5.2. Facteurs caractérisant la structure de la
boue
A) Viscosité apparente en rapport avec le
comportement rhéologique : Les suspensions boueuses sont
des liquides non newtoniens: la valeur trouvée pour la
viscosité est toute relative et dépend de la contrainte de
cisaillement appliquée. Pour certaines boues, et sous certaines
précautions, il peut être déduit une viscosité dite
de Bingham pour une contrainte caractéristique de TB
du même nom.
La viscosité peut être
considérée comme une mesure de l'intensité des forces
interparticulaires. Elle permet également d'évaluer le
caractère thixotropique d'une boue (aptitude de cette boue à
se prendre en masse en l'absence de brassage, et à devenir fluide
dès qu'elle est légèrement agitée). Cette
caractéristique est très utile pour apprécier
les possibilités de collecte, de transport et de pompage d'une
boue.
B) Analyse granulométrique.
C) Nature de l'eau contenue dans la
boue : L'eau contenue dans une boue est la somme:
- d'une eau libre assez facilement éliminable,
- d'une eau liée comprenant: l'eau capillaire, l'eau
d'hydratation colloïdale, l'eau cellulaire et chimiquement liée.
La libération de l'eau liée
nécessite une énergie assez forte. L'eau cellulaire n'est
séparable que par des moyens thermiques puissants (conditionnement
thermique, séchage ou incinération).
La proportion d'eau libre et d'eau liée est donc
déterminante dans l'aptitude d'une boue à la
déshydratation. Elle peut être approchée par
thermogravimétrie, c'est-à-lire par
l'établissement de la courbe de perte de poids d'eau
à température constante d'un échantillon de boue
épaissie dans des conditions précise de manipulation.
La thermogravimétrie permet donc d'estimer la
tendance hydrophile d'une boue, mais aussi :
- de suivre l'évolution du taux d'eau liée en
fonction de divers conditionnements, - d'évaluer en laboratoire les
performances des appareils de déshydratation avec un précis ion
suffisante,
- de déterminer, par études comparatives, une
siccité limite pour chaque type de traitement,
- éventuellement de calculer l'énergie de
liaison des différentes natures d'eau avec la matière boueuse.
L'interprétation des thermo grammes de boues
d'hydroxydes est plus complexe à cause de la présence d'une assez
grande proportion d'eau chimiquement liée.
6. Les différentes
filières de traitement des boues
Les boues résiduaires se présentent sous une
forme liquide et avec une forte charge en matière organique hautement
fermentescible. Ces deux caractéristiques sont gênantes et posent
beaucoup de problèmes techniques pour leur évacuation
«quelle que soit la destination », parmi lesquels leur transport et
leur stockage qui conduisent souvent à des problèmes de
manipulation et des nuisances olfactives. Ceci impose le choix d'une
filière de traitement dès l'installation de la STEP.
La stabilisation pour empêcher ou
réduire les problèmes de fermentation et d'éviter ainsi
les nuisances olfactives. La stabilisation peut être biologique
par voie aérobie (compostage) ou anaérobie
(méthanisation) ou chimique (chaulage ou autres
traitements) (Office International de l'Eau, 2001). La stabilisation biologique
présente l'avantage de limiter l'évolution ultérieure de
la composition des boues.
La déshydratation et la concentration
des boues qui a pour objectif de réduire leur volume (plus de 97 %
d'eau) par épaississement et/ou par déshydratationpour faciliter
par la suite leur transport et leur stockage. Un conditionnement est souvent
utilisé en amont pour favoriser la séparation liquide-solide
à l'aide de floculants organiques de synthèse ou minéraux,
et autoclavage. Selon la puissance du procédé de séchage
utilisé, épaississement, déshydratation ou séchage
thermique, on obtient des boues à différents pourcentages de
siccité : Boues liquides (4 à 10 %), Boues pâteuses (10
à 25), Boues solides (25 à 50 %), Boues granulées ou en
poudre pour une siccité supérieure à 85 % (ADEME,
1996).
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Opération
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Objectif
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Stabilisation
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-Limiter les nuisances potentielles (odeurs)
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Concentration
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-Réduire le volume d'eau pour faciliter le transport
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Stockage Homogénéisation Reprise
Conditionnement
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-Optimiser la gestion du traitement des boues (extraction /
évacuation) Fabriquer un produit de qualité relativement
constante
-Evacuation
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Déshydratation
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-Modifier les caractéristiques de la boue afin de
faciliter la séparation des 2 phases solide/liquide
-Augmenter la siccité pour obtenir une meilleure
qualité de boues
(pâteuses ou solides)
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Tableau 4 : Opérations
élémentaires du traitement des boues
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