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Valorisation thermique : optimiser les traitements

BERTRAND ESCOLIN, NORA HACHACHE, ROLAND KUSCHNER, LAURENT MIGUET, BERNARD REINTEAU |  le 25/06/1999  |  SantéRéglementationTechnique

Le mode de traitement par oxydation thermique des boues de traitement des eaux sera déterminé à l'aide d'une grille d'analyse prenant en compte toutes les données locales : présence d'un incinérateur d'ordures ménagères, capacité de l'équipement à recevoir des masses supplémentaires, possibilité de co-incinération, nature des boues, besoin d'un four spécifique, difficultés liées à la mise en décharge de classe 1 des refus d'incinération chargés de cendres des boues, etc.

Pour maintenir le pouvoir calorifique des incinérateurs, il est nécessaire de limiter le mélange de boues d'une siccité minimale de 60 % à 10 %, voire 20 % du poids des ordures ménagères. Avec son système d'injecteurs spécifiques IC 850, Degrémont offre cependant la possibilité d'introduire des boues d'une siccité de 15 à 40 % dans la partie haute du four. OTV développe une solution similaire avec l'injecteur Pyromix.

Solution en développement, l'oxydation par voie humide

Traiter les boues par oxydation thermique, mais sans flammes et sans rejets gazeux : c'est l'intérêt affiché par la technique de l'oxydation par voie humide explorée actuellement.

Près de Toulouse, à Ginestous, OTV étudie un pilote de ce type, d'une capacité de 3 m3/h de boues : Athos. Les boues liquides issues de la station (30-40 g/l de matières en suspension) sont introduites dans un réacteur et subissent une montée en température à 235-250°C avec une pression de 42-48 bar. La réaction détruit la matière organique à 90 %. Elle est transformée en gaz carbonique, en dioxyde de carbone et en ammoniac. Ces gaz sont traités par recirculation et catalyse avant rejet. La partie liquide résiduelle biodégradable est renvoyée en tête de la station pour alimenter les bassins de traitement. Quant aux résidus, ils peuvent être mis en décharge de classe 2 ou utilisés comme matière secondaire dans les matériaux de construction. Leur capacité de piégeage des polluants est connue, et des tests de lixiviation montrent des niveaux de relargage inférieurs aux limites fixées par la directive «mâchefer» de 1994.

Degrémont n'est pas en reste. Cette entreprise a conclu, fin avril, un accord de partenariat avec le suisse Granit pour développer son procédé d'oxydation par voie humide : les boues liquides en réacteur sont soumises à injection d'oxygène pur à 250 °C et à une pression de 100 bars. L'examen d'un pilote se déroule actuellement à Orbe, en Suisse.

La solution de la gazéification demeure réservée aux très grandes agglomérations, voire aux plates-formes de regroupement de boues sur des sites spécifiques. L'exemple type, en cours de montage, est celui de Brand-Sands, en Grande-Bretagne. Les boues de stations d'épuration (issues d'eaux urbaines et industrielles) du comté de Northumberland, transportées sur le site, sont portées à un taux de matières sèches de 95 %, avant d'être transformées en gaz de synthèse avec un procédé de l'allemand Lurgi.

Un process autonome

Après gazéification, les cendres sans résidus carbonés et purement minérales ne représentent que 30 % de la matière sèche : elles sont valorisables en mâchefers. Epuré, ce gaz alimente des turbines qui assurent l'autonomie du process : de l'électricité et des fumées chaudes pour les séchoirs. Ainsi, 20 t de boues brutes sont réduites à 1 t de boues séchées, et ne subsistent que 200 kg de cendres. De même, 1 t de boues gazéifiées produit 1 MWh d'électricité et 1,5 MWh de chaleur. Le site traitera, à terme, 90 000 t/an de matières sèches avec trois turbines de 5 MW.

PHOTO : A gauche, l'unité pilote d'OTV, Athos, pour le traitement des boues par oxydation thermique. Les résidus sont recyclables en matériaux de construction.

A droite, avec le système IC 850 de Degrémont, des boues de faible siccité peuvent être introduites en four d'ordures ménagères.

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