Traiteme Des Dechets Assainissement

60
fnsa Panorama des techniques de traitement des Déchets d’Assainissement > Matières de Vidange > Déchets Gras > Déchets Sableux

Transcript of Traiteme Des Dechets Assainissement

  • fnsaSyndicat National des

    Fabricants et Fournisseursde Matriel d'Assainissement

    Syndicat Nationaldes Collecteurs

    de Dchets Liquides

    sncdl

    Syndicat National des Contrleursde Rseaux d'Assainissement

    syncra

    Syndicat National des Bureauxd'tudes en Assainissement

    synaba

    syffa

    Syndicat National desEntreprises de services

    d'hygine et d'Assainissement

    snea

    Association Professionnelledes Laveurs Intrieurs

    de Citernes Agrs

    aplica

    Panorama des techniques de traitement des Dchets dAssainissement

    >MatiresdeVidange>DchetsGras>DchetsSableux

  • 2 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    dito

    Le mot du prsident

    Les ouvrages dassainissement (rseaux publics de collecte, stations dpurations, cham-bres sable, bacs dgraisseurs, fosses septiques, ) doivent tre entretenus rgulire-ment pour assurer leur bon fonctionnement et limiter limpact des eaux uses sur le systme dassainissement et sur le milieu naturel.

    Ces entretiens gnrent des volumes importants de dchets dassainissement (matires de vidange, dchets gras, dchets sableux) dont les exutoires sont ce jour jugs insuffisants sur le territoire national.

    Pour rpondre la proccupation des entreprises et de leurs partenaires sur cette question linterface du cycle de leau et de la gestion des dchets, la FNSA (Fdration Nationale des Syndicats de lAssainissement et de la maintenance industrielle) et le SNEA (Syndicat National des Entreprises de services dhygine et dAssainissement) ont pris deux initiatives, savoir :

    1. assurer le recensement national des sites daccueil et de traitement des dchets das-sainissement, en partenariat avec lADEME, dont les rsultats sont disponibles sur le site Internet www.sinoe.org,

    2. rdiger le prsent guide dont lobjectif est de recenser les techniques de traitement des dchets dassainissement.

    Je tiens remercier et fliciter toutes les personnes qui ont contribu ce travail et vous souhaite une bonne lecture.

    Patrick BROUDPrsident de la FNSA

  • 3fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Sommaire

    Comment utiLiser Ce guide ? 4

    Avertissements 5

    gLossAire 6

    introduCtion 9

    Domaine Dapplication liste Des Dchets concernes 10

    techniques et filires par catgorie De Dechet 11

    techniques De traitement 12

    Traitements physico-chimiques 12 sC > oagulation-floCulation 13

    Sparation phySique > : dcantation gravitaire et flottation 16

    DCantation Dynamique 23 >

    DShyDratation 26 >

    lavage De Sable > 28

    Traitements biologiques 32 sCompoStage 33 >

    mthaniSation DeS boueS 37 >

    aire De paillage > 40

    CultureS libreS > : le lagunage et les racteurs biologiques 43

    CultureS fixeS > : lpandage et des filtres plants 49

    remerCiements 57

  • 4 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Commentutiliserceguide?

    Rduire, traiter, valoriser. Tels sont les enjeux envi-ronnementaux actuels auxquels nous sommes tous sensibiliss. Les dchets dassainissement prsentent des caractristiques intrinsques diffrentes, diversifiant ainsi les techniques de traitement et de valorisation appli-cables.

    Cet ouvrage dcrit les diffrentes tapes dune filire dli-mination des dchets en prsentant dans une premire partie les techniques de traitement physico-chimiques puis les techniques de traitement biologiques.

    Le glossaire en dbut douvrage permet de dfinir les termes utiliss dans ce guide. Les dfinitions sont volon-tairement rdiges dans une optique dchet .

    Les pages qui suivent vous invitent dcouvrir diffrentes filires de traitement adaptes aux dchets dassainisse-ment. Elles sadressent suivant leurs caractristiques, aux matires de vidange, dchets gras ou aux dchets sableux ; certaines acceptant plusieurs typologies de dchets.Pour orienter votre recherche, un tableau de synthse a t labor et vous est propos en page 11. Nous vous invitons en prendre connaissance avant de commencer votre lecture. Vous verrez ainsi dun coup dil les types de dchets accepts par chaque filire et les possibilits duni-ts mobiles qui en dcoulent. Suivant les filires, les dchets peuvent ne pas tre accep-ts bruts mais ncessiter un pr-traitement. Dans cette hypothse, il en sera clairement fait mention dans le dtail des fiches.

    Etant donn lhtrognit des dchets et limportance du contexte gographique, vous ne trouverez pas dans ces pages de cots de traitement des dchets.

    Pour identifier les centres de traitement vous intressant plus particulirement, nous vous conseillons dutiliser la base de donnes SINOE disponible sur Internet (http://www.sinoe.org). Ce site vous permettra de trouver les coordonnes des interlocuteurs qui pourront venir complter les informations prsentes dans cet ouvrage par leur expertise de terrain.

  • 5fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    AvertissementsCommentutiliserceguide?

    La vocation de ce document est dtre un outil simple et pratique destination des personnes travaillant dans le domaine de lassainissement, et intresses par les diff-rentes techniques identifies pour le traitement des dchets dassainissement. Il sagit dun recueil dinformations, destin faire connatre les techniques de traitement et le cas chant tre considr comme un outil daide la dcision.Ce document nest pas exhaustif et ne peut en aucun cas tre considr comme une rfrence scientifique pour la concep-tion, le dimensionnement, la mise en uvre ou lentretien douvrages et dquipements.Les informations fournies dans ce guide sont volontairement synthtiques. Leur utilisation dans le cadre dun projet implique systmatiquement la participation active dun tiers expert. Des lments complmentaires pourront/devront tre recher-chs au cas par cas, notamment selon les contraintes locales (environnementales, techniques et rglementaires).

    La FNSA et le SNEA, rdacteurs du prsent ouvrage, ne sauraient en aucun cas tre tenus pour responsables dun choix techni-que et/ou conomique consquent sa lecture.

    Par ailleurs, des dmarches administratives sont ncessaires auprs des administrations (Prfecture, mairie) pour obtenir les autorisations pralables la ralisation dunits de traite-ment (autorisation prfectorale, permis de construire, conven-tion de dversement). Ces autorisations imposent lexploi-tant un certain nombre dobligations quil doit satisfaire, entre autres : contrle dacceptation des dchets entrants, contrle des sous-produits et effluents issus des units de traitement, matrise des impacts environnementaux (air, sol, eau, dchets,

    intgration paysagre), bilans de fonctionnement.Ces aspects non abords dans ce document ne doivent pas tre oublis dans le cadre dune reflexion sur la mise en place dexutoires.

    Enfin, avant de concevoir une filire de traitement, il est important de bien connaitre lorigi-ne et les caractristiques des dchets traiter et didentifier les exutoires des sous-produits issus du traitement. Cela dterminera les traitements applicables.

  • 6 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Installation de filtres plants dans le Bas-Rhin S

  • 7fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Glossaire

    Arobie Condition remplie en prsence doxygne libre et li.

    Amendement Apport dun produit fertilisant destin amliorer la qualit des sols.

    AnarobieCondition remplie en labsence doxygne libre et li (nitrates, nitrites, sulfates).

    AnoxieCondition remplie en labsence doxygne libre mais en prsence doxygne li.

    Assainissement non collectif (ANC)

    Systme dassainissement effectuant la collecte, le traitement et lva-cuation des eaux uses domestiques des immeubles non raccords au rseau public de collecte.

    CoagulantProduit chimique ajout afin de dstabiliser des suspensions ou des mulsions.

    Combustion

    Raction chimique exothermique, cest--dire accompagne dune production dnergie sous forme de chaleur entre un combustible (ex : pa-pier) et un comburant (ex : dioxygne). La combustion est effectue dans lenceinte de chaudires o le dchet a acquis un statut de combustible. Cest une filire de valorisation privilgie pour les graisses qui ont un pouvoir calorifique lev.

    Cultures fixes

    Procd de traitement biologique consistant utiliser le mtabolisme des micro-organismes comme mode puratoire des eaux uses. Ces micro-organismes sont fixs sur des supports rigides au lieu dtre en suspension dans le liquide. Pour obtenir le contact entre les eaux purer et les micro-organismes, les supports sont par exemple arross des eaux purer dans le cas des lits bactriens ou plongs directement dans le volume purer comme pour les disques biologiques.

    Cultures libres

    Mme dfinition que prcdemment lexception que les micro-organis-mes sont libres. Remarque : dans les deux types de cultures, il peut sagir de micro-or-ganismes vivant en arobie ou anarobie. Dans tous les cas, le choix est fix par les paramtres physico-chimiques du milieu dans lequel ils se trouvent.

    Dchet dassainissementDchets rsultant du fonctionnement ou de lentretien des dispositifs de collecte, de prtraitement et dpuration des eaux uses.

    Dchet gras (G)

    Dchets dassainissement issus de lentretien des dispositifs de pr-traitement des eaux uses charges de graisses, issues des ateliers de prparation de repas (restaurants, traiteurs, charcuteries), dindustries agro-alimentaires, ou en amont des stations dpuration urbaines : bacs dgraisseurs, sparateurs graisse, flottateurs, dshuileurs-dgraisseurs Les dchets sont trs chargs en matires organiques (lipides hydropho-bes,), dont la densit est infrieure celle de leau.

    Dchet sableux (S)

    Dchets dassainissement issus de lentretien des ouvrages du systme de collecte (chambres sable, collecteurs, bassins dorage), de traitement des eaux uses (dessableurs), ou de lentretien des voiries (balayures de voirie). Trs chargs en matire minrale (environ 80% de la matire sche globale), leur densit est suprieure celle de leau.

    DgrilleurAppareil mcanique destin sparer et liminer les macrodchets des dchets entrants.

  • 8 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Glossaire(suite)

    DessableurAppareil mcanique destin sparer et liminer les graviers, sables ou matires minrales similaires aux dchets entrants.

    Eaux usesToutes combinaisons deaux en provenance dactivits domestiques, in-dustrielles ou commerciales, deaux de ruissellement, et accidentellement deaux dinfiltration.

    DigestatRsidu, ou dchet digr , issu de la mthanisation des dchets orga-niques. Il est constitu de bactries excdentaires, de matires organiques non dgrades et de matires minralises.

    EffluentTerme gnrique dsignant une eau use urbaine ou industrielle, et plus gnralement tout rejet liquide vhiculant une certaine charge polluante.

    quivalent - Habitant (EH)

    Unit dvaluation de la pollution non domestique par rfrence une pollution domestique fixe par la Directive europenne Eaux rsiduaires urbaines du 21 mai 1991 60 g de DBO5 par habitant et par jour. Il peut aussi se dfinir par dautres paramtres : 130-145 g DCO/j, 55-70 g de MES, 15g de NTK

    Fermentescible Compos exclusivement de matire organique biodgradable.

    FloculantProduit chimique ajout afin de produire des agrgats (flocs) ou pour accrotre la taille ou la cohsion des flocs.

    FlottateurOuvrage dpaississement des boues par remonte en surface des mati-res en suspension, sous leffet de lentranement par un gaz..

    Incinration

    Mthode de traitement thermique des dchets qui consiste en une com-bustion des matires liminer. Les fumes qui se dgagent sont traites spcifiquement ainsi que les dchets produits (mchefers, rsidus dpu-ration des fumes). La chaleur dgage par lincinration fait lobjet de valorisation nergtique (production de chaleur et/ou lectricit) dans la plupart des units.

    Intrinsque Propre lui-mme.

    LixiviatLiquide rsiduel provenant de la percolation de leau travers des mat-riaux chargs de substances polluantes minrales et organiques.

    Matires de vidange (MV) Boues et graisses extraites des installations dassainissement non collectif.

    Matires en suspensionEnsemble des particules minrales et/ou organiques prsentes dans une eau naturelle ou use.

    Matires organiquesMatires carbones produites par les tres vivants (glucides, protides, lipides,) souvent biodgradable.

    Micro-organismes Organismes vivants microscopiques (bactries, protozoaires, algues)

    Plan dpandageDossier rpondant un ensemble de procdures fixes rglementaire-ment pour lpandage des boues (MV, boues de STEP), des digestats sur des sols agricoles par exemple.

    Procd extensifMode de traitement adapt en France aux eaux uses des petites et moyennes collectivits (pollution infrieure 2000-5000 EH). Ex : lagunage

    Procd intensifMode de traitement adapt en France aux eaux uses des moyennes et grandes collectivits (pollution suprieure 2000-5000 EH). Ex : station dpuration

  • 9fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Glossaire(suite)

    Remblaiement

    Ajout de matriaux de terrassement mis en uvre par compactage et destins surlever le profil dun terrain ou combler une fouille.Cest en outre un moyen de valoriser des dchets sableux. Une fois cribls, lavs et essors, leur siccit est comprise entre 82 et 90% et leur teneur en matire organique gnralement comprise entre 3 et 5%. Ces sables sont alors valorisables, aprs agrment officiel du Ministre de lEcologie pour lutilisation en techniques routires (remblaiement ou couche de forme), selon leurs qualits ou leurs caractristiques.

    Siccit Pourcentage massique de matire sche.

    Stockage(installation de)

    Installation classe recevant des dchets ultimes cest dire non valorisa-bles dans les conditions techniques et conomiques du moment.On distingue plusieurs types dinstallations en fonction des dchets accueillis:- ISDI : Installation de Stockage des Dchets Inertes (ancien CET classe 3) --> on appelle dchets inertes, les dchets qui ne se dcomposent pas, ne brlent pas et ne produisent aucune autre raction physique, chimique ou biologique de nature nuire lenvironnement (ex: dchets des mines et carrires)- ISDnD : Installation de Stockage des Dchets non Dangereux (ancien CET classe 2) --> ex: rsidus plastiques papiers des centres de tri- ISDD : Installation de Stockage des Dchets Dangereux (ancien CET classe 1) --> ex : rsidus dpuration des fumes dincinration.Les dchets, en se dgradant, peuvent librer des gaz communment appels biogaz. Ces gaz peuvent tre valoriss nergtiquement. Les eaux rentres en contact avec les dchets sont charges et appeles lixiviats. Les lixiviats font lobjet dun traitement spcifique des eaux uses.

    Traitement primaire

    Traitement des eaux uses par un procd physique et/ou chimique com-prenant la dcantation des matires solides en suspension ou par dautres procds par lesquels la DBO5 des eaux uses entrantes est rduite dau moins 20 % avant le rejet et le total des matires solides en suspension des eaux uses entrantes est rduit dau moins 50 %.

    Traitement secondaire

    Traitement des eaux uses par un procd comprenant gnralement un traitement biologique avec dcantation secondaire ou par un procd permettant de rpondre aux conditions de rejet vers le milieu naturel fixes dans la rglementation en vigueur.

    Traitement tertiaire

    Procd complmentaire permettant une puration plus pousse que celle obtenue la suite dun traitement primaire et secondaire en vue datteindre un niveau de traitement de qualit suprieure ce que lon pourrait normalement attendre dun traitement secondaire. Le traite-ment tertiaire peut viser un enlvement plus pouss pour des para-mtres conventionnels comme les matires en suspension ou encore viser certains paramtres pour lesquels il y a peu denlvement dans un traitement secondaire, comme le phosphore.

  • 10 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Domainedapplication

    La liste suivante est base sur lannexe II de larticle R. 541-8 du Code de lEnvironnement et le dcret N2002-540 du 18 avril 2002, relatif la classification des dchets (JO du 20 avril 2002).Les intituls relatifs lorigine des dchets sont volontairement adapts aux ouvrages dont sont extraits les dchets dassainissement.

    Type de dchet Origine N de Rubrique

    Matires de vidange

    Boues de fosses septiques et graisses issues des bacs graisse des installations dANC

    20 03 04

    Dchets gras

    Mlange de graisses et dhuiles (restaurant, traiteur, commerce,) 19 08 09

    Mlange de graisses et dhuiles issues du prtraitement de sta-tions dpuration des eaux uses urbaines

    19 08 09

    Dchets gras issus de lindustrie de transformation de la viande, des poissons et des autres aliments dorigine animale ( lexcep-tion des tablissements prsentant un risque li au prion)

    02 02 01 02 02 04

    Dchets gras issus de lindustrie de transformation des lgumes, des crales, des huiles alimentaires, du cacao, de la production de conserves,

    02 03 01 02 03 05

    Dchets gras issus de lindustrie de transformation des produits laitiers

    02 05 02

    Dchets gras issus de lindustrie de boulangerie, ptisserie, confi-serie

    02 06 03

    Dchets gras issus de lindustrie des cosmtiques 07 06 12

    Huiles et matires grasses alimentaires 20 01 25

    Dchets sableux

    Dchets issus des rseaux dassainissement public 20 03 06

    Dchets issus du balayage des voiries publiques 20 03 03

    Sables issus du prtraitement de stations dpuration des eaux uses urbaines

    19 08 02

    Mlanges de dchets provenant de dessableurs 13 05 08

    Autres dchets sableux20 01 99

    20 02 03

  • 11fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Domainedapplication Techniquesetfilires

    PageMatires de

    VidangeDchets gras

    Dchets sableux

    Techniques de trai-tement physico- chimique

    Coagulation-floculation 13 F & M F & M

    Sparation physique 16 F & M F & M F & M

    Dcantation dynamique 23 F & M F & M F & M

    Dshydratation 26 F & M F & M

    Lavage de sable 28 F & M

    Techniques de

    traitement biologique

    Compostage 33 F F

    Mthanisation 37 F F

    Aire de paillage 40 F F

    Lagunage 44 F F

    Racteurs biologiques 46 F F

    pandage 50 F

    Filtres plants 53 F

    Filires de valorisation

    et/ou dlimination

    Incinration/Combustion F F

    ISDI F

    ISDnD F F F

    Remblaiement F

    Sous-couche routire F

    LGENDE

    tableau De synthse Des techniques et filires aDaptes pour les matires De viDange (mv), Dchets gras (g) et Dchets sableux (s)

    Possible Impossible ou non recommand dans ltat des connaissances actuelles

    M : unit Mobile ralisableF : unit Fixe

  • 12 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    TechniquesdetraitementTechniquesdetraitement

    Traitements physico-chimiques

    Coagulation-floculation 13 S

    Sparation physique : dcantation gravitaire et flottation 16 SDCantation gravitaire 16

    flottation 21

    Dcantation dynamique 23 S

    Dshydratation 26 S

    Lavage de sable 28 S

  • Techniquesdetraitement

    13fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques CoagulationFloculation

    prinCipe

    La coagulation-floculation est une technique de prtraitement physico-chimique, qui consiste injecter des produits chimiques appels coagulant ou floculant des eaux brutes pour agglomrer les particules en suspension entre elles et favoriser leur dcantation.

    Elle a lieu en trois tapes : sHydrolyse du coagulant ajout1. Coagulation2. Floculation3.

    La coagulation a pour objectif de dstabiliser les particules en suspension, cest--dire de faciliter leur agglomration. Cette opration se caractrise par linjection et la dispersion de produits chimiques (ajout de sels mtalliques en gnral) appels coagulants.

    La floculation a pour objectif de favoriser les contacts entre les particules dstabilises. Ces particules saggluti-nent pour former des flocs qui peuvent tre limins par dcantation, flottation ou filtration. Les floculants sont des produits chimiques utiliss comme adjuvants. Ils favorisent lagglomration des flocs. Leur emploi conduit amliorer la qualit de leau interstitielle et la concentration des boues produites.

    Ce type de traitement assure une bonne rtention des particules en suspension. Cependant son efficacit vis vis de la pollution dissoute reste trs limite. La mise en place seule dune technique de coagulation-floculation ne garan-tit pas lobtention dun effluent pur conforme aux prescriptions applicables au rejet des eaux uses industrielles. Llimination de la charge polluante dissoute ncessite la mise en uvre dun traitement complmentaire des effluents recueillis gnralement par traite-ment biologique arobie.

    Coagulation - FloculationConditions dadmission des dchets dassainissement :MV : brutes (aprs dgrillage/dessablage)G : brutesS : non admis

    Filires dlimination ou de valorisation des sous produits sortants : Dshydratation (page 26) ; Sparation physique (page 16), Dcantation dynamique (page 23) ; Lagunage (page 44) ; Racteurs biologiques (page 46) ; Compostage (page 33) ; Filtres plants (page 53)

    Principe de la coagulation-floculation S

    OH-OH-

    Al

    Collode A

    Collode A

    Collode A

    Collode A

    Collode A

    Collode A

    Collode C

    vacuole deau

    B

    Al+

    +

    +++

    OH-

    OH-

    [Al(OH)x

    3-x]n

    AgitAtion rApide dispersion des ions Al3+

    AgitAtion lente ChoC entre les Collodes

    dstAbiliss et AgglomrAtion

  • 14 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    TechniquesdetraitementCoagulationFloculation

    Techniquesdetraitement

    techniques De mise en place De la coagulation-floculation

    Dtermination du bon coagulant/floculant : les essais Jar tests sLa concentration, les volumes de coagulant ou floculant ajouter sont estims par des essais appels Jar tests .Lchantillon deaux brutes est rparti dans 6 bchers. Ces derniers sont placs dans un floculateur avec agitation rglable.

    Plusieurs essais sont raliss :dtermination du bon coagulant/floculant pH fixe1. concentration de coagulant fixe/pH variable pour trouver le pH optimal2. variation de la concentration en coagulant/floculant pH fixe pour dterminer la concentration optimale3.

    Lapprciation des essais est visuelle ; on note alors :- en fin dagitation : la quantit, la taille, laspect des flocs forms- aprs larrt de lagitation : laptitude sdimenter, la vitesse de chute des particules.

    Une filtration sparant la phase liquide de la phase solide permettra dobtenir les flocs et dvaluer leur rsis-tance une dshydratation future.Les essais Jar tests peuvent donc tre combins des essais de dshydratation.

    Dispositifs dinjection sPlusieurs dispositifs dinjection de coagulant sont possibles :- conduite turbulente- racteur ples tournantes- racteur insufflation dair- racteur avec plusieurs chicanes- chute deau

    Le temps de raction des effluents bruts avec le coagulant est de quelques minutes. La coagula-tion doit se faire agitation rapide.

    Les dispositifs utiliss pour floculer sont des systmes dagitation mcanique ou des lits de boues. Les temps de raction sont suprieurs ceux de la coagulation et de lordre de 15 30 minutes..La floculation doit se faire agitation lente.

    Schma de principe des essais Jar Test S

  • Techniquesdetraitement

    15fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques CoagulationFloculation

    tApes de trAitement

    AvAntAges inConvnients

    AspeCt teChnique Faible emprise au sol.Adaptabilit des extensions.

    Paramtrage des dosages et des agitateurs. Ncessit dun oprateur qualifi et expri-ment.

    AspeCt finAnCier Cot des coagulants et des floculants.

    AspeCt environnementAl Technique acceptant des variations brutales de charges polluantes.

    AspeCt orgAnisAtionnel Automatisation de linstallation (si flux rgulier en qualit).Possibilit dunit mobile.

    Filire de prtraitement ncessitant un traite-ment en aval.

    pr-tude : essAis JAr tests

    dgrillAge/dessAblAge

    CoAgulAtionfloCulAtion

    dCAntAtion - filtrAtion

    dshydrAtAtion des boueseAux filtres

    Exemple dune installation de coagulation-floculation s

    Boue flocule sur table dgouttage S

    Exemple de matires de vidange flocule S

    avantages et inconvnients De la coagulation-floculation

    Sortie des effluents prtraits

    Entre des effluents

    bruts

    agitateur rapide dans cuve

    coagulation

    injection de coagulant

    agitateur lent dans cuve

    f loculation

    Coagulation Floculation

    injection de f loculant

  • 16 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Sparation physiqueDcantationet flottation

    Techniquesdetraitement

    SPARATION PHYSIQUE

    Dcantation gravitaire et flottationConditions dadmission des dchets dassainissement :MV : brutes aprs coagulation-floculation (page 13)G : brutes aprs coagulation-floculation (page 13)S : bruts

    Filire dlimination ou de valorisation des sous produits sortants :Boues : Aire de paillage (page 40) ; Mthanisation (page 37) ; Racteurs biologiques (page 46) ; pandage (page 50)Sables dcants : Lavage de sable (page 28)

    La dcantation et la flottation sont des procds de sparation liquide/solide Sbass sur des diffrences de densit. Lorsque les particules ont des faibles densi-ts, il est difficile de les sparer par dcantation. On prfrera alors la flottation.

    Dcantation gravitaireprinCipe

    On parle de dcantation lorsquon cherche clarifier un liquide. On parle de sdimentation ou dpaississe-ment lorsquon cherche former une boue concentre.

    La dcantation est une technique de sparation des particules prsentes dans leau sous leffet de la gravit, que ces particules existent dans leau brute ou quelles rsultent dune coagulation/floculation ralise en amont.

    Lobjectif dun dcanteur est donc dinstaurer un rgime hydraulique favorable la dcantation des particules en suspension.

    techniques De mise en place De la DcantationIl existe diffrents types de dcanteurs :

    Statiques.1. Acclrs : 2. - contact de boues ( recirculation de boues, lits de boues), - micro-sable ou floc lest. plaques et dcanteurs lamellaires.3.

    Pour dimensionner un dcanteur (surface et volume), on dfinit une vitesse ascensionnelle ou une charge hydraulique et un temps de sjour au sein de louvrage.

  • Techniquesdetraitement

    17fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques

    Sparation physiqueDcantationet flottationDcantateur statique s

    Un dcanteur statique est un dcanteur flux vertical. Dans ce type douvrage, leau suit un trajet vertical. La dcantation des particules ne peut avoir lieu que si la vitesse de sdimentation (chute) des particules est suprieure la vitesse ascensionnelle ou dcoulement de leau, en tenant compte des forces de frottement et de la pousse dArchimde.

    Les vitesses hydrauliques au sein des dcanteurs statiques sont comprises entre 0.5 et 5 m/h (Lyonnaise des Eaux, Mmento du Gestionnaire de lAlimentation en Eau et de lAssainissement). Lpaississement des boues est faible (moins de 5 g/l).

    Schma de principe de la dcantation statique en Smilieu aqueux (MV, G)

    Exemple simplifi de dcanteurs Sdits statiques

    mv/g trAiter

    eAux uses dCAntes

    ACCumulAtion des boues

    Eau brute

    Boues

    Eau dcante

    Le niveau deau baisse : les eaux mlanges avec les dchets sableux sont vacues

    Dchets sableux

    FiltreEaux uses filtres

    Schma de principe de la dcantation statique en Smilieu non aqueux sur benne relais (gouttage des S)

  • 18 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Sparation physiqueDcantationet flottation

    Techniquesdetraitement

    Dcanteurs acclrs sDcanteur lit de boues >

    Un dcanteur lit de boues est un dcanteur flux vertical.Les boues formes par floculation constituent une masse en expansion appele Lit de boues .Les vitesses hydrauliques au sein dun dcanteur lit de boues sont comprises entre 3 et 10 m/h (Lyonnaise des Eaux, Mmento du Gestionnaire de lAlimentation en Eau et de lAssainissement). Lpaississement des boues est faible (moins de 10 g/l).

    Dcanteur recirculation de boues >

    Un dcanteur recirculation de boues est un dcanteur flux vertical.Les boues sont spares de leau clarifie dans une zone de dcantation. Elles sont ensuite recircules vers une zone centrale de raction o elles sont mlanges leau brute avant de repasser dans la zone de dcanta-tion. Lenrichissement en boues qui en rsulte permet une floculation rapide et la formation de flocs denses.

    Schma de principe de fonctionnement dun dcanteur circulation (Type Accelator de SDegremont Technologies)

    1 - Arrive de leau brute 6 - Zone de mlange secondaire

    2 - Dpart de leau dcante 7 - Eau clarifie

    3 - Groupe dentranement 8 - Recirculation des boues

    4 - Turbine 9 - Concentrateurs de boues

    5 - Zone de mlange primaire 10 - Boues en excs vacues

  • Techniquesdetraitement

    19fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques

    Sparation physiqueDcantationet flottationDcanteur floc lest >

    Exemple du procd ACTIFLO de VEOLIA EAUDeux principes sont utiliss dans ce procd :

    un microsable sert de lest et de noyau pour la formation des flocs afin dacclrer leur vitesse de dcanta-tionla dcantation lamellaire permet de rduire la surface du bassin de dcantation.

    Synoptique dune installation utilisant le procd ACTIFLO S

  • 20 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Sparation physiqueDcantationet flottation

    Techniquesdetraitement

    Dcanteur lamellaire sUn dcanteur lamellaire est un dcanteur flux horizontal.Linclinaison et la succession des lamelles dans la partie suprieure du dcanteur permettent de diminuer la surface doccupation du sol en augmentant la surface de dcantation.Les matires de vidange et les graisses sont gnralement flocules avant dtres admises en dcantation. Leau et les boues , par effet de densit, circulent en sens inverse : leau remonte le long des lamelles, et les boues saccumulent dans le fond.

    Schma de principe de la dcantation lamelles S

    Schma du procd Multiflo OTV VEOLIA EAU S

    1 - Arrive deau dcanter 6 - Modules lamellaires

    2 - Injection des ractifs 7 - Tubes de reprise deau dcante

    3 - Zone de mlange rapide 8 - Sortie deau dcante

    4 - Zone de coagulation/floculation 9 - Systme de reprise des boues

    5 - Admission en dcantation 10- vacuation des boues

  • Techniquesdetraitement

    21fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques

    Sparation physiqueDcantationet flottation

    FlottationprinCipe

    La flottation est un principe de sparation gravitaire : la densit des particules est artificiellement dimi-nue par ajout de microbulles ce qui provoque leur remonte. Les boues saccumulent en surface avant dtre vacues par une goulotte. Leau spare des particules est reprise. noter quil peut aussi exister une flottation dite naturelle lorsque la diffrence de masse volumique est natu-rellement suffisante pour sparer deux phases liquides par exemple (ex : eau/huile).

    techniques De mise en place De la flottationOn ne parlera pas ici de la flottation naturelle mais de la flottation artificielle.Les matires solides sont rassembles la surface par insufflation dair sous forme dcume qui est ensuite retire par raclage la surface de leau.On peut distinguer deux cas :

    Les bulles dair favorisent la remonte des particules naturellement flottables. On parle de flottation assiste.1. Les bulles dair trs fines saccrochent aux particules fines liminer (la masse volumique de lensemble 2. particules-bulles dair devient infrieure celle du liquide, provoquant leur remonte). On parle alors de flottation provoque.

    On distingue trois principaux schmas de flottation :flottation par air dissous avec pressurisation partielle ou totale du dbit dalimentation.flottation par air dissous avec pressurisation dun dbit de recyclage.flottation par air induit ; lintroduction de lair est ralise laide de diffuseurs.

    Remarque : La flottation par air dissous trouve aujourdhui de nombreuses applications dans le pr-traitement des eaux rsiduaires industrielles ou mixtes pour llimination : des graisses ou de matires grasses dhuiles ou dhydrocarbures des rsidus solides difficiles liminer (amidon, coquilles dufs, fibres textiles) Paralllement la flottation est utilise dans lpaississement des boues biologiques ou dhydroxydes.

    Schma de Sflottation lair dissous (schma extrait du guide technique de lassainissement)

  • 22 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Sparation physiqueDcantationet flottation

    Techniquesdetraitement

    AvAntAges inConvnientsLa flottation ne ncessite pas forcment de floculateur. Dpenses dnergie importantes.

    Les boues flottes ont une bonne siccit.

    Souplesse demploi : le dmarrage de linstallation est trs rapide, prati-quement instantan.

    Ouvrages consulter : sMarc Satin, Bechir Selmi, Guide technique de lassainissement, Editions Le Moniteur.Lyonnaise des Eaux, Mmento du Gestionnaire de lAlimentation en Eau et de lAssainissement, Tome 1, Lavoisier Tec&Doc.

    Vue densemble du f lottateur de Dinan - Ctes dArmor (photo extraite du Mmento du gestionnaire de Slalimentation en eau et de lassainissement)

    avantages et inconvnients De la flottation

  • Techniquesdetraitement

    23fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques

    Dcantation dynamique

    DCANTATION DYNAMIQUE

    prinCipe

    La dcantation dynamique a pour objectif dobtenir une sparation des phases liquide/solide sous leffet conju-gu de la diffrence de densit et de la cintique (vitesse).Cette technique est notamment utilise lorsque la sparation liquide/solide par dcantation statique est juge insuffisante ou trop lente.La centrifugation est une technique de dcantation dynamique, chaud de prfrence. Ce procd utilise la force centrifuge pour sparer des fluides de densit diffrente et/ou isoler des composants en suspension dans un mlange liquide.

    En loccurrence, on dveloppera ci-dessous plus particulirement le procd de centrifugation des graisses brutes (procd LIPOVAL). Le but du procd est de centrifuger le dchet gras entrant afin den extraire trois sous-produits le constituant compte tenu des diffrences de densit entre chaque sous-produit :

    les lments de densit infrieure 1 : phase lgre = graisse pure surnageante,les lments de densit suprieure 1 : phase lourde = sdiments galement appels culot de centrifugation ,les lments de densit environ gale 1 : interphase aqueuse = centrat.

    Le chauffage pralable des graisses brutes permet une meilleure sparation en cours de centrifugation et empche la graisse pure, qui en est extraite, de se figer.

    Conditions dadmission des dchets dassainissement :MV : brutes aprs coagulation-floculation (page 13)G : brutes aprs coagulation-floculation (page 13)S : non admis

    Filire dlimination ou de valorisation des sous produits sortants : Aire de paillage (page 40) ; Compostage (page 33) ; Mthanisation (page 37) ; Filtres plants (page 53)

  • 24 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Dcantation dynamique

    Techniquesdetraitement

    Par construction, les centrifugeuses sont constitues dun bol de forme cylindro-conique axe horizontal tour-nant grande vitesse, et dune vis sans fin hlicodale dispose coaxialement. Cette vis, pousant parfaitement la surface interne du bol et tournant une vitesse infrieure celui-ci, permet le convoyage et lgouttage des sdiments.

    les diffrentes tapes de la centrifugation sont rcapitules ci-dessous : >

    Le dchet est introduit par le biais dun tube dinjection et est vacu par les 4 buses dentre en vis vis 2 2. 1. La phase sdimentaire, la plus lourde, est plaque contre les parois puis racle par une vis et vacue dans le 2. carter sdiment (vers larrire de la centrifugeuse). Les sdiments sont racls par la partie A de la vis sans fin, puis par la partie B de la vis sans fin avant dtre expulses.La phase aqueuse, qui peut contenir des graisses hydrolyses, rejoint le carter eau.3. La graisse pure valoriser scoule par dbordement dans des buses menant au carter graisse.4.

    Une remarque toute particulire est apporter sur la dcantation dynamique des dchets gras. Ce type de dchets ncessite lutilisation de chaleur en amont de la centrifugation (afin de chauffer le dchet) ainsi que lutilisation de centrifugeuses trs particulires, id est, des centrifugeuses 3 phases (1 entre/3 sorties). La sortie supplmentaire permet la fraction lgre (lhuile) dtre rcupre spcifiquement.

    Schmas simplifis de la centrifugeuse : lments principaux et rpartition des 3 phases spares S

  • Techniquesdetraitement

    25fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques

    Dcantation dynamique

    AvAntAges inConvnients

    AspeCt teChnique

    Faible emprise au sol.Appareils robustes. Dcanteuse triphasique : la matire grasse pure extraite possde un PCI lev.

    Machine haute technologie demandant un personnel qualifi pour son exploitation, et pour sa maintenance. La variabilit de la composition des dchets ncessite la modifica-tion des rglages.

    AspeCt finAnCier

    Dcanteuse triphasique : la graisse pure extraite peut tre commercialise en tant que combusti-ble (chaudire ou four). Siccit souvent leve des sous-produits extraits, permettant de rduire les cots de transport et dlimination.

    Investissement significatif (surtout pour les machines 3 phases). Ncessit dquipements en amont destins protger la dcan-teuse/centrifugeuse (limination des filasses, des sables). Ncessit dun traitement en aval de la phase aqueuse (avant rejet au rseau dassainissement ou au milieu naturel). Cot de maintenance souvent non ngligeable (env. 5-10 K /an).

    AspeCt environnementAl

    Valorisation de la graisse pure extraite en tant que bio-combustible. Consommation deau limite la mise en eau et au rinage.

    Machine bruyante. Emission dodeurs si traitement du dchet chauff : ncessit dune extraction et dun traitement des odeurs.

    AspeCt orgAnisAtionnel

    Unit de dcantation potentiellement mobile. Automatisation de linstallation possible et simple.

    Surveillance ncessaire (suivi de la qualit des sous-produits sortant, prvention des dbordements ventuels).

    avantages et inconvnients De la Dcantation Dynamique

  • 26 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Dshydratation

    Techniquesdetraitement

    DSHYDRATATION

    prinCipe

    Ces techniques visent principalement rduire le volume des dchets vacuer, valoriser ou traiter en lui donnant une consistance physique plus ou moins solide.

    Le filtre presse sLe filtre presse est une technique de dshydratation mcanique fonctionnement discontinu. Elle permet de sparer leau des boues sous leffet dune pression. Le filtre est constitu de plateaux verti-caux relis entre eux et recouverts dune toile filtrante. Les dchets sont compresss entre deux plateaux. La toile filtrante retient les matires solides et laisse passer leau. Le filtre presse assure une siccit entre 30 et 40 % des dchets presss.

    Au pralable : conditionnement organique des matires de vidange avec un floculant (et ventuellement un coagulant type chlorure ferrique).

    AvAntAges inConvnients

    Technologie reconnue.Consommation dnergie faible.Siccit suprieure 30 %.

    Fonctionnement par bches - Procd discontinu.Matriel encombrant.Cot dinvestissement lev.

    Le filtre bande sLe filtre bande prsente un fonctionnement continu ncessitant un conditionnement pralable des dchets

    traiter avec un polymre afin de faciliter la sparation de leau et de la matire (il sagit dune floculation). Une fois conditionns, les dchets sont dverss sur une premire bande filtrante puis sont presss lors de la convergence avec une deuxime bande filtrante senroulant autour de tambours perfors. Le filtre bande assure une siccit comprise entre 15 et 20 % des dchets presss.

    Rendement optimal du filtre-bande obtenu en rglant plusieurs paramtres : la tension de la toile, lintensit de pressage et la vitesse de dfilement des 2 toiles. Systme adapt aux petites et moyennes installations (Volumes traiter > 100 m3).

    Conditions dadmission des dchets dassainissement :MV : brutesaprs coagulation-floculation (page 13)G : brutes aprs coagulation-floculation (page 13)S : non admis

    Filire dlimination ou de valorisation des sous produits sortants : Aire de paillage (page 40) ; Compostage (page 33) ; Mthanisation (page 37)

    Filtre-presse plateaux VEOLIA EAU S

    Table dgouttage + filtre-bande SOMES SSARP VEOLIA PROPRET

  • Techniquesdetraitement

    27fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques

    Dshydratation

    AvAntAges inConvnients Procd continu et bonne vision des phases de dshydratation (gouttage, essorage, cisaillement, pressage ultime)Exploitation aiseRobustesse de linstallationInvestissement et maintenance rduits Consommation dnergie faible.

    Colmatage des toiles possible selon lorigine du dchetForte consommation deaux de lavageSystme encombrant

    Autres systmes sCitons les plus connus : le tambour filtrant (procd en continu), la presse vis (procd en continu), les cy-lindres filtrants-pressants (procd en discontinu, cest--dire la bche). Leur principe rside toujours dans lgouttage des matires solides travers un mdia filtrant (toile plastique ou maille mtallique), puis dans le pressage (plaques de pressage ou vis,).

    tambour filtrant avec racleur >

    Filtration eau/particules fines de matires de vidange sur la grille Rcupration des refus de tamisage collects par le tambour grce au racleur. Refus collects au niveau du compacteur vis

    AvAntAges inConvnientsOpration en continu.Entretien simple.Investissement abordable.Faible consommation dnergie.

    Systme encombrant Siccit faible, surtout pour tambour seul (environ 10 12 % de MS)

    presse vis >

    On appelle dbtissage des boues louverture des filtres, ce qui permet de rcuprer le gteau de dchets dshy-drats.

    Presse vis et tambour Srotatif filtrant en aval

    Coupe longitudinale et S transversale dun systme coupl tambour filtrant avec racleur + vis de compactage

  • 28 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Lavage de sable

    Techniquesdetraitement

    LAVAGE DE SABLE

    prinCipe

    La fonction du laveur de sable est deffectuer une sparation physique entre le sable (partie valorisable prin-cipale) et les autres matriaux constituant les dchets sableux bruts (eau, lments grossiers, matire organi-que,). Ce type de traitement spcifique rpond entirement lobjectif fix par la directive 75/442/CEE du 15 juillet 1975.

    Le laveur de sable accepte les dchets issus du balayage de voiries, du curage de rseaux et autres dchets du mme type. Lobjectif est de valoriser les phases minrales et organiques et/ou de rduire le cot dlimination de lensemble.

    Lorsque les dchets sableux sont dpots, ils sont caractriss par trois phases :

    Une phase aqueuse plus ou moins charge, Une phase boueuse charge en encom-brants, Une phase sableuse qui constitue la partie valorisable principale du dchet.

    La fraction minrale la plus intressante valoriser prsente une granulomtrie comprise entre 0,08 et 10 mm, cette fraction reprsente environ 60 % de la matire sche du dchet.La rcupration de la fraction minrale ncessite la ralisation des oprations suivantes :

    le calibrage du sable par des tapes de tri granulomtrique des fractions grossires et fines, la production dun sable dbarrass de lessentiel des matires organiques au contact du matriau (ppins, noyaux..) ou qui forment une gangue adhrant aux fines particules.

    Aprs extraction, cette matire minrale constitue essentiellement de sables peut tre utilise en techniques routires (remblais, couche de forme) selon sa qualit et ses caractristiques.

    Conditions dadmission des dchets dassainissement :MV : non admisesG : non admisesS : bruts aprs Sparation physique (page 16)

    Filire dlimination ou de valorisation des sous-produits sortants :Dchets grossiers : ISDnDRefus lavs : ISDnDMatire organique : Aire de paillage (page 40) ; Compostage (page 33) ; IncinrationSable lav : Remblaiement/Sous-couche routire ; ISDI

    Eau plus ou Smoins charge

    Boues S

    Sable S

  • Techniquesdetraitement

    29fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques

    Lavage de sable

    Les procds existants sont mis en uvre dans deux types dinstallations : les installations appartenant pour la plupart des socits dassainissement ou de collecte des dchets : il sagit des centres de traitement spcialiss qui doivent tre quips dune unit de pr-traitement des eaux uses rsiduaires (ncessit de conformit aux conventions de rejet du rseau dassainissement) ; les installations situes sur la station dpuration dune commune ou dune collectivit. Les eaux de lavage sont envoyes gnralement en tte de station. Le lavage des sables ne peut tre envisag que sur des stations dpuration de grande capacit quipe dun dispositif de dpotage. La charge en DCO des dchets sableux accueillis doit tre infrieure 20 % de celle admissible dans la station dpuration.

    Les procds existants combinent dans les configurations diverses plusieurs des oprations lmentaires sui-vantes :

    criblage : >

    cette opration permet dliminer les fractions grossires (cailloux, feuilles, canettes, bois) ; elle peut tre ralise en plusieurs tapes dans des quipements plans (crible) ou rotatifs (trommel), en associant une opra-tion de lavage ; hydroflottation : >

    cette opration consiste en une sparation densimtrique des matires les plus lgres, essentiellement orga-niques (brindilles, plastiques), laide dun courant deau ascensionnel : les matires minrales sont mainte-nues en fluidisation, tandis que les matires organiques sont entranes en surverse ; hydrocyclonage : >

    cette opration permet de raliser une sparation granulomtrique des particules les plus fines, plus charges en mtaux lourds ; lalimentation par une pompe de lhydrocyclone permet en outre de faciliter llimination dune partie de la gangue organique des particules ; essorage : >

    cette opration permet denlever la matire sche du sable : les techniques comprennent les classificateurs vis ou palettes et les tables essoreuses vibrantes.

    Sous-produits de traitement sLe lavage de sable conduit la formation de diffrents sous-produits :

    sable lav : >

    destin une valorisation en techniques routires, condition quil prsente les caractristiques exigibles des utilisateurs et des autorits publiques de contrle (granulomtrie constante, faible teneur en matires organi-ques). Il peut galement prtendre un stockage en ISDI ; dchets mnagers et assimils : >

    issus des oprations de criblage, dhydrocyclonage, dhydroflottation, ou de traitement physico-chimique ventuel de la phase aqueuse (boues). Ces refus et boues issues du traitement deau reprsentent environ 30 40 % du dchet sec entrant ; matire organique : >

    issue de la rcupration des flottants. Cette matire peut tre utilise en compostage ou en aire de paillage, si elle rpond aux conditions dadmissibilit sur centres de traitements. Elle sera limine en incinration ou en ISDnD si une valorisation nest pas possible ; eaux uses : >

    elles pourront faire lobjet, selon le type dinstallation, dun prtraitement physico-chimique avant rutilisa-tion dans le procd ou avant rejet au rseau dassainissement. Ce rejet ncessite une convention de rejet avec le gestionnaire du rseau dassainissement.

  • 30 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Lavage de sable

    Techniquesdetraitement

    tApes de trAitement dun LAveur de sAbLes

  • Techniquesdetraitement

    31fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements physico-chimiques

    Lavage de sable

    AvAntAges et inConvnients dun LAveur de sAbLesAvAntAges inConvnients

    AspeCt teChniqueVitesse de traitement des sables. Grande offre de matriels selon les besoins et les objectifs.

    Ncessit de mettre en place un dbourbeur/ dshuileur pour viter le dpart de sable fin dans le rseau (risque dobstruction).Maintenance rgulire. Ncessit davoir un quai de dchargement ou un matriel adapt pour le chargement de la trmie de rception.Ncessit dun dispositif de pr-traitement des eaux de rejet. Efficacit moindre sur les produits prsentant dimportantes concentrations dargile et de graisse. Usure rapide de certains quipements du fait de labrasivit du sable.

    AspeCt finAnCier

    Vente du sable lav*.50 75% des rsidus valorisables. Avantage commercial dans le thme du dvelop-pement durable.

    Investissement relativement lev en matriel. Main-duvre spcialise pour la maintenance. Pices dusure.

    AspeCtenvironnementAl

    50 75% des rsidus ne partent plus en centre de traitement*. Quantit faible de matires organiques dans le sable lav. Sable lav 90 % de siccit. Pour les installations avec traitement deau, abattement important de la pollution sur site, pas de perturbation du fonctionnement des stations dpuration.

    Consommation deau et dlectricit.

    AspeCt orgAnisAtionnel

    quipements potentiellement mobiles. Appareillages encombrants.

    * si le sable lav est conforme aux exigences des utilisateurs

    Hydrocyclones en situation - Site de Bonneuil sur Marne S

  • 32 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    TechniquesdetraitementTechniquesdetraitement

    Traitements biologiques

    Compostage 33 S

    Mthanisation des boues 37 S

    Aire de paillage 40 S

    Cultures libres : le lagunage et les racteurs biologiques 43 Sle lagunage 44 >

    leS raCteurS biologiqueS 46 >

    Cultures fixes : lpandage et des filtres plants 49 SlpanDage 50 >

    leS filtreS plantS 53 >

  • Techniquesdetraitement

    33fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Compostage

    COMPOSTAGEpropos prLiminAires

    Lacceptation des dchets sur plate-forme dpend du rgime de linstallation et des exigences de lexploitant. Larrt du 07/01/02 pour les plates-formes de compostage dclaration ne prend en compte que les boues de STEP et larrt du 22/04/08 pour celles autorisation renvoie la liste des dchets autoriss indiqu dans larrt dautorisation dexploiter de chaque plate-forme. Seule la norme NF U44-095 sur les composts de MIATE (Matire Intrt Agronomique Issue du Traitement des Eaux) permet denvisager le compostage des matires de vidange puisque issues du traitement des eaux mais elle exclut clairement les graisses, les sables et les produits de curage de rseaux.

    prinCipe

    Le compostage est un processus contrl de dgradation biologique par transformation arobie des dchets organiques apports en mlange quilibr de matires azotes et carbones. Ce procd conduit la production de gaz (dioxyde de carbone CO2, ammoniac NH4,), de chaleur et dun produit fini : le compost. Le compost est un amendement organique stabilis par dgradation / rorganisation de la matire organique composte. Il est source dlments fertilisants et dhumus pour le sol. Les matires de vidange contribuent quilibrer le rapport C/N (Carbone/Azote) dans le mlange initial et concourent au succs du processus de compostage (le rapport C/N doit tre compris entre 25 et 35). Lacceptation des matires de vidange sera soumise aux contraintes spcifiques de lexploitation. Il pourra tre demand une siccit minimale (de lordre de 15% pour tre pelletable). Les sites quips de fosses pour rcep-tion en liquide pourront prendre les matires 1 ou 2 % de matire sche. Cette technique de traitement permet dhyginiser les produits entrants, la temprature montant plus de 70C en phase de dgradation active.

    Conditions dadmission des dchets dassainissement : MV : brutes aprs dgrillage ; aprs coagulation-floculation (page 13) ; aprs sparation physique (page 16) ; aprs dcantation dynamique (page 23) ; aprs dshydratation (page 26) ; aprs mthanisation (page 37) ; aprs filtres plants (page 53) G : brutes (faible quantit et si possible mlanges) ; aprs coagulation-floculation (page 13);aprs sparation physique (page 16) ; aprs dcantation dynamique (page 23) ; aprs dshydratation (page 26) ; aprs mthanisation (page 37)S : bruts non admis - Possibilit de valoriser en compostage la matire organique rcupre du lavage du sable.

    Filire de valorisation des produits :Compost norm => Commercialisation en agriculture voir Epandage (page 50)

    Filire de valorisation des dchets :Compost non norm => Plan dEpandage (page 50)Compost non valorisable en agriculture => Elimination (stockage ou incinration)

    Schma de principe du compostage S

  • 34 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Compostage

    Techniquesdetraitement

    Ce procd se fait en gnral en andains (longs tas troits - hauteur de 3 5 m environ et largeur entre 3 et 6 m) de longueur variable (en fonction de la quantit de dchets et des surfaces disponibles) ou en tas simples pour de plus petites quantits. La part dadmission des MV par rapport aux autres dchets est variable (elle peut varier de 0 40 %). Elle dpend de la siccit, du rapport C/N des produits entrants et de lquilibre quil convient doprer en les mlangeant pour tre dans les conditions optimales de compostage.

    techniques De compostage existantes

    Compostage - retournement : >

    Mthode la plus courante pour les petites plates-formes traitant essentiellement des dchets verts. Le retour-nement se fait via une agitation mcanique et un mlange des matires depuis la surface vers le centre. Cette mthode permet dajouter de lair. Le retournement peut se faire laide du tracteur-pelle (chargeur) ou dappa-reils spcialement conus pour le retournement du compost. La frquence du retournement est variable selon lvolution des teneurs en eau et des tempratures.

    Compostage - aration active : >

    Laration active suppose lintervention dun systme mcanique qui force lair pntrer dans landain ou lextraire de celui-ci. Il sagit habituellement de systmes o des ventilateurs sont raccords des tuyaux perfors sous le centre de landain. Le retournement mcanique reste ncessaire pour une homognisation du produit. Associs des sondes de tempratures et doxygnation, ces systmes permettent de piloter plus prcisment le compostage et dobtenir des produits de qualit constante dans le temps.

    Compostage aration passive : >

    Laration passive suppose linstallation de tuyaux daration dans ou sous le tas. On laisse lair circuler passive-ment dans les tuyaux. Lair pntre difficilement sur plus de 1 2 m de hauteur de matire composte.

    vermicompostage ou lombricompostage : >

    Compostage ralis par des vers pour faciliter la dcomposition de la matire organique. Cette technique sadresse plus aux particuliers.

    Andains en cours de maturation S

  • Techniquesdetraitement

    35fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Compostage

    tapes De traitement sur une plateforme De compostage

    Vgtaux ligneux et herbacs, boues de STEP et autres dchets carbons et azots(MV, G, Fraction fermentescible des ordures mnagres, dchets verts)

    tApe 1 : rCeption / Contrle / tri / puis stoCkAge pour les Co-produits en Attente de broyAge

    MV dgrilles (caractrises par leur humidit).Vgtaux ligneux tris et broys (caractriss par leur scheresse)

    tApe 2 : prpArAtion

    Dure : Compostage avec retournement : 3-6 mois (comme dcrit prcdemment, disposition en andains) Compostage avec aration active : 1-3 mois (aration des andains par des rampes centrales) Compostage avec aration passive : 6-24 mois Vermicompostage ou lombricompostage : environ 3 mois

    Ce qui se passe : La temprature augmente jusqu 70-80 C Les micro-organismes arobies et thermophiles (bac-tries) utilisent loxygne contenu dans les dchets pour consommer les matires organiques. Obtention de gaz carbonique, de vapeur deau et de chaleur hyginisant le produit.

    Andains forms de dchets ligneux et de MV sur une aire tanche.

    tApe 3 : dgrAdAtion Arobie

    Ce qui se passe : La temprature diminue et se stabilise autour de 30-50 C. Les micro-organismes arobies et msophiles (bactries et champignons) recomposent les matires organiques en lments pr-humiques Perte de leau contenue et diminution des concentra-tions dacides organiques, teneurs en sels

    Dure :2 6 mois, avec retournement rgulier Vrification du schage du compost (exemple du test de la tige en fer, si elle est humide alors le schage nest pas termin)

    Phase de stabilisation de la matire organique dcompose sur une aire tanche (protection du milieu des ventuelles sources de pollution par infiltration et ruissellement)

    tApe 4 : mAturAtion

    Criblage (entre 5 et 40 mm) et rutilisation des matires grossires.

    tApe 5 : AffinAge

    Obtention dun compost sec et hyginis. Chaque lot est analys (vrification de la conformit avec la norme NFU 44 095), stock sur une aire tanche.

    tApe 6 : stoCkAge

    refus de CriblAge remis en

    CompostAge

  • 36 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Compostage

    Techniquesdetraitement

    informations pratiques Surface de la plate-forme : environ 1 ha pour 10 000 t/an de dchets traits (tous dchets confondus) sui-vant la configuration du terrain pour le compostage et lentreposage. Terrain lgrement en pente (0,5 3 %) pour favoriser lcoulement de leau, la rcupration des eaux pluviales utilisables et les lixiviats en priphrie du site. Distance minimale de 8 mtres entre les aires/quipements spcifiques de linstallation et les limites de proprit du site lorsquil ne sagit pas dun btiment ferm. Distances minimales par rapport aux habitations, campings, tablissements recevant du public, (au moins 50 m), puits, forages, sources, berges, (au moins 35 m), zones de baignade, plages (au moins 200 m), pisci-cultures, zones conchylicoles (au moins 500 m).Site clos une hauteur minimale de 2 m.

    AvAntAges et inConvnients du CompostAge

    type de CompostAge AvAntAges inConvnients

    CompostAge -retournement

    Mlange uniforme des matires organiques. Rduction des risques de points chauds et points froids.

    Main duvre et temps de retournement importants.Frquence de retournement. Consommation dnergie fossile

    CompostAge -ArAtion ACtive

    Fiabilit de laration si quipe des capteurs ncessaires et si gestion pointue.Rduction de limpact carbone.

    Conception et investissements. Ncessit dengins de manutention. Besoin dun minimum de retournement.

    CompostAge -ArAtion pAssive

    Demande peu de main-duvre. Mthode la plus simple. Mthode la moins coteuse.

    Tas de petite taille.Qualit htrogne.

    vermiCompostAge Bonne destruction des agents pathognes. Technique dutilisation des vers, rserve au compos-tage de petite chelle (les particuliers).

    AspeCt teChnique

    Obtention dun produit commercialisable uniquement si respect de la norme NFU 44-095 ou valorisable en plan dpandage. Technique permettant le traitement des dchets organiques de toute nature du moment quils respectent les qualits ncessaires la valorisation.

    Ncessite une composition quilibre des dchets traits (rapport Carbone sur Azote C/N de 15 30), selon la norme : < 20 sur le compost final. Technicit du procd. Besoin de maintien dune bonne aration. Processus durant plusieurs mois. Emprise au sol. Rcupration et traitement des eaux de ruissellement. Ncessit dune bonne sparation des indsirables (plastiques, mtaux,) pour respecter le niveau de qualit agricole. Contraintes rglementaires.

    AspeCt finAnCier Possibilit de vendre le compost selon sa qualit. Main-duvre, matriels, aires tanches, et entrept.

    AspeCtenvironnementAl

    Filire de traitement respectant la rglementation euro-penne incitant la valorisation des dchets organiques. Restitution aux terres agricoles de la matire organique.Elimination des agents pathognes.Rduction du volume des dchets. Utilisateurs locaux du compost : diminution des flux routiers. Logique dchets > Logique produit (NFU 44-095).

    Risques dodeurs si mauvaise matrise du procd. Traitement des eaux de lixiviation charges en mati-res organiques si prsence en excs.

    AspeCtorgAnisAtionnel

    Procd bien adapt au milieu rural et pri-urbain pour tre proche des sources de dchets.

    Documents de rfrence consulter sNorme NFU 44-095 qui tablit les conditions ncessaires pour que le compost issu de la dgradation des dchets dassainissement puisse tre intgr dans une logique de produit commercialisable.Arrt du 22 avril 2008 fixant les rgles techniques auxquelles doivent satisfaire les installations de compostage.

  • Techniquesdetraitement

    37fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Mthanisation des boues

    MTHANISATION DES BOUES

    prinCipe

    La mthanisation est un traitement biologique par voie anarobie (en labsence doxygne) de matires orga-niques. Cette technique conduit une production combine de :biogazconvertibleennergie.Cegazestcomposmajoritairementdemthane(environ60%)etdedioxyde

    de carbone (40 %), provenant de la dcomposition biologique des matires organiques.digestat:ensembleconstitudematiresorganiquesnondgrades,dematiresminralisesetdebactries

    excdentaires.

    Conditions dadmission des dchets dassainissement : MV : brutes ; aprs racteurs biologiques (page 46) ; aprs sparation physique (page 16) ; aprs dcantation dynamique (page 23) ; aprs dshydratation (page 26) G : brutes ; aprs racteurs biologiques (page 46) ; aprs sparation physique (page 16) ; aprs dcantation dynamique (page 23) ; aprs dshydratation (page 26)S : non admis

    Filire dlimination ou de valorisation des sous produits sortants :Compostage (page 33)pandage (page 50)

    Schma de principe de la mthanisation S

    DgrillageCriblage Prparation Mthanisation

    Installation de mthanisation du SSivom de Varennes-Jarcy

    Dchets ou effluents

    organiques

    Biogaz

    Electricit

    Chaleur

    DigestatRacteurs pour chaque tape

    Compostage

    Epandage

    Aire de paillage

    Incinration

  • 38 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Mthanisation des boues

    Techniquesdetraitement

    synoptique Dune filire De mthanisation

    dgrillAge CriblAge

    dChets

    refus primAire

    prpArAtion Incinration Valorisation ferraille

    Humidification

    mthAnisAtionfermentAtion AnArobie

    humidit > 65 %

    35 65 C

    biogAz digestAtHumidit 75/90 %

    eAuRecircule dans le process

    refusdAffinAge

    digestAt dshydrAtHumidit 40/50 %

    vAlorisAtion(thermique, lectrique)

    effluentExcdent au rseau aprs

    traitement

    enfouissementinCinrAtion

    vAlorisAtionAgronomique

  • Techniquesdetraitement

    39fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Mthanisation des boues

    focus sur les tapes De traitement par mthanisation

    Matires organiques complexes transformes en substances simples (acides amins, acides gras). Bactries hydrolytiques

    tApe 1 : hydrolyse

    Obtention de composs neutres (alcools, glycrols) et dacides organiques (lactate,... sauf actate). Bactries fermentatives.

    tApe 2 : ACidognse

    Obtention dactate dune part, et dautre part de CO2 et dH2. Bactries actognes.

    tApe 3 : ACtognse

    Production de Mthane CH4 et de CO2. Bactries mthanognes.

    tApe 4 : mthAnognse

    informations pratiques La mthanisation est toujours prcde dun prtraitement plus ou moins dvelopp afin dliminer les matires non fermentescibles (criblage,) et de prparer la fermentation (prfermentation broyage, rchauf-fage,) Le processus de mthanisation dure entre 20 et 30 jours

    avantages et inconvnients De la mthanisation Des Dechets

    AvAntAges ContrAintes

    AspeCtteChnique

    Dchets humides et autres dchets peuvent tre mthaniss.

    Technique complexe. Traitement ncessaire des eaux uses en cas de bilan hydrique ngatif (cas des dchets humides). Ncessit dhomogniser le produit et dviter les sdimentations par agita-tion mcanique et pneumatique. Ncessite de rchauffer le produit entrant 35C pour la fermentation. Ncessite de tenir le digesteur en temprature 60C pour la fermentation thermophile, pour la production du biogaz.

    AspeCtfinAnCier

    Vente possible du biogaz ou de lnergie produite. Avantage commercial dans le thme du dveloppement durable.

    Investissements initiaux lvs.

    AspeCtenvironnementAl

    Valorisation organique et nergti-que des dchets. Faible consommation dnergie, voire auto-suffisance.

    AspeCtorgAnisAtionnel

    Ncessit de matriser des dbouchs pour le biogaz et le compost.Maitrise du racteur.

  • 40 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Aire de paillage

    Techniquesdetraitement

    AIRE DE PAILLAGE

    prinCipe

    Une aire de paillage se prsente sous forme dune cuvette tanche, sur laquelle a t dpose de la paille qui reoit par arrosage rgulier les MV. Aprs plusieurs mois de dcomposition anarobie, un fumier est obtenu dont la composition en valeur agronomique moyenne est la suivante :

    Ce fumier est valoris par pandage sur des terrains agricoles dans le cadre dun plan dpandage.

    Conditions dadmission des dchets dassainissement : MV : brutes ; aprs mthanisation (page 37) ; aprs sparation physique (page 16) ; aprs dcantation gravitaire (page17) ; aprs dshydratation (page 26) G : brutes (faible proportion et si possible mlanges) ; aprs mthanisation (page 37) ; aprs racteurs biologiques (page 46) ; aprs sparation physique (page 16) ; aprs dcantation gravitaire (page17) ; aprs dshydratation (page 26)S : non admis

    Filire dlimination ou de valorisation des sous produits sortants : :pandage (page 50)

    pHMatire Sche (%MB)

    Rapport C/N

    Matire organique

    (%MS)

    P2O5 (%MS)

    K2O (%MS)

    MgO (%MS)

    CaO (%MS)

    NTK (%MS)

    N-NH4 + (%MS)

    N-NO3- (%MS)

    Norg (%MS)

    vAleur moyenne*

    8.84 17.06 15.14 70.58 14.58 21.09 4.03 81.09 23.91 0.85 0.11 23.05

    * donnes de la Fumire de St Rmy en Bouzemont S

    Schma de principe de laire de paillage S

    Processus dimprgnation+ digestion anarobie

    Dversement des MVFumier

    Paroi tanche (gotextile, terre bton)

    Paille

  • Techniquesdetraitement

    41fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Aire de paillage

    tApes de trAitement sur une Aire de pAiLLAge

    Apport initial de paille. Apport rgulier des MV dans le temps.

    tApe 1 : rCeption des mAtires

    Entretien des talus et des abords.Enlvement des lments grossiers indsirables (chiffons, bois, plastiques).

    tApe 2 : entretien

    Dure moyenne dexploitation :Environ 12 mois.

    Ce qui se passe :Paille imprgne de MV. Transformations anarobies sur le support carbon de la MO en produit stabilis et cration au fil du temps dun produit trs comparable un fumier de bovin.

    Arrosage rgulier avec des MV.

    tApe 3 : fermentAtion

    tApe 4 : repos pendAnt quelques semAines

    Extraction mcanique des fumiers en vue de lpandage.Analyse du produit pour vrifier les caractristiques, confirmer, prciser, dfinir la valorisation (dosages)

    et vrifier la conformit (PCB, mtaux)

    tApe 5 : CurAge de lAire de pAillAge

    Stockage ventuel et momentan en bout de parcelle.pandage selon le plan prvu ou ventuellement modifi en fonction des dosages valids par les analyses.

    tApe 6 : vAlorisAtion du fumier

    tApe 7 : lAborAtion des rApports dpAndAge

  • 42 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Aire de paillage

    Techniquesdetraitement

    AvAntAges et inConvnients de LAire de pAiLLAge

    informations pratiques

    Schmatiquement, 1 000 m 3 de paille re-oivent 2 000 m3 de MV par an rparties dans lanne et produisent 500 800 m3 de fumier. Une cuvette ou une pointe de diamant permettent de matriser les excs dap-port ou les -coups dintempries. Sauf sapprocher de prs, linstallation donne laspect dune meule de paille. Exemple de mise en place dune aire de paillage :

    - Terrassement dune cuvette trap-zodale semi- enterre ouverte et tanche (pas trop profonde).

    - Dploiement dune membrane argileuse impermable qui gonfle au contact des liquides.

    - Recouvrement de la membrane par une couche de terre pour la protger lors des oprations de curage. Larrosage des MV sur la paille doit tre le plus rgulier possible et uniformment rparti dans lanne de faon ce que laire de paillage ne soit pas noye. Les installations ne doivent pas dpasser une tonne de fumier/jour (1100 1600 m 3/an de matires de vidange entrantes) si elles veulent rester en dessous du seuil ICPE (Installation Classe pour le Protection de lEnvironnement).

    AvAntAges inConvnients - ContrAintes

    AspeCt teChnique

    Principe simple. Arrosage rgulier sans noyer laire de paillage.

    AspeCt finAnCier

    Cots dinvestissement et dexploitation permettant, selon limpor-tance de linstallation, un cot comptitif la mise en STEP. Le service aux usagers est optimis par la proximit des points de traitement-valorisation.

    Surveillance.

    AspeCt environnementAl

    Trs peu dimpact paysager, aspect dune meule de paille. Amlioration structurelle et physico-chimique des matires destines lpandage. Filire de traitement respectant la rglementation europenne incitant la valorisation des dchets organiques.

    Risque dodeurs . Les eaux parasites de ruissellement ne doivent pas pntrer sur laire de paillage. Ncessit dun pr traitement des eaux avant rejet.

    AspeCt orgAnisAtionnel

    Possibilit de multiplier les sites de traitement proximit des gisements. Diminution des trajets (distance et temps). La ncessit de fournir un service de vidange durant toutes les priodes de lanne nest plus contrarie par la restriction des priodes dpandage ou les intempries. De mme, le service nest pas dpendant des horaires douverture parfois contraignants des STEP.

    pandage et valorisation du fumier (prvoir un plan et des conventions dpandage avec les exploitants agricoles). Pour des questions de responsabilits, il est trs difficilement concevable de partager lexploitation de cette filire entre plusieurs prestataires de service.

    Aire de paillage dans lYonne S

  • Techniquesdetraitement

    43fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Cultures libresLe lagunage et les

    racteurs biologiques

    CULTURES LIBRES :

    Le lagunage et les Racteurs biologiques

    prinCipe

    Le principe du traitement biologique arobie cultures libres (ou fixes cf fiche suivante) repose sur une succes-sion de traitements consistant liminer les matires organiques et purer leau en reproduisant et amplifiant les phnomnes naturels de dgradation par les organismes vivants (micro-organismes arobies).

    Ces micro-organismes peuvent tre libres (exemple boues actives ) ou fixs (exemple lit bactrien ).

    On distingue plusieurs types de procds de traitement :

    Un exemple de cultures libres en procd extensif et intensif sera dvelopp dans cette fiche.

    Conditions dadmission des dchets dassainissement :MV : brutes ou aprs coagulation-floculation (page 13)G : brutes, aprs coagulation-floculation (page 13)S : non admis

    Filire dlimination ou de valorisation des sous produits sortants :Refus du dgrilleur = > ISDnDBoues = > pandage (page 50) ; Incinration

    procd extensif : >

    LagunagenaturelLagunageartificiel

    procd intensif >

    BouesactivesencontinuBouesactivesfonctionnementsquentiel

  • 44 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Cultures libresLe lagunage et les

    racteurs biologiques

    Techniquesdetraitement

    Le lagunageprinCipe

    Le lagunage est un procd dpuration des eaux uses extensif qui utilise le fonctionnement biologique des micro-organismes. Ce sont eux qui garantissent la dgradation des matires organiques. Ce procd est adapt aux petites et moyennes collectivits (

  • Techniquesdetraitement

    45fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Cultures libresLe lagunage et les

    racteurs biologiques

    techniques De lagunage existantes

    lagunage naturel > :

    Cette technique traite les effluents dans des lagunes en arobiose (en prsence doxygne) par action des micro-organismes et du soleil. Le prin-cipe repose sur une succession de bassins dans lesquels se droule un mcanisme de photosyn-thse assurant le traitement des matires orga-niques.Il est ncessaire que les bassins soient peu profonds et remplis deau pour que la photosyn-thse ait lieu. La surface ncessaire est impor-tante, de lordre de 1 ha pour 1 000 EH (60 kg DBO5).

    lagunage ar > :

    Laration se fait artificiellement soit en surface par des arateurs ou turbines, soit en immersion par insufflation dair. En gnral, cette techni-que requiert deux lagunes daration profondes (environ 3 m) dans lesquelles les matires sjour-nent une quinzaine de jours par temps sec, et une lagune de finition profonde de 1 m o elles restent environ 2 jours.Le lagunage ar (arateurs de surface fixes ou monts sur des quipements flottants) ncessite une emprise au sol moindre et permet des meilleures performances puratoires que le lagunage naturel. En revanche, des cots nergtiques supplmentaires sont prvoir.

    AvAntAges et inConvnients du LAgunAge nAtureL

    AvAntAges inConvnients

    AspeCt teChnique

    Faible technicit requise pour lexploitant.

    Emprise au sol importante.Contraintes de nature de sol et dtanchit. Ncessit de pelles mcaniques et de clturer linstallation. Temps de sjour lev lorsque peu densoleillement.Curage des bassins tous les 3 5 ans.

    AspeCt finAnCier Cots dexploitation faibles (curage des boues et ventuellement maintenance des systmes daration).

    Matrise foncire.ventuels cots dtanchification des bassins.

    AspeCt environnementAl

    Bonne limination des bactries. Boues peu fermentescibles. Trs faible consommation nergtique, voire nulle pour le lagunage naturel.

    Risque dodeur en cas de mauvais fonctionnement, et au moment des dpotages.Qualit du rejet variable selon les saisons.

    AspeCt orgAnisAtionnel

    Peu de personnel (environ 4 h par semaine). Ncessit dune autorisation de rejets des eaux uses traites en sortie.

    Exemple de bassins de lagunage Rochefort S

  • 46 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Cultures libresLe lagunage et les

    racteurs biologiques

    Techniquesdetraitement

    Les racteurs biologiques

    Le procd de traitement par boues actives est un procd de traitement biologique culture en suspension. Il est constitu dun racteur biologique dans lequel les eaux uses sont mlanges une biomasse are et maintenue en suspension. Le substrat contenu dans les eaux uses sert de nourriture pour la multiplication et le dveloppement des micro-organismes contenus dans la biomasse.La biomasse est ensuite spare par dcantation et une partie de cette biomasse est recycle dans le racteur. La biomasse excdentaire est extraite du systme et constitue les boues secondaires. Les systmes de boues actives sont le plus souvent conus pour tre exploits en mode continu avec un racteur biologique, un dcan-teur secondaire et des quipements de retour des boues du dcanteur vers le racteur.Ce systme permet de transformer la pollution organique en biomasse. Il est constitu dun bassin daration, dun quipement daration et de brassage, dun clarificateur, dun dispositif de recirculation des boues, dun dispositif dextraction et dvacuation des boues en excs.

    On retrouve deux phases :une phase biologique (partie bassin daration)1. une phase physique : sparation de la biomasse active 2. de leau traite par dcantation (partie clarificateur)

    Le volume des bassins daration doit tre suffisant pour que le substrat ait le temps dtre transform en biomasse. Cependant, il ne doit pas tre trop grand, afin de pouvoir maintenir une concentration suffisante de biomasse dans les bassins tout en limitant lge des boues pour favoriser une qualit de biomasse propice sa floculation et sa dcantation. Il faut aussi sassurer que la masse biologi-que pouvant tre engendre sous diffrentes conditions dexploitation est suffisante compte tenu du volume de racteur choisi.

    Conditions dadmission des dchets dassainissement :MV : brutes ; aprs coagulation-floculation (page 13) ; aprs sparation physique (page 16)G : brutes ; aprs coagulation-floculation (page 13) ; aprs sparation physique (page 16)S : non admis

    Filire dlimination ou de valorisation des sous produits sortants :Aire de paillage (page 40) ; Compostage (page 33) ; Mthanisation (page 37) ; pandage (page 50) ; Incinration

  • Techniquesdetraitement

    47fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Cultures libresLe lagunage et les

    racteurs biologiques

    Dure :Variable suivant la

    quantit de matires et de lactivit des bact-ries : environ 1-2 jours

    Ce qui se passe : Dgradation des composs organiques par des bactries dites htrotrophes (se nourrissent de constituants organiques prexistants, dorigine animale ou vgtale) => Suppression denviron 70 % de la demande biologique en oxygne (DBO) et 70 % de la demande chimique en oxygne (DCO).

    Traitement des composs organiques (sucres, graisses) par des bactries.

    tApe 1 : dgrAdAtion biologique en milieu Ar

    Sparation de leau traite de la boue.

    tApe 2 : ClArifiCAtion

    Boues traites, limines ou valorises.

    Une fraction des boues peut

    tre remise en circulation

    en tte de traitement

    tapes De traitement par racteurs biologiques

    avantages et inconvnients Des racteurs biologiques

    AvAntAges inConvnients

    AspeCt teChnique

    Emprise au sol relativement faible. Traitement combin des graisses et des matires de vidanges possible.

    Dure de mise en route parfois importante. Ne doit pas tre arrt sous peine dtre inoprant (apport dammoniac constant). Formation de mousse possible (par prolifration de bactries filamenteuses dues aux graisses). Boues htrognes en cas de mauvaise aration.

    AspeCt finAnCier

    Cot dinvestissement important. Consommation nergtique plus ou moins importante selon les racteurs.

    AspeCt environnementAl

    Bonne limination de la pollution organique.

    AspeCt orgAnisAtionnel

    Technique adaptable toutes les chelles de traitement. Automatisation de linstallation.

    Ncessit de personnel qualifi et dune surveillance rgulire.Extraction frquente des boues. Nettoyage rgulier du mdia du racteur.

  • 48 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Cultures libresLe lagunage et les

    racteurs biologiques

    Techniquesdetraitement

    racteurs biologiques existants

    boues actives > :

    Technique la plus utilise. Le procd de boues actives est un traitement biologique culture libre. Les bactries se dveloppent dans des bassins ars (loxygne est apport par brassement ou insufflation dair). Les bactries, en suspension dans leau, sont en contact permanent avec les matires polluantes dont elles se nourrissent . La biodgradation dans le bassin daration est denviron 30 heures (20 50 h). Un clarificateur permet ensuite de sparer les boues de leau (5 10 h). Une fraction des boues est recircule en permanence afin dassurer la prsence de ces bactries puratrices.

    biomaster, biolix > :

    Procd de dgradation biologique arobie (en prsence doxygne) par des bactries.

    Carbofil > :

    Traitement par technologie de brassage et doxygnation fond sur une re-circulation du fluide dans un bassin et permettant dapporter de grandes quantits doxygne tout en matrisant les phnomnes de moussage.

    Exemple dinstallation Carbofil dans lAin S

  • Techniquesdetraitement

    49fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Cultures fixesLpandage et

    les filtres plants

    CULTURES FIXES

    Lpandage et les filtres plants

    limage des cultures libres , il existe plusieurs types de procds :procds extensifs : >

    Infiltration et percolation (cultures fixes sur support fin)pandage souterrain et superficiel (biomasse fixe sur le sol en place)

    procds intensifs : >

    Lits bactriensDisques biologiquesFiltres plants coulement vertical ou horizontal

    Nous dvelopperons ci-aprs un exemple dun procd extensif et intensif.

    Conditions dadmission des dchets dassainissement :MV : brutesG : non admisS : non admis

    Filire dlimination ou de valorisation des sous produits sortants :Compostage (page 33)pandage (page 50)

  • 50 fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement

    Cultures fixesLpandage et

    les filtres plants

    Techniquesdetraitement

    Lpandage

    prinCipe

    Lpandage est une technique consistant rpandre des matires organiques (les boues issues des STEP, les MV, les fumiers, les composts, les digestats de mthanisation ou encore les boues de lagunage), notamment sur des sols agricoles (notion dintrt agronomique).Pour tre pandables, les matires doivent tre exemptes dlments grossiers et pandus hors des priodes dexcdent hydrique.Les produits sont pandus sous forme liquide ou de granulats.

    Lpandage agricole des dchets graisseux bruts ne prsenterait quun intrt agronomique trs limit (teneurs en azote et en phosphore trs faible) et pourrait engendrer : lasphyxie des sols (formation dun film lipidique en surface : Beture - 1996) ; une mauvaise biodgradabilit des graisses sur les sols ; linhibition de la germination (acidification du milieu par les acides gras : Helaine - 1995).Cette filire est donc clairement interdite par la rglementation (arrt du 8-12-97 et dcret du 8-01-98).

    Informations pratiques sLpandage des sables, des graisses et des lments grossiers est interdit quelle quen soit la provenance. Lpandage des boues sur des sols agricoles ne peut tre pratiqu que si celles-ci prsentent un intrt pour les sols ou pour la nutrition des cultures et des plantations. Tout pandage est subordonn une tude pralable ralise par le producteur de boues. Elle dfinit notamment laptitude du sol recevoir ces boues, le primtre dpandage, les modalits de sa ralisation, y compris les matriels et dispositifs dentreposage ncessaires. Les producteurs de boues doivent mettre en place un dispositif de surveillance de la qualit des boues et des pandages. Lpandage peut tre interdit selon les conditions climatiques, la nature des sols, la pente des terrains, les distances par rapport aux diffrents points deau et certains tablissements, Priodes dinterdiction dpandage (daprs la directive nitrates , code de bonnes pratiques agricoles)Lpandage est rglement et contrl par ltat. A noter que les pandages en fort font lobjet dune autorisation spciale donne aprs avis du CODERST (Conseil Dpartemental de lEnvironnement, des Risques Sanitaires et Techniques). La demande dautorisa-tion comprend la description dun protocole exprimental et dun protocole de suivi.

    Conditions dadmission des dchets dassainissement : MV : brutes ; aprs aire de paillage (page 40) ; aprs compostage (page 33) ; aprs lagunage (page 44) ; aprs filtres plants (page 53) ; aprs mthanisation (page 37) ; aprs racteurs biologiques (page 46) ; aprs sparation physique (page 16)G : non admisS : non admis

  • Techniquesdetraitement

    51fnsa - panorama des techniques de traitement des dchets dassainissement 2009

    Techniquesdetraitement Traitements biologiques

    Cultures fixesLpandage et

    les filtres plants

    tapes De la filire Dlimination par panDage

    tudier le milieu rcepteur et le contexte agricole.Analyser les caractristiques des matires pandre et leur aptitude lutilisation agricole.

    Ltude doit tre formalise dans un document.

    tApe 1 : tude prAlAble plAn dpAndAge

    tablir le programme prvisionnel (priodes dpandage et parcelles agricoles retenues).pandre lorsque toutes les conditions favorables sont runies.

    Enregistrer lensemble des donnes et informations.

    Suivi agronomique et suivi de la qualit des boues.Bilan annuel des campagnes dpandage et programme prvisionnel annuel dpandage.

    tApe 2 : exploitAtion - pAndAge

    tApe 3 : rApport et suivi

    Informations complmentaires s Les producteurs de boues communiquent rgulirement un registre aux utilisateurs et sont tenus de le conserver pendant dix ans. Le producteur de boues adresse au prfet, chaque anne, une synthse des informations figurant dans le registre. Celui-ci doit tre prsent aux agents chargs du contrle de ces oprations. Le prfet peut commu-niquer la synthse du registre aux tiers qui en font la demande. Le prfet peut faire procder des contrles inopins des boues ou des sols. Des conditions spcifiques demploi peuvent tre fixes dans chaque dpartement par le prfet, pour tenir compte de la nature particulire des sols, des milieux aquatiques, du milieu environnant et du climat.

    Quand pandre et quelles doses ? sIl existe deux types de boues dfinis partir du rapport C/N de celles-ci :

    Type I : boues C/N > 8 : ce sont des boues biodisponibilit rduite de lazote, court ou moyen terme (boues compostes, certaines boues chaules, boues de lagunage naturel) Type II : boues C/N < 8 : ce sont les boues dont le taux de biodisponibilit de lazote, court ou moyen terme, est considr comme lev, do une restriction assez forte des priodes dpandage (boues liquides, pteuses ou sches).

    Epandage en champ S