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Boues: caractéristiques et quantité | La gestion des déchets


Dans cet article, nous discuterons des caractéristiques et de la quantité de boues produites dans divers processus de traitement des eaux usées.

Caractéristiques des boues:

Les boues sont constituées de solides organiques et inorganiques présents dans les eaux usées brutes et éliminés dans les bassins de décantation primaires ainsi que de solides organiques produits lors du traitement secondaire des eaux usées et éliminés dans les bassins de décantation secondaires. Les caractéristiques et la quantité de boues produites dépendent du caractère des eaux usées brutes et du procédé de traitement utilisé.

Les caractéristiques des boues produites dans divers procédés de traitement des eaux usées sont les suivantes:

(i) Boues provenant des bassins de décantation primaires:

Les boues provenant des réservoirs de décantation primaires sont généralement des boues de couleur grise, visqueuses (ou collantes) de solides décantables représentant environ 50 à 60% des solides en suspension et des écrémages de réservoir appliqués. Ces boues ont une odeur extrêmement désagréable et ne s’écoulent pas facilement. Il peut être essoré facilement après conditionnement chimique en raison de sa nature fibreuse et grossière. La concentration typique de solides dans ces boues est d’environ 6 à 8% et la portion de solides volatils varie de 60 à 80%. Il peut être facilement digéré dans des conditions de fonctionnement appropriées.

(ii) Boues de précipitation chimique:

La boue des réservoirs de précipitation chimique est généralement de couleur foncée, bien que sa surface puisse être rouge si elle contient beaucoup de fer. Son odeur peut être désagréable, mais pas aussi mauvaise que l’odeur des boues provenant des décanteurs primaires. Bien qu’il soit un peu visqueux, l’hydrate de fer ou d’aluminium le rend gélatineux. S’il est laissé dans la cuve, il subit une décomposition comme les boues des décanteurs primaires mais à un rythme plus lent. Il dégage du gaz en quantités substantielles et sa densité est augmentée par le repos.

(iii) Boues activées:

Les boues activées ont généralement un aspect floculant brun. Si la couleur est assez foncée, elle peut approcher d’une condition septique. Si la couleur est plus claire que d’habitude, il peut y avoir eu une sous-aération avec une tendance pour les solides à se déposer lentement. Les boues en bon état ont une odeur caractéristique inoffensive.

Elle tend à devenir septique assez rapidement et dégage alors une odeur désagréable de putréfaction. Ces boues contiennent le plus grand pourcentage d’humidité (environ 98-99%) et sont les plus volumineuses parmi les boues. L’épaisseur des boues de retour est de 0,5 à 2% de solides en suspension avec une fraction volatile de 0,7 à 0,8. Les boues activées par les déchets peuvent être épaissies efficacement par flottation ou centrifugation, bien qu’un ajout chimique puisse être nécessaire pour assurer une capture élevée des solides dans le processus de concentration. De plus, les boues activées se digèrent facilement seules ou mélangées à des solides d’égout frais.

(iv) Boue filtrante qui coule:

Les boues filtrantes ruisselantes également appelées humus sont brunâtres, floculantes et relativement inoffensives à l’état frais. Il subit généralement une décomposition plus lente que les autres boues non digérées. Cependant, pendant la période de déchargement des filtres qui fonctionnent à faible débit, l’humus contient de nombreux vers et son odeur devient assez offensive.

Les particules en suspension sont des fragments de croissance biologique lavés du milieu filtrant. Bien qu’ils présentent une bonne capacité de sédimentation, le précipité ne se compacte pas à une densité élevée. Pour cette raison, et du fait que l’écoulement est irrégulier, le sous-écoulement du clarificateur final contenant de l’humus filtrant est renvoyé dans le puits humide pour être mélangé avec les eaux usées brutes entrantes.

Ainsi, l’humus est déposé avec des matières organiques brutes dans le décanteur primaire. Les boues combinées ont une teneur en solides de 4 à 6%, ce qui est légèrement plus mince que les résidus avec des matières organiques brutes uniquement. La boue filtrante ruisselante est facilement digérée.

Quantité de boues:

La quantité de boues produites varie en fonction du degré d’élimination des solides en suspension dans les décanteurs primaires et secondaires, de la teneur en humidité et de la gravité spécifique des boues. La quantité de boues produites par un décanteur primaire peut être d’environ 20 m3 par million de litres de débit d’eaux usées.

De même, la boue de précipitation chimique peut également être d’environ 20 m3 par million de litres de débit d’eaux usées. La quantité de boues activées produites peut être comprise entre 35 et 50 m3 par million de litres d’eaux usées traitées. Les boues filtrantes dégoulinantes produites sont de moindre quantité, soit environ 5 m3 par million de litres d’eaux usées traitées. Le volume des boues dépend de sa teneur en eau et du volume des solides.

Volume de solides:

Dans le cas des boues éliminées en continu des décanteurs primaires, les solides ne dépassent généralement pas 4 à 5% tandis que dans les décanteurs secondaires, ils varient de 0,5 à 1%. Lorsque les boues secondaires sont combinées avec les boues primaires, les solides dans les boues mixtes varient de 2,5 à 5%. La teneur en solides des boues digérées est généralement de l’ordre de 6 à 13% lorsque la réduction du volume a lieu en raison de la séparation du surnageant.

La quantité de solides en suspension (SS) dans les eaux usées brutes est généralement de 90 g par jour et par habitant et sa concentration varie de 200 à 250 mg / l en fonction du débit d’eaux usées par habitant. De ces solides en suspension, environ 60% des solides sont éliminés dans les décanteurs primaires tandis que les solides en suspension restants sont soit oxydés dans le décanteur secondaire, soit incorporés dans la masse biologique.

Les solides générés dans les processus biologiques sont d’environ 0,1 à 0,2 kg par kg de DBO5 appliqué en croissance suspendue et 0,4 à 0,5 kg par kg de DBO5 appliqué dans le processus de croissance attaché en fonction de l’âge des boues.

Les valeurs typiques des solides qui peuvent être présents dans les boues produites dans divers procédés de traitement des eaux usées sont données dans le tableau 16.1.

Relation volume-masse:

Si la matière solide dans une boue est composée de solides fixes (ou minéraux ou inorganiques) et de solides volatils (ou organiques), la gravité spécifique de toute la matière solide peut être calculée à partir de l’expression suivante:

Ainsi, si 33% de la matière solide dans une boue est composée de solides minéraux fixes avec une densité de 2,5 et 67% est composée de solides volatils avec une densité de 1,0, alors la gravité spécifique de tous les solides Ss est déterminé par l’équation 16.1 (a)

Si la boue contient 90% d’eau et 10% de solides, alors en prenant la gravité spécifique de l’eau à 1,0, la gravité spécifique de la boue est déterminée par l’équation 16.2.

Une fois que la gravité spécifique des boues et le pourcentage de solides dans les boues sont connus, le volume des boues peut être calculé aussi bien pour les boues brutes que pour les boues digérées à partir de l’expression suivante:

Pour des calculs approximatifs pour une teneur en solides donnée, en se souvenant que le volume de boue varie inversement avec le pourcentage de matière solide contenu dans la boue comme indiqué par

L’équation 16.4 montre la variation du volume des boues avec leur contenu solide.

Si une boue contient m% d’eau ou d’humidité en poids, alors les solides seront (100 m)% en poids (base sèche). D’où dans une boue donnée si la teneur en eau ou en humidité varie de m1% à M2%, le pourcentage de solides variera de (100 – m1)% à (100 – m2)%. Donc-

L’équation 16.5 montre la variation du volume de boues avec sa teneur en eau ou en humidité.

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