Si cette électrolyse est effectuée dans un bac sans précaution particulière, notamment sans soigner la géométrie des électrodes, la probabilité de rencontre entre l’oxygène et la particule de matières organiques est faible : le rendement de l’opération est ridicule.
Si l’on rapproche les électrodes de manière que le champ électrique soit concentré dans un petit volume, le rendement est amélioré.
Si l’on injecte dans l’eau à traiter du charbon finement divisé (particules d’un diamètre compris entre 40 et 100 µm), chaque grain de charbon agit comme une anode auxiliaire et la probabilité de rencontre est multipliée par un facteur 10 ; la réaction d’oxydation devient alors la meilleure possible. Le charbon est extrait à la fin de la réaction et recyclé lors de l’opération suivante.
Ce procédé est d’un caractère absolument nouveau.
L’installation de traitement peut être ainsi décrite. Elle est constituée d’une cuve de recirculation alimentant la ou les cellules de traitement, des cellules de traitement, d’un filtre permettant de séparer en fin de réaction le charbon de l’effluent traité, d’un redresseur, d’une pompe de circulation, de tuyauteries de liaison et de dispositifs de sécurité.
L’effluent en provenance de l’usine alimente la cuve de recirculation. Il est envoyé dans le filtre à contre-courant pour le décolmater et renvoyer dans le circuit le charbon retenu lors de l’opération précédente.
L’effluent chargé en charbon est envoyé dans l’électrolyseur et circule sous courant pendant le temps nécessaire entre le bac de recirculation, la pompe et l’électrolyseur. On effectue les prises d’échantillons à la base du bac de recirculation.
[Photo : Figure 1 – Électro-dépollueur. 1. Réservoir mélangeur 1 m³. 2. Pompe 1 : Q = 6 m³. 3. Robinet de prélèvement d’échantillon. 4. Électro-dépollueur (électrode Mo, étanchéité tirants). 5. Redresseur et armoire de commande. 6. Vanne de régulation. 7. Débitmètre. 8. Agitateur. 9. Pompe 2 : Q = 12 m³. 10. Sonde de niveaux. 11. Cyclone. 12. Boîte de mélange (corps inférieur, cyclone). 13. Contrôleur de température. 14. Doseur. 15. Arrivée d’eau.]
[Photo : Figure 2.]
Lorsque la réaction est amenée à son terme, l'effluent est envoyé à travers la pompe vers le filtre pour séparer le charbon du liquide clair à rejeter ou à recycler dans l'usine.
DES CHUTES DE DCO IMPORTANTES
Le système tel qu'il vient d'être décrit a été testé avec des eaux provenant de diverses industries.
Dans le traitement des rejets de l'industrie du papier, les rejets avant décharge doivent être décolorés. On y parvient électrochimiquement, ce qui abaisse la coloration de 90 % en consommant une énergie de 10 kWh/kg de DCO détruite.
Les rejets de poudreries ont des compositions diverses. Ils contiennent des acides sulfuriques, nitriques, picriques, etc., des picrates, des picramates et des sulfures. Le problème principal avec ce type d'effluent est l'impossibilité d'extraire le polluant par concentration.
On obtient une bonne efficacité du traitement avec de hautes densités de courant. La DCO peut être ramenée de 15 000 ppm à 100 ppm.
Dans le cas du traitement des effluents de l'industrie textile, les sulfures ne peuvent être détruits par un procédé biologique classique. On obtient une oxydation totale par l’électrodépollueur.
En ce qui concerne les effluents contenant des cyanures, ces derniers peuvent être oxydés par voie électrochimique : l’électrodépollueur permet une bonne efficacité qui peut être améliorée en travaillant en milieu basique.
Finalement, cet électrodépollueur a permis des chutes de DCO spectaculaires de l’ordre de 98 % pour des DCO allant de 5 000 à 15 000 ppm, avec des consommations variant de 16 à 40 kWh/kg DCO.
D'autre part, le système permet de recycler une eau peu saline puisqu'il évite d'introduire des réactifs solubles qui augmenteraient la salinité de l’eau.
Le coût de fonctionnement peut s'estimer, selon la nature des rejets, à 16 à 40 kWh/kg DCO détruite.
Enfin, signalons que le système fonctionne pratiquement sans surveillance. Il demande un contrôle et une maintenance de 1 heure par jour. Le coût de remplacement du charbon est négligeable, de même que celui des électrodes qui sont strictement non consommables.
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STATIONS DE PRODUCTION D’EAU POTABLE :
TRAITEMENT DES BOUES D’HYDROXYDES PAR LAGUNAGE
2e PARTIE
A. DEGUIN,
Service Traitement des Eaux
Société d'Aménagement Urbain et Rural
(S.A.U.R.)
Cet article fait suite à un premier publié dans cette revue à l'occasion d'un numéro spécial ayant trait aux boues. Nous indiquions alors les résultats des premiers mois de séchage d'une lagune que nous exploitons en traitement des boues issues de la station de production d'eau potable d'Ispe, située dans le département des Landes, à proximité de Biscarrosse.
Notre premier article faisait état du comportement de la lagune en phase de stockage ; celui-ci fera le point d'une année de séchage avec le comportement de la boue en fonction des saisons à différentes profondeurs dans la lagune. L'aspect économique de l'exploitation de ce procédé sera également abordé en fin d'article.
RAPPELS CONCERNANT LA PRÉSENTATION DE L'USINE DE PRODUCTION D’EAU D'ISPE
Il s'agit d'une station de capacité moyenne (5 000 m³/j) dont la production actuelle se situe à environ 50 % (2 600 m³/j) de la capacité nominale.
Les boues produites représentent environ 55 tonnes de matières sèches par an. Elles sont issues des purges de décanteur auxquelles viennent s'ajouter les purges d'un saturateur d'eau de chaux.
Le traitement appliqué sur l'eau est en effet le suivant :
— Floculation - décantation - filtration ;
— Reminéralisation (chaux + gaz carbonique) ;
— Stérilisation.
* N° 40, décembre 1979, pages 65 à 75, « Stations de production d'eau potable : essais de traitement des boues d'hydroxydes par lagunage », par J. COLLIOT, L. HAHN et A. DEGUIN.
Le floculant utilisé est du sulfate d'alumine au taux moyen de 25 g/m³. Pour aider la décantation des flocs légers, une charge siliceuse est ajoutée au taux moyen de 31 g/m³.
Les boues produites sont récupérées dans une fosse avant d’être relevées sur la lagune qui fonctionne en phase de stockage. Cette alimentation se fait au débit de 20 m³/h pendant 2 minutes toutes les 10 minutes lorsque la station produit de l'eau. Au total, l'alimentation s'effectue pendant 2,7 h par jour.
CONDITIONS CLIMATIQUES RÉGIONALES
Le séchage d'une lagune sera tributaire des conditions climatiques de la région, à savoir en particulier :
— la température et,
— les précipitations.
La première caractéristique permettra de modifier la structure de la boue selon qu'il y aura gel ou forte évaporation et facilitera donc la déshydratation le cas échéant.
La seconde, en revanche, limitera l'évaporation en créant éventuellement une couche d'eau recouvrant la boue. Cette couche d'eau devra si possible être enlevée par pompage afin d’accélérer la phase de séchage.
Comme l'illustrent les relevés des précipitations reportés sur le graphique n° 1, nous observons une hauteur moyenne annuelle sur les dix dernières années de 900 mm de pluie. Ce qui se traduit en moyenne par la valeur de 75 mm répétée sur les douze mois d'une année.
L'écart type rapporté à la moyenne annuelle des dix années écoulées est de 11,7 %, ce qui traduit une faible dispersion des valeurs relevées.
