Etude de procédés de réduction de la production de boues par couplage de traitements physique ou chimique et biologique PDF Download

Author: Patricia Camacho
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 253

View

Book Description
Les exigences de la législation sur l'eau et les déchets auront pour conséquence, une augmentation de la production de boues associée à des contraintes croissantes d'évacuation. Aussi, l'étude de procédés contribuant à une réduction de la production de boues tout en préservant la qualité de l'épuration de l'influent devient une priorité. Dans un premier temps, la production de boues d'un système biologique conventionnel a été étudiée. Un modèle mathématique a été appliqué afin de décrire et de quantifier par une étude de sensibilité du modèle, les paramètres déterminants de la production de boues tels que le rendement de conversion, le taux de décès et la fraction inerte. L'étude des différents traitements physico-chimiques a permis l'évaluation des potentialités spécifiques tant vis à vis de la réduction de la taille des particules, favorable à une augmentation de la biodégradabilité que, vis à vis d'une inactivation des cellules, synonyme d'une augmentation des besoins de maintenance et/ou du décès cellulaire et/ou de la lyse cellulaire. L'étude et l'identification de la synergie des processus physico-chimiques et biologiques de transformation de la matière organique et minérale est réalisée à partir d'essais en continu. L'analyse partielle des mécanismes d'action des traitements associés a été réalisée à partir des essais en discontinu et continu. Une réduction significative de la production de boues ne semble envisageable que, si le traitement associé induit une augmentation des besoins de maintenance des cellules, une augmentation de la biodégradabilité de la pollution accumulée dans le système lors du procédé d'épuration. Basée sur les performances des systèmes en terme de réduction de la production de boues et sur les mécanismes d'action, une première comparaison des technologies de traitements associés est réalisée. Le suivi de la qualité de et des boues produites permet de valider l'intégration de tels procédés dans la filière de traitement des eaux usées.

Author: Etienne Paul
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118309685
Category : Science
Languages : en
Pages : 431

View

Book Description
A comprehensive guide to sludge management, reuse, and disposal When wastewater is treated, reducing organic material to carbon dioxide, water, and bacterial cells the cells are disposed of, producing a semisolid and nutrient-rich byproduct called sludge. The expansion in global population and industrial activity has turned the production of excess sludge into an international environmental challenge, with the ultimate disposal of excess sludge now one of the most expensive problems faced by wastewater facilities. Written by two leading environmental engineers, Biological Sludge Minimization and Biomaterials/Bioenergy Recovery Technologies offers a comprehensive look at cutting-edge techniques for reducing sludge production, converting sludge into a value-added material, recovering useful resources from sludge, and sludge incineration. Reflecting the impact of new stringent environmental legislation, this book offers a frank appraisal of how sludge can be realistically managed, covering key concerns and the latest tools: Fundamentals of biological processes for wastewater treatment, wastewater microbiology, and microbial metabolism, essential to understanding how sludge is produced Prediction of primary sludge and waste-activated sludge production, among the chief design and operational challenges of a wastewater treatment plant Technologies for sludge reduction, with a focus on reducing microbial growth yield as well as enhancing sludge disintegration The use of anerobic digestion of sewage sludge for biogas recovery, in terms of process fundamentals, design, and operation The use of the microbial fuel cell (MFC) system for the sustainable treatment of organic wastes and electrical energy recovery

Author:
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 217

View

Book Description
L'élimination des boues produites lors de l'épuration biologique des eaux usées fait partie des enjeux majeurs de la prochaine décennie. Les contraintes qui pèsent sur les filières classiques orientent les recherches vers des procédés de réduction de la production de boue au sein de la filière de traitement de l'eau. Ainsi, l'association entre une étape d'oxydation chimique par l'ozone et un traitement biologique par boues activées peut conduire à une réduction significative de la quantité de boue produite. Basée sur une double approche, expérimentale et de modélisation, l'analyse des mécanismes de la production de boue montre l'influence capitale des processus d'accumulation des matières organiques inertes particulaires provenant de l'effluent à traiter et issues du processus de décès. Si l'étape d'ozonation permet de rendre biodégradables ces fractions inertes, les simulations montrent qu'il est possible d'atteintre une réduction totale de la production de boue. Les essais discontinus d'ozonation de boue mettent en évidence une acion solubilisante de l'ozone sur la matière particulaire, une augmentation de la biodégradabilité et une inactivation significative des microorganismes. Les résultats obtenus permettent de construire un modèle d'action de l'ozone sur la boue qui, couplé au modèle du procédé biologique, permet de confirmer par la simulation l'intérêt du procédé combiné. Le couplage entre l'étape d'ozonation et le procédé biologique permet de supprimer la production de boue organique excédentaire et conduit à une réduction de la production de boue minérale. L'optimisation du mode d'apport de l'ozone apparaît déterminante pour garantir l'efficacité de l'étape d'ozonation. Ce travail met en évidence l'apparition d'un talon de DCO réfractaire dans l'effluent, l'amélioration des caractéristiques de décantation et le maintien des activités nitrifiantes. Il montre l'applicabilité de ce procédé et précises les conditions dans lesquelles il peut être mis en œuvre

Author: B. Jimenez
Publisher: IWA Publishing (International Water Assoc)
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 332

View

Book Description
The treatment, management, and application or disposal of sludge is currently a major problem all over the world. However, solutions vary from one region to another and must be based on the technical and economical capacities of each country. Thus this issue reflects the special emphasis put on knowing the characteristics of sludges and their differences according to whether they come from a developed or a developing country, or from one region or another. A broad range of sludge stabilisation techniques were considered, ranging from low-cost and easy-to-operate technologies, to highly technological and costly alternatives, with local circumstances in mind. Sludge minimisation processes focus on solutions that avoid the problems, but it is clear that there will always be sludge generation and thus beneficial reuse should still be encouraged. Land application in developed and developing countries is included to present the perception of this alternative under different scenarios, comparing, for example, the experiences in countries like France and the United States, with those of Brazil and Greece. Similar international comparisons are given of management and regulatory regimes. Alternative processes give a rapid vision of non-conventional options that may constitute an interesting approach to sludge reuse. with the intention of satisfying the needs in different parts of the world. From the high-quality programme of this conference 41 papers have been selected after peer review. They provide an authoritative and wide-ranging survey of the state of research and practice in sludge management that will be an essential source of information of worldwide value.

Author:
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 177

View

Book Description
Dans le contexte actuel, les voies d'élimination des boues issues du traitement des eaux usées sont soumises à des contraintes multiples, notamment sociales, sanitaires et réglementaires. Des procédés couplés, associant différentes technologies aux procédés biologiques conventionnels, sont actuellement à l'étude pour réduire cette production. Les procédés d'oxydation chimiques, en particulier l'ozonation, semblent engendrer un taux de réduction de la production de boues (RPB) élevé. L'utilisation du peroxyde d'hydrogène n'a été que peu étudiée vis à vis de cet objectif alors qu'il présente a priori un certain nombre d'avantages par rapport à l'ozone. Cette étude vise à caractériser et à analyser l'effet du peroxyde d'hydrogène (H2O2) sur la matière d'une boue ainsi que les performances du couplage d'un réacteur de peroxydation à un système à boue activée.En réacteur fermé, l'action de H2O2 conduit à un taux solubilisation de la matière organique particulaire (mesurée comme COP) élevé qui dépend de la température, étudiée entre 60°C et 95°C. Plus de 85% du COP de boues digérées est solubilisé à 95°C contre 20% pour une boue activée. A 95°C, nous avons varié les conditions opératoires (pH initial, mode d'ajout de H2O2 , rajout de Fe2+ comme catalyseur) afin de déterminer les conditions favorables à un taux de solubilisation du COP élevé tout en maximisant l'efficacité d'action de H2O2. Ces conditions sont : pH initial 8, mode d'ajout ponctuel et T= 95°C. L'ajout de fer n'a pas d'effet visible sur l'efficacité de H2O2. Le taux de solubilisation des matières minérales de la boue est faible. De manière surprenante, le taux de consommation de H2O2 est toujours constant quel que soit le taux d'avancement de la réaction de solubilisation et pour l'ensemble des conditions opératoires mises en jeu. Une consommation de H2O2 pour des réactions compétitives, autres que les réactions de solubilisation existe donc. Etant donné les nombreuses réactions complexes envisageables avec H2O2, seules des hypothèses sur les mécanismes d'action ont été proposées. Le couplage traitement biologique-traitement chimique par H2O2, a été mis en œuvre en réacteurs ouverts. La caractérisation de la production de boue lors du traitement combiné H2O2-traitement biologique a permis de constater une RPB reproductible de 50% par rapport à la production de boues de référence pour une dose de 0,45gH2O2/gMVS non produites. Une minéralisation des boues est observée confirmant les résultats précédents. Un modèle existant a été adapté pour représenter l'évolution des variables du procédé combiné. Avec ce modèle les concentrations en DCO de l'effluent et de MVS du bassin d'activation sont correctement représentées. Il sera nécessaire néanmoins de valider ce modèle pour d'autres doses de H2O2. L'analyse économique du procédé montre que le coût des boues non produites en utilisant H2O2 est prohibitif compte tenu du coût actuel de l'élimination des boues. Une optimisation de la dose d'H2O2 utilisée, de la température de travail mais aussi des coûts d'investissement est nécessaire avant d'envisager ce procédé à l'échelle industrielle.

Author: Matthieu Praderie
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 188

View

Book Description
Les normes plus restrictives de rejets après traitement des eaux résiduaires urbaines, ainsi que l'obligation faite aux petites localités d'être équipées (d'ici 2005) de leur propre station d'épuration, entraînent le développement de nouveaux systèmes de dépollution. Le couplage de techniques membranaires au procédé de traitement biologique par boues activées apporte une solution à ces contraintes. L'étape de la clarification par décantation y est supprimée, et la possibilité d'opérer avec des boues âgées et fortement concentrées permet de réduire le volume des ouvrages. Le procédé de traitement avec les membranes directement immergées dans la boue activée représente la 2ème génération de ces systèmes de couplage, il succède au procédé dit à boucle externe et il apporte une simplification de mise en oeuvre et une réduction des coûts énergétiques. L'étude présente les conditions de fonctionnement du procédé de boues activées à membranes immergées (BAMI) tant sous l'aspect de l'épuration biologique que sous l'aspect des performances hydrauliques. Elle permet de définir des conditions opératoires permettant d'obtenir une élimination très poussée de la DCO et de l'azote, ainsi que des flux de perméat stables. La qualité bactériologique de l'eau traitée est satisfaisante. Le dispositif est insensible au phénomène de foisonnement, élimine les risques de perte des boues vers le milieu récepteur et par rapport à un traitement conventionnel, la production de boues en excès est réduite.

Author: Sergio Perez Fabiel
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :

View

Book Description
Les boues produites par les stations d’épuration sont considérées comme des déchets. Elles doivent par conséquent être éliminées en respectant les nouvelles contraintes réglementaires, environnementales, sanitaires, économiques voire psychologiques. Ces contraintes obligent à rationnaliser le traitement de ces boues. La réduction de la production de boue peut constituer un moyen pour leur meilleure gestion. Cette étude s’est intéressée à évaluer l’effet d’un traitement thermique à 65°C sur (i) la biodégradabilité des matières particulaires des boues, (ii) le devenir des activités biologiques et chimiques et (iii) la déstructuration des flocs et particules. Elle a ensuite conduit à développer et à caractériser un nouveau procédé couplé constitué d’un réacteur hyper-thermophile aérobie et d’un système conventionnel de digestion anaérobie mésophile en vue de réduire la production de boues d’une station d’épuration de grande taille. Lors de tests en réacteurs fermés, la solubilisation de la matière organique intervenant à 65°C n’engendre pas de modification de sa biodégradabilité et, par conséquent, le caractère particulaire ou adsorbé de cette matière organique ne constitue pas une limitation pour les dégradeurs biologiques. De plus, le fractionnement de la matière selon les deux propriétés, biodégradabilité et taille, a conduit à proposer un modèle de floc biologique, celui-ci pouvant être constitué d’un squelette organique réfractaire, stabilisé par une fraction minérale, sur lequel est adsorbée une matière organique dite « solubilisable » à 65°C et, surtout, qui est majoritairement biodégradable. Puis, le suivi des activités enzymatiques hydrolytiques a montré la forte spécificité des enzymes relarguées vis-à-vis de la température d’opération, réduisant les possibilités de synergie entre les conditions opératoires mésophiles et thermophiles en absence de développement de populations microbiennes adaptées. Ces observations ont naturellement conduit à l’élaboration d’un procédé continu couplé. L’étude de ce réacteur couplé a permis de mettre en évidence la cohabitation de populations microbiennes aérobies hyperthermophiles et anaérobies mésophiles et de quantifier leur complémentarité vis-à-vis de la biodégradation de la matière des boues biologiques. La configuration en réacteur couplé est adaptée pour intensifier le processus de désintégration et biodégradation du «squelette » du floc qui intervient simultanément à la solubilisation des sels, éléments structurants. Ainsi, une biodégradabilité ultime de 61% de la DCO de boues secondaires a été atteinte, valeur bien supérieure aux valeurs classiquement citées dans la littérature pour ce type de boues. Pour un temps de séjours des boues de 42 jours, le rendement de biodégradation mesuré pour ces boues est de 52%. Dans les conditions de pilotage testées, ce gain de rendement n’a pas engendré d’augmentation du rendement de production de méthane, confirmant que la dégradation supplémentaire a lieu en conditions aérobies. Le procédé couplé apparaît comme un procédé de réduction de la production de boue potentiellement intéressant car il associe réduction de la matière organique, solubilisation poussée de la matière organique et minérale, et peut être, une certaine hygiénisation

Author:
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 375

View

Book Description

Author: Abdelaziz El Houari
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0

View

Book Description
Reconnu par leur effet toxique, inhibiteur et corrosif, les sulfures (S2-, SH-, SH2) sont un sous-produit indésirable de la digestion anaérobie des boues de station de traitement des eaux domestiques de la ville de Marrakech, Maroc (STEP). Ils proviennent essentiellement de la réduction "dissimilatrice" des composés soufrés (SO4 2-, SO3 2-, S2O4 2- ..) contenus dans ces boues. Ce processus est réalisé par un groupe bactérien anaérobie appelé bactéries sulfatoréductrices (BSR). Une fois dans le biogaz, les sulfures sous forme gazeuse réduisent en plus la durée de vie des installations et des équipements de la STEP. Elle est ainsi dotée d'installations biologiques et physico-chimiques lui permettant d'éliminer ces sulfures avant la transformation du biogaz en énergie électrique. Cependant, ces procédés sont onéreuses et grandes consommatrices d'énergies. D'où l'idée de minimiser la production des sulfures au sein même des digesteurs anaérobies. Pour cela, il était nécessaire d'abord de connaître les microorganismes à l'origine de la production des sulfures (BSR), ceux potentiellement impliqués dans leur élimination (bactéries sulfo-oxydantes), et d'un groupe de microorganismes fermentaires (Synergistetes) intervenant dans le bon fonctionnement de la digestion anaérobie. Ces études ont été menées à la fois sur des d'approches moléculaires et culturales. Les résultats obtenus, ont permis de comprendre comment ces groupes bactériens, d'intérêts écologique et économique importants, interviennent dans la digestion anaérobie des boues de la STEP permettant à la fois d'accélérer les processus d'oxydation de la matière organique combinée à la réduction des composés soufrés et de minimiser la concentration des en sulfure dans le biogaz.

Author: Bruno Lacoste
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 229

View

Book Description
L'EPURATION DE LA POLLUTION ORGANIQUE DES EAUX USEES, URBAINES OU INDUSTRIELLES, FAIT ESSENTIELLEMENT APPEL ACTUELLEMENT A DES PROCEDES BIOLOGIQUES ANAEROBIES OU AEROBIES. DANS CE DERNIER CAS, LES PROCEDES A BOUES ACTIVEES SONT PARMI LES PLUS COURANTS MAIS NECESSITENT DE GRANDS VOLUMES. LES BIOREACTEURS A MEMBRANES PRESENTENT L'AVANTAGE DE LA COMPACITE ET L'OBTENTION D'UN EFFLUENT DE TRES BONNE QUALITE CONSTANTE MEME A TRES FORTE CHARGE. LES MEMBRANES MINERALES, PARTICULIEREMENT RESISTANTES ONT ETE ETUDIEES DANS NOTRE PILOTE POUR LE TRAITEMENT EN AEROBIOSE D'UNE EAU USEE URBAINE SYNTHETIQUE. NOUS PROPOSONS UN NOUVEAU SYSTEME DANS LEQUEL LE BIOREACTEUR FAISAIT CORPS AVEC LE MODULE DE FILTRATION UTILISE, SUPPRIMANT AINSI TOUT BASSIN CONVENTIONNEL. L'ETUDE DU COLMATAGE MONTRE L'IMPORTANCE DES COMPOSES ISSUS DE LA LYSE BACTERIENNE ET DE CEUX PRODUITS PENDANT LA PHASE DE RALENTISSEMENT DE CROISSANCE DE LA BIOMASSE. LE COLMATAGE TRES RAPIDE DES MEMBRANES EST EVITABLE EN UTILISANT UN DECOLMATEUR A FLUX INVERSE ET EN PRATIQUANT DES PURGES DE BOUES REGULIERES. LA BIOMASSE EST MAINTENUE A UNE VALEUR MOYENNE DE 15 G/L, LE FLUX DE FILTRAT ETANT COMPRIS ENTRE 25 ET 35 L/H.M2 SELON LA POROSITE DE LA MEMBRANE. LA QUALITE DE L'EFFLUENT OBTENU EN SORTIE EST EN TOUS POINTS COMPARABLE OU SUPERIEURE A CELLE D'UNE STATION A BOUES ACTIVEES TRAVAILLANT EN AERATION PROLONGEE. SEULE LA NITRIFICATION EST ENCORE TROP INCOMPLETE. AUCUN DES MODELES CLASSIQUES TESTES NE PERMET D'EXPLIQUER CE QUI SE PASSE APRES LA PHASE DE DECROISSANCE RAPIDE DU FLUX