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Procédé de décontamination des boues d'épuration municipales: analyse de l'effet des conditions opératoires sur la performance du procédé.

Beauchesne, Isabel (2003). Procédé de décontamination des boues d'épuration municipales: analyse de l'effet des conditions opératoires sur la performance du procédé. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 177 p.

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Résumé

Au cours des dernières années, les gouvernements se concentrent sur la problématique de la disposition des déchets. A ce sujet, la gestion des boues d'épuration municipales cause un problème s'amplifiant alors que leur décontamination s'avère nécessaire pour leur valorisation. Cette décontamination doit toutefois s'effectuer sans affecter la qualité nutritive des boues. L'efficacité du procédé MÉTIX-AC de décontamination des boues d'épuration municipales a été étudiée sur des boues biologiques, type le plus répandu. Le procédé a donc été optimisé par l'étude de l'impact des paramètres opératoires (pH, potentiel d'oxydoréduction, solution lixiviante utilisée - effet du peroxyde d'hydrogène et du chlorure ferrique -) sur la solubilisation des métaux (Cu, Zn, Ni, Cr, Cd, Pb, Mn), la perte en éléments nutritifs (P, K, Mg, DCO, Ca, Na) ainsi que la qualité du conditionnement chimique obtenue suite au traitement. Les tendances observées ont été analysées, les conditions cibles d'opération déterminées et, finalement, un modèle mathématique a été construit, permettant une sélection de la zone de travail privilégiée selon l'importance accordée à chaque paramètre (métaux - ou métal particulier -, qualité nutritive, conditionnement, coûts). Les résultats montrent que le procédé est efficace pour la décontamination des boues biologiques de la Haute-Bécancour, en réduisant la concentration en cuivre, élément le plus restrictif à la valorisation de ces boues, j’usqu'à l'atteinte des normes d'excellente qualité environnementale(C1, épandage agricole au Québec). Une solubilisation significative du zinc, du nickel, du plomb, du manganèse est favorisée par l’acidification des boues, un ajout de fer ferrique améliorant la solubilisation du chrome et du cadmium. Toutefois, la solubilisation du nickel, bien qu'en concentration importante, est insuffisante pour atteindre la norme Cl. À l'exception des pH extrêmement acides, les éléments nutritifs sont maintenus dans les boues, particulièrement par précipitation préférentielle du phosphate ferrique. L'impact sur les boues d'une certaine concentration de produits chimiques étant très variable, Ia zone de travail cible est exprimée en termes de proportion de réactifs. Elle consiste en l'utilisation de fer ferrique à des concentrations de trois à 7 fois supérieures (cibler 5,6, la floculation pouvant être ardue près de 7) à celle de peroxyde d'hydrogène. La concentration de peroxyde d'hydrogène devrait idéalement être d'environ l0 kg/tbs, quantité suffisante pour assurer la désinfection des boues, la suppression des odeurs et minimiser la formation de précipité métallique. L'acide devrait donc être ajouté pour obtenir un pH inferieur à 2,5 mais supérieur à 2,0 (cibler entre 2,2 et 2,3), alors que le potentiel d’oxydoréduotion obtenu devrait se situer à des valeurs supérieures à 450 mV (cibler 450 à 475 mV). Les travaux ont également permis de proposer un modèle mathématique qui déterminera la zone de conditions opératoires adéquate pour solutionner certaines problématiques à venir. Il faut toutefois réaliser que cette zone cible doit plutôt être vue en tant que proportions de réactifs pour atteindre les conditions de pH et POR cibles, et non de concentrations puisque différentes boues ont différents pouvoirs tampons et réactivité générale.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Blais, Jean-François
Co-directeurs de mémoire/thèse: Ouarda, Taha B.M.J.
Mots-clés libres: décontamination; boues d'épuration municipales; MÉTIX-AC
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 08 nov. 2012 19:17
Dernière modification: 09 nov. 2015 18:39
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/358

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