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).

Au Canada, de nombreuses communautés nordiques sont aux prises avec une problématique
\nenvironnementale liée à la gestion des eaux usées. Les systèmes primaires et secondaires de
\ntraitement des eaux usées produisent des quantités importantes de boues d’épuration. Ces
\nboues contiennent de la matière organique pouvant être utilisée comme fertilisant, et des
\néléments indésirables, tels que des agents pathogènes et des contaminants chimiques qui sont
\npotentiellement dangereux pour l’homme, la faune et la flore. Afin de gérer ces boues
\nproduites lors du traitement des eaux usées, une étape de déshydratation des boues
\nd’épuration par la technique de gel/dégel a été proposée à cause du climat froid, la présence du
\ngel durant une bonne partie de l’année et l’insuffisance de moyens d’assainissement que
\nrencontrent ces communautés.
\nCette technique permet, en premier lieu, la séparation solide/liquide qui s’effectue par la
\ncristallisation de l’eau contenue dans les boues. Les cristaux repoussent les impuretés
\nconcentrées, ce qui favorise leur agglomération. En second lieu, les flocs produits sont
\ndéshydratés, puis compactés sous l’effet de la progression de la glace vers eux. Après le dégel,
\nle drainage de l’eau à travers les granules laisse un résidu final ayant une siccité plus élevée,
\npermettant ainsi son transport et sa valorisation.
\nCe projet de recherche avait comme objectif principal de développer un procédé de
\ndéshydratation des boues primaires et/ou secondaires par la technique de gel/dégel en régions
\nnordiques et d’optimiser les critères opératoires, tels que les effets du type de boues, de la
\nteneur initiale en solides totaux, de la température, de la durée de congélation et de la hauteur
\nde boues, de l’ajout de boues successives et des cycles de congélation/décongélation. Un suivi
\ndes solides totaux des boues initiales et finales, des matières en suspension présentes dans le
\nlixiviat, de la teneur en carbone organique dissous et des éléments métalliques a été réalisé afin
\nde comparer les performances des différentes conditions testées.
\nLes résultats obtenus après le traitement par gel/dégel indiquent que le type de boues affecte
\nles teneurs en solides des boues déshydratées et leur contenu en Ca, en K, en Mg et en Na par
\nrapport aux boues initiales. De même, l’épaisseur de la couche de boues congelés et le temps
\nde congélation ont un impact sur les solides totaux des boues déshydratées. En ce qui concerne
\nl’influence de la siccité initiale des boues, plus cette dernière est élevée, plus la siccité finale des
\nboues déshydratées est élevée.<br /><br /> In Canada, many northern communities are dealing with environmental issues related to
\nwastewater management. Primary and secondary wastewater treatment systems produce
\nsignificant amounts of sewage sludge. This sludge contains organic material that can be used as
\na fertilizer, and undesirable elements, such as pathogens and chemical contaminants, that are
\npotentially harmful to humans, wildlife and plants. In order to manage the sludge produced
\nduring wastewater treatment, a sludge dewatering process by the freeze/thaw technique was
\nproposed because of the cold climate, the presence of frost during a good part of the year and
\nthe inadequate sanitation facilities that these communities encounter.
\nThis technique allows, in the first place, the solid/liquid separation, which is carried out by the
\ncrystallization of the water contained in the sludge. The crystals repel concentrated impurities,
\nwhich favors their agglomeration. Secondly, the floc produced is dehydrated and then
\ncompacted by the progression of the ice towards them. After the thaw, the drainage of the
\nwater through the granules leaves a final residue with a higher total solids content, allowing its
\ntransport and recovery.
\nThe main objective of this research project is to develop a dewatering method applicable to
\nprimary and/or secondary sludge by the freeze/thaw technique in northern regions and to
\noptimize operating criteria such as the effect of the initial total solids content. The effects of the
\ntype of sludge, temperature, duration of freezing and height of sludge added, successive
\naddition of sludge, and various cycles of freezing/thawing have been studied. Monitoring of
\ntotal initial and final sludge solids content as well as suspended solids, dissolved organic carbon
\ncontent and metallic elements contents in the leachate was completed to compare the
\nperformances of the different operating conditions studied.
\nThe results obtained after the freeze/thaw treatment indicate that the sludge type affects the
\nfinal solids content and the Ca, K, Mg and Na levels compared to the initial sludge. Sludge
\nheight and freezing time have also an impact on the resulting total solids content of the
\ndewatered sludge. With regard to the influence of the initial dryness of sludge, the higher the
\nlatter, the greater the final dryness becomes important.

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