reduction de la production de boues activees par un traitement

REDUCTION DE LA PRODUCTION DE BOUES ACTIVEES PAR UN
TRAITEMENT ULTRASONORE
Stéphane Vaxelaire, Evelyne Gonze, Gérard Merlin, Yves Gonthier
LOCIE – équipe BGEPE - ESIGEC, université de Savoie, 73376 Le Bourget du Lac cedex
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Résumé
La réduction de la production de boues en excès d’une station d’épuration est un des
enjeux majeurs du 21éme siècle ; le coût de leur traitement pouvant atteindre 60 % du coût
d’exploitation d’une station d’épuration. Les essais de traitement aux ultrasons sont réalisés
sur un pilote de laboratoire composé de 2 micro-stations d’épuration à boues activées (faible
charge) fonctionnant en parallèle. Le traitement aux ultrasons basse fréquence (sonotrode 20
kHz SODEVA ) est intégré sur le circuit de recyclage des boues d’une des 2 stations, l’autre
est utilisée comme référence et permet de traiter une fraction (0 à 100 %) de celui-ci.
Le traitement permet de désagréger les flocs de la boue et par conséquent de réduire la
production de boues de 30 % et d’accroître la minéralisation de la boue, sur la ligne recevant
le traitement. La fraction de matière volatile est réduite de 75 % à 60 %. La réduction de la
production de boues par le traitement aux ultrasons ne s’accompagne cependant pas d’une
dégradation de la qualité du surnageant. La matière organique a donc été dégradée sous forme
de CO2. Il est alors possible d’avancer plusieurs hypothèses quant aux effets du traitement :
o Le traitement solubilise une partie de la matière organique, ce qui a pour
conséquence de recycler une partie de la boue sous forme de substrat, et
comme le taux de conversion n’est pas de 100 %, de réduire la production de
boue.
o Le traitement modifie les caractéristiques de la boue, par une augmentation
probable du décès cellulaire, un stress supplémentaire qui accroît la fonction de
maintenance. La boue consomme plus de substrat pour se maintenir et non
pour se reproduire.
o Le traitement modifie les caractéristiques physiques de la boue, par un effet
mécanique : la taille des flocs se trouve réduite, ce qui accroît la surface
d’échange et favorise l’activité de la boue.
Suite à cela différents essais ont été réalisés et ont permis de déterminer que la troisième
hypothèse était prépondérante. Le traitement aux ultrasons a un impact sur la taille des flocs
de la boue. La réduction de celle-ci permet d’accroître la surface d’échange entre le milieu et
les flocs. Par conséquent la fraction active de la biomasse (XA) se trouve accrue. Donc pour
une même concentration en biomasse (X), la charge « efficace » reçue par la boue traitée aux
ultrasons sera plus faible que celle reçue par une boue non traitée, ce qui conduit à une
minéralisation accrue et à une production de boue plus faible, sans dégrader la qualité de
l’épuration. L’objectif final de ces travaux est d’obtenir un modèle permettant de valider les
hypothèses faites précédemment.