Etude de la valorisation des boues

Étude de la valorisation des boues

 

En vue des techniques précédemment décrites et de l'état actuel de la valorisation, trois types de voie peuvent être étudiées.

Tout d'abord la mise en place d'un séchage solaire indépendant au niveau même de la station. En effet le séchage constitue une solution économiquement acceptable (par sa faible consommation énergétique) et à maintenance réduite. Les boues ainsi séchées pourront être soient épandues, soient incinérées. 

En second lieu, le compostage au niveau de la station de Font-Romeu pour une valorisation agricole. 

Finalement, l'épandage direct des boues issues de la phase de traitement biologique. 

Avant toute chose, il est intéressant de déterminer la nature des boues produites c'est à dire leur état physique et donc les étapes de traitement nécessaires en vue des diverses valorisations. 

Pour cela nous sommes parties des productions de boue pour chaque évolution de population , c'est à dire sédentaire, hivernale et estivale, avec les débits de purge en boue associés. De plus, connaissant théoriquement le rapport entre les matières volatiles en suspension et les matières sèches, selon le rapport FNDAE numéro 9 partie a, la concentration en matière sèche a pu être déterminée ainsi que la siccité associée. 

Les résultats suivants ont été obtenus : 

Siccité des boues en sortie de bassin d'épuration pour chaque évolution de population 
Paramètre Sédentaire  Hivernale Estivale 
Production de boue (kg MVS/jour) 143 409 526
Débit de purge $Q_P$ (m3/jour) 24 68 88
Rapport MVS/MS 0,7 0,7 0,7
Production de boue (kg MS/jour) 211 603 723
Concentration en boue (g MS/L) 9 9 9

Dans tous les cas, une siccité moyenne de 9% est obtenue. Dans ce cas, nos boues en sortie de traitement biologique sont liquides.

Pour les trois voies envisagées, plusieurs possibilités sont présentes : 

  • Dans le cas de l'épandage direct, des boues liquides seraient alors à considérer. Ces boues pourraient tout à fait convenir à l'agriculture locale. En effet des cultures fourragères et céréalières sont fortement présentes. Or ces cultures, une fois mises en place, nécessitent l'apport de boue liquide pour leur maintien. Toutefois, une détermination de la composition des boues devra être réalisée en vue d'une possible utilisation directe.  
  • Pour le compost, une siccité de l'ordre de 15 % est nécessaire. Dans notre cas, une étape amont de déshydratation serait obligatoire en station afin d'atteindre cet objectif de siccité. ​Puis, comme expliqué précédemment, les boues seraient ensuite transportées par camion jusqu'à la plateforme de compostage de Font-Romeu. Les boues, une fois compostées, pourraient être employées pour les semis des cultures céréalières notamment. 
  • Dans le cas du séchage, la siccité ne présente pas d'importance sur le procédé. En effet, les boues peuvent être admises aussi bien liquides que pâteuses. Toutefois, en fonction de la forme physique des boues obtenues la surface utile au procédé sera plus ou moins importante. C'est ainsi que, dans le cas d'une boue liquide, une surface de séchage sera plus grande.  

Nous avons alors voulu vérifier ces constatations au niveau de nos boues c'est à dire que nous avons décidé de calculer la différence de surface entre une boue prétraitée (déshydratée) et une boue liquide directement séchée. 

Pour cela, nous sommes parties du rapport FNDAE numéro 36 sur le fonctionnement du séchage solaire. Plusieurs calculs ont alors été réalisés : tout d'abord la quantité d'eau à éliminer pour avoir la production de boue sèche, en sortie de serre, voulue. Puis la surface nécessaire à cette élimination.

Ces calculs, en vue d'une siccité commune au trois évolutions de population, ont été effectués sur une population moyenne de 6000 habitants. 

Les résultats suivants ont alors été trouvés : 

Surface de séchage pour des boues prétraitées et liquides
Paramètre Boues prétraitées  Boues liquides
Production de matière sèche moyenne (tonnes MS/an) 129 129
Siccité déshydratation (%) 20 /
Production de boue fraîche (tonnes boue/an) 643 2571
Siccité séchage (%) 75 75
Production de boue séchées (tonnes boue/an) 171 171
Elimination eau (tonnes eau/an) 471 2400
Surface séchage nécessaire* (m2) 589 3000

*Concernant le calcul de surface, une élimination de 0,8 tonnes d'eau par an a été considérée pour une surface sous serre de l'ordre de 1m2 (FNDAE numéro 36).

On constate que dans le cas des boues liquides, la surface de séchage est presque 5 fois plus grande que dans le cas de boues ayant subies un prétraitement. Toutefois, dans le cas des boues prétraitées, des étapes sont nécessaires en amont signifiant d'étudier le compromis entre les deux voies envisagées aussi bien en terme de consommation énergétique que de moyen humain employé. 

Ainsi, en résumé, les trois voies sont envisageables au niveau de la station. Toutefois, des mesures au niveau de la contenance des boues devraient être réalisées de façon à décider de l'avenir des boues. En effet, par exemple, si les boues ne présentent pas les caractéristiques nécessaires à l'épandage ces dernières devront être incinérées.