, ce sont les technologies douces et notamment le séchage solaire qui progressent le plus aujourd’hui. Peu gourmandes en énergie, elles permettent de cumuler de nombreux avantages tout en obtenant un produit pelletable et concentré.
Le séchage solaire : combiner le séchage à l’air et la fermentation aérobie
Confrontée à la problématique du devenir de ses boues d’épuration, la communauté d’agglomération de Forbach a inauguré l’an dernier une serre de séchage solaire conçue par Veolia Eau sur la base de son procédé Solia™. Le principe de fonctionnement de cette serre, la plus grande en superficie sur le Grand Est de la France, est simple : il consiste à récupérer l’énergie solaire et à entreposer à l’intérieur de la serre les boues en andains retournés maintenues en conditions aérobies. Les boues arrivent dans la serre via un silo de stockage tampon grâce à une pompe à piston, après une première déshydratation par centrifugation. À l’intérieur de celle-ci, un tracteur guidé par faisceau laser assure la double fonction d’épandage et de retournement des boues qui, selon les conditions météorologiques, peut s’opérer entre une et trois fois par jour. La déstratification est assurée par 64 ventilateurs et l’extraction de l’air par 8 ventilateurs qui extraient environ 256 000 m³ d’air par heure, soit une capacité de renouvellement d’air à l’heure égale à dix fois le volume. Quant à la désodorisation de l’air, elle est assurée par biofiltre de type lit d’écorce. La totalité du process est gérée par automate qui contrôle aussi bien la ventilation asservie au climat que les mesures et alarmes de gaz (H₂S, NH₃, CH₄, O₂) ou le transfert et le retournement des boues. L’un des avantages les plus importants du procédé est l’économie d’énergie : 100 kWh sont nécessaires pour déshydrater une tonne de boue brute, alors qu’il en faut environ dix fois plus pour un procédé de type séchage thermique.
Mais ce n’est pas son seul atout. Car les serres ne présentent pratiquement aucune nuisance, ni sonore, ni olfactive grâce à l’efficacité du process de désodorisation. En
En revanche, elles nécessitent une emprise au sol importante. D’autant plus qu'il faut pouvoir y stocker les boues pendant la période hivernale, les conditions climatiques ne permettant pas toujours un cycle continu sur les douze mois de l'année. Reste que l'avantage majeur du process, c’est son efficacité, car une fois déshydratées, les boues présentent des caractéristiques qui lui ouvrent d'autres modes d’élimination. Introduites dans la serre à un taux de siccité de 20 %, les boues en ressortent avec un taux voisin de 80 %, leur volume ayant été divisé par quatre. Leur siccité permet d’envisager soit la valorisation agricole, soit la mise en centre d’enfouissement à coût moindre, soit la co-incinération avec les OM, ou bien même la valorisation matière par insertion en four de cimenteries.
Développé en collaboration par Degrémont et l’allemand IST, Héliantis® est un procédé de séchage solaire qui transforme des boues déshydratées ayant une siccité minimale de 15 % en un produit final de siccité ajustable entre 45 % et 80 %. Assurant simultanément le séchage et le stockage des boues sur une période de plusieurs mois, Héliantis® s’installe sur le site d'une station d’épuration ou sur un site centralisé regroupant et traitant les productions de plusieurs STEP.
Destiné au séchage des boues des petites et moyennes stations d’épuration, un procédé basé sur le couplage de l’énergie solaire et d’une autre source d’énergie renouvelable a également été présenté par Huber.
Cette solution permet d’atteindre toute l’année, à moindre coût et quelles que soient les conditions météo, une boue séchée à plus de 80 % et jusqu’à 92 % de siccité selon la technologie retenue.
Ingénieux, simple d’exploitation, le système conjugue une serre de séchage à un plancher chauffé par le rejet de la station d’épuration. Ce principe permet de réduire la surface au quart de celle occupée par une serre de séchage conventionnelle pour une consommation énergétique minime. Un système de séchage solaire conventionnel est également disponible, mais il n’est quasiment plus proposé car cela implique un stockage hivernal beaucoup trop coûteux et contraignant pour les exploitants.
Ternois, 4e traiteur d'eau français et première entreprise indépendante des Majors, réalise et réalisera un nombre important d’unités de séchage solaire des boues en association avec Huber Technology. Ternois va réaliser, en partenariat avec Huber Technology, sur les deux prochaines années plus de quatorze stations d’épuration munies d’installations de séchage solaire combiné.
Les systèmes de séchage solaire ne sont pas réservés qu’aux petites collectivités. Ils conviennent parfaitement aux unités allant de 5 000 à 50 000 EH. Ainsi, la station d'épuration de Vire (14), d'une capacité de 50 000 EH, actuellement en cours de construction par Degrémont, sera la première de cette capacité en France à disposer d'un séchage solaire de ses boues.
