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Optimisation des conditions opératoires pour la déshydratation des boues d’épuration par la technique de gel/dégel en régions nordiques (cas du village de Salluit).

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Tazi, Oumaima (2018). Optimisation des conditions opératoires pour la déshydratation des boues d’épuration par la technique de gel/dégel en régions nordiques (cas du village de Salluit). Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 105 p.

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Résumé

Au Canada, de nombreuses communautés nordiques sont aux prises avec une problématique environnementale liée à la gestion des eaux usées. Les systèmes primaires et secondaires de traitement des eaux usées produisent des quantités importantes de boues d’épuration. Ces boues contiennent de la matière organique pouvant être utilisée comme fertilisant, et des éléments indésirables, tels que des agents pathogènes et des contaminants chimiques qui sont potentiellement dangereux pour l’homme, la faune et la flore. Afin de gérer ces boues produites lors du traitement des eaux usées, une étape de déshydratation des boues d’épuration par la technique de gel/dégel a été proposée à cause du climat froid, la présence du gel durant une bonne partie de l’année et l’insuffisance de moyens d’assainissement que rencontrent ces communautés. Cette technique permet, en premier lieu, la séparation solide/liquide qui s’effectue par la cristallisation de l’eau contenue dans les boues. Les cristaux repoussent les impuretés concentrées, ce qui favorise leur agglomération. En second lieu, les flocs produits sont déshydratés, puis compactés sous l’effet de la progression de la glace vers eux. Après le dégel, le drainage de l’eau à travers les granules laisse un résidu final ayant une siccité plus élevée, permettant ainsi son transport et sa valorisation. Ce projet de recherche avait comme objectif principal de développer un procédé de déshydratation des boues primaires et/ou secondaires par la technique de gel/dégel en régions nordiques et d’optimiser les critères opératoires, tels que les effets du type de boues, de la teneur initiale en solides totaux, de la température, de la durée de congélation et de la hauteur de boues, de l’ajout de boues successives et des cycles de congélation/décongélation. Un suivi des solides totaux des boues initiales et finales, des matières en suspension présentes dans le lixiviat, de la teneur en carbone organique dissous et des éléments métalliques a été réalisé afin de comparer les performances des différentes conditions testées. Les résultats obtenus après le traitement par gel/dégel indiquent que le type de boues affecte les teneurs en solides des boues déshydratées et leur contenu en Ca, en K, en Mg et en Na par rapport aux boues initiales. De même, l’épaisseur de la couche de boues congelés et le temps de congélation ont un impact sur les solides totaux des boues déshydratées. En ce qui concerne l’influence de la siccité initiale des boues, plus cette dernière est élevée, plus la siccité finale des boues déshydratées est élevée.

Abstract

In Canada, many northern communities are dealing with environmental issues related to wastewater management. Primary and secondary wastewater treatment systems produce significant amounts of sewage sludge. This sludge contains organic material that can be used as a fertilizer, and undesirable elements, such as pathogens and chemical contaminants, that are potentially harmful to humans, wildlife and plants. In order to manage the sludge produced during wastewater treatment, a sludge dewatering process by the freeze/thaw technique was proposed because of the cold climate, the presence of frost during a good part of the year and the inadequate sanitation facilities that these communities encounter. This technique allows, in the first place, the solid/liquid separation, which is carried out by the crystallization of the water contained in the sludge. The crystals repel concentrated impurities, which favors their agglomeration. Secondly, the floc produced is dehydrated and then compacted by the progression of the ice towards them. After the thaw, the drainage of the water through the granules leaves a final residue with a higher total solids content, allowing its transport and recovery. The main objective of this research project is to develop a dewatering method applicable to primary and/or secondary sludge by the freeze/thaw technique in northern regions and to optimize operating criteria such as the effect of the initial total solids content. The effects of the type of sludge, temperature, duration of freezing and height of sludge added, successive addition of sludge, and various cycles of freezing/thawing have been studied. Monitoring of total initial and final sludge solids content as well as suspended solids, dissolved organic carbon content and metallic elements contents in the leachate was completed to compare the performances of the different operating conditions studied. The results obtained after the freeze/thaw treatment indicate that the sludge type affects the final solids content and the Ca, K, Mg and Na levels compared to the initial sludge. Sludge height and freezing time have also an impact on the resulting total solids content of the dewatered sludge. With regard to the influence of the initial dryness of sludge, the higher the latter, the greater the final dryness becomes important.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Blais, Jean-François
Co-directeurs de mémoire/thèse: Mercier, Guy; Coudert, Lucie
Mots-clés libres: eaux usées; boues d’épuration; déshydratation des boues; gel/dégel; régions nordiques; solides totaux; sewage; sewage sludge; sludge dewatering; freeze/thaw; northern regions; total solids
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 09 avr. 2019 21:18
Dernière modification: 09 avr. 2019 21:18
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/7977

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