Traitement des boues résiduaires par l'association en série d'une désydratation mécanique et d'un séchage thermique

Treatment of residual sludges in combin of series mechanical dewatering and thermal drying

• Auteur / Autrice : Jean-Marc Bongiovanni
• Direction : Jean-Rodolphe Puiggali
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Séchage

Boues d'épuration

Résumé

La gestion et le devenir des boues résiduaires sont des sujets d'actualité, les nouvelles réglementations environnementales obligent la fermeture des décharges à ces déchets boueux. Suite à ces restrictions, les principales voies d'élimination ne sont plus que deux : l'incinération et la valorisation agricole. L'étude de l'association en série d'une déshydratation mécanique et d'un séchage thermique s'inscrit dans ces perspectives. Le principal objectif de l'étude est de déterminer l'impact de la filtration de suspensions boueuses sur le comportement du produit au cours du séchage. Les essais expérimentaux, menés sur diverses boues résiduaires (provenant de sites industriels et d'une station d'épuration urbaine) et des boues synthétiques de laboratoire, ont montré le découplage des deux opérations unitaires. En déshydratation mécanique, les phases classiques de filtration et de compression apparaissent successivement. En phase de consolidation du gâteau, les essais ont révélé une bonne adéquation avec l'approche rhéologique (élastique et viscoélastique) proposée par Shirato. En séchage thermique, le phénomène convectif est gouverné par plusieurs grandeurs (température, humidité relative et vitesse). L'introduction d'un nouveau paramètre, appelé potentiel de séchage global, permet de regrouper ces conditions opératoires et de classer les différentes cinétiques obtenues sur un produit donné. Les essais menés sur la boue synthétique de PVC ont montré l'importance de la granulométrie initiale des grains sur l'évolution des cinétiques de séchage. D'un point de vue thermodynamique, deux types d'eau sont généralement présents au sein d'un matériau humide : l'eau libre et l'eau liée. La détermination de l'équilibre hygroscopique a permis de préciser les différentes catégories d'eau liée. Ce travail sur les boues biologiques montre que les paramètres liés au procédé de traitement (conditionnement et pressage) n'ont aucune répercussion significative sur les teneurs d'équilibre. La réunion de toutes ces informations conduit à un exemple de dimensionnement d'une unité globale de traitement des boues résiduaires.