CA2501960C - Procede de traitement de boues - Google Patents

Procede de traitement de boues Download PDF

Info

Publication number
CA2501960C
CA2501960C CA 2501960 CA2501960A CA2501960C CA 2501960 C CA2501960 C CA 2501960C CA 2501960 CA2501960 CA 2501960 CA 2501960 A CA2501960 A CA 2501960A CA 2501960 C CA2501960 C CA 2501960C
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
sludge
mud
foam
calcination
density
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CA 2501960
Other languages
English (en)
Other versions
CA2501960A1 (fr
Inventor
Rene Derie
Guy Depelsenaire
Ange Nzihou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solvay SA
Original Assignee
Solvay SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solvay SA filed Critical Solvay SA
Publication of CA2501960A1 publication Critical patent/CA2501960A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of CA2501960C publication Critical patent/CA2501960C/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/542Phosphorus compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/008Sludge treatment by fixation or solidification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/06Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/16Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening using drying or composting beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/01Density
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/40Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Procédé de traitement d'une boue contenant des métaux lourds et des matières organiques selon lequel on provoque le moussage de la boue et on la sèche.

Description

Procédé de traitement de boues L'invention concerne un procédé de traitement de boues, en particulier contaminées par des métaux lourds et des matières organiques, par exemple celles provenant de sédiments de curage de voies navigables ou de sols pollués.
Les problèmes posés par les quantités sans cesse grandissantes de boues à
évacuer, traiter et stocker sont bien connus. Ces boues sont d'origines multiples.
Elles proviennent par exemple de stations d'épuration d'eau, du dragage ou curage des cours d'eau ou d'industries diverses et peuvent contribuer à la contamination de sols. Le cas des sédiments de curage des voies navigables est particulièrement préoccupant vu les quantités concernées et leur contamination par des polluants tels que des métaux lourds et des matières organiques. Une proportion importante des voies navigables du nord de l'Europe est actuellement obstruée par des boues qui y gênent la circulation des bateaux. Les conséquences économiques et environnementales, directes ou indirectes, en sont très importantes. Il est d'autre part notoire que cette situation préoccupante du réseau navigable est principalement due aux inconvénients des solutions actuelles pour le traitement et le stockage de boues contaminées.
En effet, un moyen commode d'évacuer les boues consiste à les rejeter par bateau en mer ou à les acheminer au moyen de, pipelines dans des décharges (lagunes de décantation). Toutefois, lorsque les boues sont contaminées par des métaux lourds ou des matières organiques dangereuses (ce qui est généralement le cas avec les sédiments provenant dû curage des voies navigables), ce moyen est évidemment inacceptable. Avant de pouvoir être stockées, les boues doivent en effet être traitées, afin de satisfaire aux tests de non toxicité. A cet effet, afin de faciliter la manipulation et le stockage des boues, il est important de pouvoir les sécher de manière efficace et économique.
Pour traiter de grandes quantités de boues, il est connu de les mélanger à de l'acide phosphorique et de soumettre le mélange à une calcination, afin d'inerter les métaux lourds contenus dans la boue et de détruire les matières organiques (SOLVAY FR 2815338). Toutefois, l'exploitation de ce procédé connu présente l'inconvénient d'être relativement coûteuse, notamment à cause de la consommation d'énergie qu'elle entraîne pour sécher la boue lors de sa CONFIRMATION COPY
2 calcination. D'autre part, l'état liquide de la boue phosphatée est apparu être une difficulté lors de certaines manipulations.
L'invention vise à fournir un procédé pour le traitement de boues qui soit plus économique que le procédé connu susmentionné et qui transforme rapidement les boues en produits ayant une tenue mécanique suffisante pour être manipulables aisément, par exemple par des outils de chantiers (pelleteuses, bulldozers,...).
En conséquence, l'invention concerne un procédé de traitement de boue comprenant successivement:
une étape de phosphatation de la boue par addition d'acide phosphorique, ladite étape de phosphatation permettant d'obtenir un inertage et un moussage de la boue de manière concomitante, et ladite étape de phosphatation étant réalisée dans des conditions contrôlées permettant d'obtenir une mousse ayant une densité
inférieure à 90% de celle de la boue, et une étape de séchage de la mousse.
On entend désigner par boue, toute substance aqueuse contenant des matières solides en suspension. Elle peut être d'origine naturelle ou résulter de l'ajout d'eau à une substance solide pulvérulente, obtenue par exemple par broyage. Lorsque la boue est d'origine naturelle, elle contient de manière avantageuse des limons, des vases et des matières minérales en suspension (sables voire gravillons). Les boues provenant du curage des voies navigables ou de sols pollués constituent des exemples de boues naturelles auxquelles l'invention s'applique. D'autre part, les boues résultant de l'ajout d'eau à des cendres d'incinération ou à des résidus de broyage d'automobile sont des exemples de boues artificielles auxquelles l'invention s'applique. La largeur de la distribution granulométrique des particules en suspension dans la boue peut être très importante, par exemple de moins de 1 micron à plusieurs centaines de microns, voire plusieurs millimètres. Les boues contiennent souvent une teneur élevée en très fines particules. Il est fréquent que 10% du poids de la boue séchée soit 2a constitué de particules ayant un diamètre inférieur à 5 microns, tandis que le contenu en particules ayant un diamètre supérieur à 500 microns peut atteindre plusieurs pour-cent. D'autre part, les histogrammes de granulométrie de certaines boues ont la particularité d'être multimodaux, c'est à dire qu'ils présentent plusieurs pics.
Pour le procédé selon l'invention, les boues ayant des siccités inférieures à
70% au moment du moussage conviennent bien, la siccité étant définie comme le pourcentage en poids de matières sèches contenues dans la boue. Dans cette description la siccité d'un échantillon est déterminée en calculant le rapport entre les poids de l'échantillon après et avant un séjour de 4 heures dans une étuve
-3-maintenue à 100 C. Des siccités inférieures à 30% ou dans certains cas 40%, sont de préférence à éviter.
Selon l'invention, on effectue un moussage de la boue, à la suite duquel la boue se présente sous forme d'une mousse (on entend par mousse, pour un produit de départ donné, un état de ce produit ayant une densité inférieure à celle du produit de départ). Cette caractéristique essentielle de l'invention permet de faciliter la manipulation ultérieure de la boue. En effet, les inventeurs ont observé
qu'après une période de stockage variant typiquement de 2 à 7 jours, de préférence de 4 à 6 jours, durant laquelle la boue, initialement à l'état de mousse, est laissée au repos à des températures extérieures usuelles (mais évitant le gel), sa consistance se rapproche de celle d'un corps solide. A ce moment, la boue peut être facilement manipulée par des engins de chantier tels que pelleteuses ou bulldozers tout en contenant encore beaucoup d'eau (typiquement jusqu'à 40 %
en poids). Des mousses de densité faible sont apparues donner lieu aux meilleures consistances. La densité de la mousse doit être inférieure à 90% de celle de la boue avant traitement. Des valeurs inférieures à 85%, par exemple inférieures à
80%, de préférence inférieures à 75%, sont avantageuses. On préfère que la densité ne descende pas en dessous de 50%. Des valeurs comprises entre 55 et 65% conviennent particulièrement bien.
Le moussage de la boue peut être effectué par toute technique de moussage connue adaptée à la boue à traiter. Le moussage peut notamment être obtenu par voie chimique par l'ajout de réactifs provoquant in situ un dégagement gazeux.
On utilise dans un mode d'exécution préféré la réaction d'un acide tel que l'acide chlorhydrique, sulfurique ou phosphorique avec par exemple un carbonate pour obtenir le dégagement gazeux. On a observé qu'un dégagement gazeux d'H2S lors de la phosphatation améliore le moussage des boues. L'addition ou la présence de tensioactifs, qui stabilisent la mousse est également favorable. A cet égard, on a observé que certains acides humiques présents dans les boues issues du curage de voies navigables ont un effet favorable sur le moussage, probablement dû à
leur caractère tensioactif. En fonction de la boue traitée il conviendra cependant éventuellement d'ajouter certains tensioactifs pour obtenir une mousse ayant une densité selon l'invention. La sélection du tensioactif le plus approprié et de la quantité à mettre en oeuvre se fera au cas par cas, de manière connue en' soi.
D'autre part, on préfère que la boue soit soumise à une agitation mécanique, pour faciliter le moussage. L'intensité de l'agitation est choisie en fonction des conditions particulières d'utilisation du procédé selon l'invention. Il est
-4-avantageux que l'agitation mécanique ne soit pas trop intense. Le recours à
des vis mélangeuses est en général à éviter car elles empêchent le plus souvent la formation de la mousse. L'utilisation de réacteurs tubulaires, qui sont des segments de tubes munis ou non de mélangeurs statiques, est recommandée. On les dimensionnera avantageusement de manière à y obtenir un temps de séjour compris entre 2 et 10 secondes. Dans chaque cas, l'agitation mécanique est réglée de manière à favoriser le moussage selon l'invention. Dans certains cas, il est préférable que le réactif provoquant le moussage soit additionné à la boue en -amont de son passage au travers d'une pompe, laquelle provoquera l'agitation mécanique recherchée. Le recours à des .mélangeurs statiques peut également être avantageux pour obtenir l'intensité d'agitation mécanique optimum.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le procédé
comprend une phosphatation de la boue de préférence avant le moussage. On a observé que la phosphatation de la boue combinée avec son moussage permet d'obtenir un déchet dans lequel des composés toxiques présents dans la boue sont inertés et de ce fait, lorsque le déchet est stocké, ces composés toxiques ne contaminent pas l'environnement du lieu de stockage. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux lorsque la boue traitée contient des métaux lourds.
On entend désigner par métaux lourds, les métaux dont la masse spécifique est au moins égale à 5g/cm3, ainsi que le béryllium, l'arsenic, le sélénium, et l'antimoine, conformément à la définition généralement admise (Heavy Metals in Wastewater and Sludge Treatment-Processes ;Vol I, CRC Press Inc; 1987; page 2). Le plomb en est un exemple particulièrement significatif, étant donné son influence néfaste sur l'organisme humain. Dans ce mode de réalisation, les boues inertées peuvent également contenir de l'aluminium métallique. De préférence, la phosphatation est réalisée par addition à la boue d'acide phosphorique. Dans ce cas, le moussage et l'inertage peuvent être obtenus de manière concomitante, en particulier pour des boues issues du dragage de voies navigables et pour des boues résultant de l'ajout d'eau à des résidus de broyage automobile. La quantité
d'acide phosphorique à mettre en oeuvre dépend de la composition précise de la boue à
traiter et notamment de la teneur en métaux lourds. En pratique, une quantité
pondérale d'au moins 1% (de préférence 2%) par rapport au poids de matière sèche est à mettre en oeuvre. Il est préférable que la quantité d'acide phosphorique soit inférieure à 15%. Des quantités comprises entre 2 et 6% conviennent en général bien.
-5-Selon une variante avantageuse de l'invention, la boue est séchée par des techniques apparentées au compostage. Dans la suite de la description, on désigne par boue séchée le produit obtenu à l'issue du séchage de la mousse. Ce produit n'est plus nécessairement à l'état de mousse, car la mousse a tendance à se densifier au cours de son séchage. Le compostage est une technique de traitement bien connue des déchets fermentescibles (susceptibles de fermentation) tels que des déchets verts. Elle consiste essentiellement à stocker le déchet pendant une longue durée au contact de l'air, à température ambiante extérieure, pour permettre la dégradation de matières organiques contenues dans le déchet et l'élimination par percolation du liquide qu'il contient. L'utilisation,'selon ce mode de réalisation de l'invention, des techniques apparentées au compostage pour sécher des boues moussées contenant des matières organiques - même non fermentescibles- et des métaux lourds permet d'atteindre de manière surprenante des siccités importantes de manière très économique. La consommation d'énergie lors de la calcination ultérieure éventuelle de la boue est de ce fait réduite. Le séchage de la boue moussée par des techniques apparentées au compostage permet même de supprimer l'étape de calcination lorsque la dégradation des matières organiques qui est obtenue est suffisante.
Dans la suite de la description, par séchage on entendra toujours un séchage par des techniques apparentées au compostage. Au cours du séchage, la boue est entreposée pendant une période suffisamment longue pour que l'eau puisse s'évacuer spontanément, sous l'action de la gravité. Une période de séchage supérieure à 24 heures est nécessaire. On préfère que le séchage dure au moins 48 heures. Un séchage pendant plus d'un mois est apparu inutile. En pratique, des durées de séchage comprises entre une et deux semaines conviennent bien.
Comme exposé ci-dessus, lorsque, selon l'invention, la boue se présente sous la forme d'une mousse, le séchage de la boue est plus aisé et plus efficace.
En effet, la consistance améliorée de la boue permet sa manipulation de masse par des engins de chantier courants et notamment permet de la retourner pendant le compostage: Cela permet d'atteindre plus rapidement les siccités souhaitées.
Selon une variante recommandée de ce mode de réalisation, le séchage est réalisé dans des conditions telles qu'après 12 jours de séchage, la boue séchée atteigne une siccité dépassant 65%, de préférence 70%.
-6-Le séchage peut être réalisé directement sur le sol. Cependant, dans un mode d'exécution avantageux du procédé selon l'invention, on dispose la mousse sur une couche de sable.
Selon une variante recommandée de ce mode d'exécution, la couche de sable est elle-même placée sur une membrane imperméable à l'eau, afin d'éviter la contamination du sol par les métaux lourds et de permettre la récupération de l'eau issue de la boue phosphatée pendant le compostage. Des membranes en matière plastique, par exemple du polyéthylène ou du PVC, conviennent bien.
Le séchage peut se faire à l'air libre, à l'extérieur, sans se prémunir contre l'action des pluies et les pleines variations de température, à condition que celle-ci reste supérieure à 0 C. Il est néanmoins préférable d'utiliser un système de séchage confiné, tel que tunnel de compostage. De tels tunnels de compostage sont bien connus dans le domaine du traitement industriel de déchets organiques susceptibles de fermentation. Le tunnel de compostage est avantageusement équipé de systèmes de circulation d'air et de systèmes de collecte et traitement des gaz émis, tels que du sulfure d'hydrogène. Le sulfure d'hydrogène est de préférence récupéré et par exemple traité sur un biofiltre ou réinjecté lors d'une éventuelle calcination. On préfère que le tunnel de compostage comprenne une couche de sable disposée sur une membrane imperméable à l'eau.
Selon un mode d'exécution avantageux de l'invention, notamment lorsque la boue contient beaucoup de matières organiques ou lorsque celles-ci ne sont pas suffisamment décomposées lors du séchage, la boue séchée est calcinée. Les matières organiques peuvent être à l'état liquide ou à l'état solide dans la boue.
Elles peuvent par exemple comprendre des hydrocarbures apolaires, des hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques (mono- ou polycycliques) et des solvants halogénés. La calcination est destinée à détruire ces matières organiques.
La calcination est généralement réalisée à une température supérieure à 450 C, afin que les matières organiques soient suffisamment détruites. Il convient d'éviter une température excessive, qui aurait pour résultat de vaporiser une partie des métaux lourds. En pratique, la température de calcination est inférieure à
1000 C.
Dans une variante préférée du procédé selon l'invention, la température de calcination est supérieure à 500 C et inférieure à 800 C. Afin de détruire particulièrement bien les matières organiques et volatiliser le moins possible de métaux lourds, il est spécialement avantageux que la température de calcination soit comprise entre 550 C et 750 C.
-7-On a observé que, de manière avantageuse, la calcination est effectuée sous atmosphère contrôlée.
A cet effet, dans une forme de réalisation particulière du procédé selon l'invention, cette atmosphère est oxydante. Cette variante facilite la prise du mortier éventuel subséquent, tel que décrit ci-dessous. Dans ce cas, on peut utiliser par exemple de l'air ambiant. Il faut alors veiller à ce que de l'air soit disponible en suffisance dans le four.
Dans une autre forme de réalisation particulière, l'atmosphère est réductrice.
Cette forme de réalisation est notamment avantageuse en ce qu'elle inhibe la formation du chrome VI.
La durée de la calcination dépend de la composition de la boue à traiter et de la disposition de la matière dans le four de calcination. Elle doit également être suffisante pour détruire les matières organiques et, lorsque la boue a été
phosphatée, produire assez de pyrophosphate.
Dans un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, le produit issu de l'étape de calcination est gâché avec de l'eau puis soumis à
une prise et un durcissement. Dans ce mode de réalisation, on incorpore de préférence à l'eau de gâchage un additif réducteur. A titre d'exemple, cet additif peut être sélectionné parmi le fer, le manganèse, les composés du fer (II), les composés du manganèse (II) et les sels réducteurs des métaux alcalins. Le sulfite de sodium est préféré. L'agent réducteur est avantageusement additionné en une quantité
pondérale comprise entre 0,1 et 1 % du poids de matières sèches contenues dans la boue.
Lors de l'étape de calcination, certaines boues, en particulier celles qui sont riches en calcite, donnent lieu à la formation de matériaux pouzzolaniques.
Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'ajouter un liant hydraulique pour provoquer la prise et le durcissement.
Lorsqu'un liant hydraulique est nécessaire pour assurer la prise et le durcissement, sa constitution précise est peu critique. Il est communément constitué de ciment Portland. Des matériaux pouzzolaniques tels des cendres de combustion de charbon peuvent également convenir. Il faut ajouter, lors du mélange du liant hydraulique avec le produit de la calcination destiné à
former un mortier, une quantité d'eau de gâchage suffisante pour obtenir une pâte plastique.
La quantité de liant hydraulique à mettre en oeuvre dépend de divers paramètres, en particulier du liant hydraulique sélectionné, de la composition de la boue et des propriétés recherchées pour le produit final du procédé de traitement selon
-8-l'invention, notamment sa résistance mécanique. En pratique, on recommande souvent de mettre en oeuvre une quantité pondérale de liant supérieure à 1 %
du poids des cendres de calcination. Selon l'invention, il est souhaitable que le poids du liant hydraulique soit inférieur à 50% et n'excède pas de préférence 30%.
Dans une variante avantageuse du procédé selon l'invention, on met en oeuvre une quantité pondérale de liant hydraulique supérieure à 2% et inférieure à
20% du produit de la calcination.
La forme de la masse solide obtenue à l'issue du durcissement, qui peut durer plusieurs jours, est celle sous laquelle le mortier a été façonné. Elle peut comprendre par exemple des briquettes ou des blocs sphériques ou prismatiques.
Elle est compacte, sensiblement exempte d'inclusions gazeuses et présente de ce fait de bonnes propriétés mécaniques, notamment une dureté et une résistance aux chocs suffisantes pour permettre sa manutention et son stockage sans difficultés.
La masse solide et compacte obtenue à l'issue du durcissement respecte les normes de toxicité sur les lixiviats extraits selon des procédures sévères telles que celles définies par les normes TL ou NEN .
Le test français de triple lixiviation TL est décrit dans la norme française XPX 31 - 210. Le protocole du test consiste à broyer la matière de manière à
pouvoir la passer au travers d'un tamis de 4mm. Cette matière broyée est soumise à une triple lixiviation avec de l'eau déminéralisée, dans un rapport liquide/solide égal à 10, sous agitation constante. A l'issue de chaque lixiviation on mesure la teneur du liquide de lavage en les métaux lourds de la poudre soumise au test.
Le test néerlandais NEN consiste, quant à lui, à broyer finement l'échantillon (sous 1251Lm) et lui ajouter de l'eau dans un rapport eau :
solide de 50. Il est alors maintenu trois heures à pH 7, puis également trois heures à
pH 4 (ce qui est le pH minimum de l'eau de pluie). L'ajustement du pH se fait en continu à l'aide d'une solution 1N d'acide nitrique (acide non complexant). Le contenu de la phase liquide en métaux lourds est alors déterminé par analyse.
Selon le test américain TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure), on prend 100g de matière solide, passée au tamis de 9,5mm et on met l'échantillon en contact pendant 18 heures avec 2000 ml de solution à 6g/1 CH3COOH + 2,57 g/l NaOH (pH 4,9). On filtre alors sur fibre de verre à 0,6 -0,8 m.
Le procédé selon l'invention peut par exemple s'appliquer :
^ aux boues issues de la décantation d'eaux'usées d'origine industrielle ou urbaine, WO 2004/035490 PCT/EP2003/011671,
-9-^ aux boues issues de la décontamination de sols tels que ceux de certains sites industriels ;
^ aux boues provenant de l'ajout d'eau aux résidus de broyage d'automobiles ou aux cendres d'incinération ;
^ aux sédiments provenant du dragage ou curage de rivières, d'étangs, de puits ou d'égouts, et ^ aux sédiments provenant du curage de voies navigables (p.ex. ports, lacs, fleuves, canaux).
L'invention est spécialement adaptée aux boues constituées de sédiments provenant du curage de voies navigables.
La figure 1 illustre l'évolution comparative de la siccité d'une boue au cours d'un stockage à 25 C, selon qu'elle ait été ou non soumise à un moussage selon l'invention.
Les exemples dont la description suit font apparaître l'intérêt de l'invention.
Exemple 1 (conforme à l'invention) Dans l'exemple 1, on a traité des échantillons d'une boue de dragage de voie navigable. La composition pondérale de la boue en ses principaux polluants est reprise au tableau 1 suivant. :
Constituants Teneur pondérale (poids de matière sèche) Cd 9 mg/kg Co 40 mg/kg Cr 92 mg/kg Cu 88 mg/kg Fe 25200 mg/kg Pb 112 mg/kg Zn 428 mg/kg Organiques 48 g/kg Eau 417 g/kg Tableau 1 La boue a une densité de 1,54 kg/dm3. On a additionné à la boue 5% (en poids de matière sèche) d'acide phosphorique à 85%. Le mélange résultant a été
introduit dans un réacteur tubulaire, à la sortie duquel le mélange se présentait sous forme d'une mousse ayant une densité comprise entre 0,8 et 0,9. La mousse a ensuite été placée dans des récipients cylindriques ayant un diamètre de 10 cm et
-10-une profondeur de 1 cm environ. Les récipients ont été placés dans un courant d'air ayant une température de 25 C et une vitesse de 1,5m/s. pendant 100 heures, période au cours de laquelle les échantillons ont été pesés en continu. Les valeurs de siccité ont été déduites des pesées. Les résultats sont repris à la figure 1.
Exemple 2 ( non conforme à l'invention) Dans l'exemple 2, on a procédé comme dans l'exemple 1 sauf que la boue n'a pas été additionnée d'acide phosphorique. Les valeurs de siccité au cours du temps sont reprises à la figure 1.
Une comparaison des résultats des exemples 1 et 2 illustre l'effet du moussage selon l'invention sur l'évolution au cours du temps de la siccité des boues traitées.
Exemple 3 (conforme à l'invention) Dans l'exemple 3, on a traité des échantillons d'une boue prélevée dans un site d'épandage de boues de dragage. La composition pondérale de la boue en ses principaux polluants est reprise au tableau 2 suivant. :
Constituants Teneur pondérale (poids de matière sèche) Cd 1,9 mg/kg Co 14 mg/kg Tableau 1Cr 95 mg/kg Cu 100 mg/kg Ni 22 mg/kg Pb 78 mg/kg Zn 385 mg/kg Matières organiques 31 g/kg Eau 420 g/kg Tableau 2 La boue a une densité de 1,67 kg/dm3. On a additionné à la boue 2,5% (en poids de matière sèche) d'acide phosphorique. La boue phosphatée a ensuite été
pompée au moyen d'une pompe péristaltique et introduite dans des colonnes transparentes ayant une hauteur de 1220 mm et un diamètre de 100mm. Les colonnes étaient obturées à leur base inférieure par un treillis d'ouvertures lmm, couvert par un textile. Le textile était lui-même recouvert d'une couche de sable (épaisseur environ lcm). La densité de la boue qui se présentait sous la forme d'une mousse, a alors été déduite de mesures de hauteur de la mousse dans la
-11-colonne et du poids de celle-ci. On a obtenu une valeur de 1,4 kg/dm 3. ce moment la siccité valait 50%. Après 4 jours de stockage dans la colonne, à une température de 30 C, la densité a augmenté jusque 1,7 kg/dm3 et la siccité
valait 52, 9%.
A l'issue du stockage, on a soumis les échantillons au test de lixiviation TCLP défini ci-dessus. Les résultats du test sont repris au tableau 3 (en mg/1):
pH Cd Cu Ni Pb Zn P04 4,9 <0,005 <0,05 <0,05 <0,04 0,9 1010 Tableau 3 Exemple 4 (non conforme à l'invention) Dans l'exemple 4, on a procédé comme dans l'exemple 3 sauf que la boue n'a été ni moussée ni phosphatée. Lors de son introduction dans les colonnes, la boue ne se présentait pas sous la forme de mousse et sa densité valait 1,67kg/dm3.
A l'issue du séchage, la boue a été soumise au test TCLP. Les résultats sont repris au tableau 4 :
pH Cd Cu Ni Pb Zn P04 5,3 0,012 0,18 <0,05 0,06 5,5 <1 Tableau 4 La comparaison des tableaux 3 et 4 illustre l'inertage des métaux lourds obtenu.
Exemple 5 (conforme à l'invention) Dans l'exemple 5 on a procédé comme dans l'exemple 3 sauf que la boue a été additionnée de 7,2% d'acide phosphorique à 85%. Après son introduction dans les colonnes, la densité de la mousse valait 1,01 kg/dm3 soit environ 70% de la densité de la boue avant phosphatation et sa siccité 50%. Après 6jours de stockage dans les colonnes, la densité a augmenté jusque 1,4kg/dm3. A ce moment sa siccité valait 59,4%. La mousse a été ensuite transférée dans des raviers puis réintroduite dans les colonnes. Après cette manipulation qui simule le retournement de la boue, la boue a encore été stockée 6jours. A l'issue de ceux-ci, la siccité valait 71,2%.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement de boue comprenant successivement:
une étape de phosphatation de la boue par addition d'acide phosphorique, ladite étape de phosphatation permettant d'obtenir un inertage et un moussage de la boue de manière concomitante, et ladite étape de phosphatation étant réalisée dans des conditions contrôlées permettant d'obtenir une mousse ayant une densité
inférieure à 90% de celle de la boue, et une étape de séchage de la mousse.
2. Le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la densité de la mousse est inférieure à 85% de celle de la boue.
3. Le procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la densité
de la mousse est comprise entre 55 et 65% de celle de la boue.
4. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la mousse est séchée dans un tunnel de compostage.
5. Le procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, à l'issue de 12 jours de séchage, la boue séchée atteint une siccité dépassant 65%.
6. Le procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le tunnel de compostage comprend une couche de sable disposée sur une membrane imperméable à l'eau.
7. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la boue séchée est ensuite calcinée pour former un produit issu de la calcination.
8. Le procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la température de calcination est comprise entre 550 et 750°C.
9. Le procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le produit issu de la calcination est ensuite gâché avec de l'eau puis est soumis à une prise et à un durcissement.
CA 2501960 2002-10-16 2003-10-16 Procede de traitement de boues Expired - Fee Related CA2501960C (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR02/12952 2002-10-16
FR0212952A FR2845983B1 (fr) 2002-10-16 2002-10-16 Procede d'inertage de boues
PCT/EP2003/011671 WO2004035490A1 (fr) 2002-10-16 2003-10-16 Procede de traitement de boues

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CA2501960A1 CA2501960A1 (fr) 2004-04-29
CA2501960C true CA2501960C (fr) 2012-03-20

Family

ID=32050493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA 2501960 Expired - Fee Related CA2501960C (fr) 2002-10-16 2003-10-16 Procede de traitement de boues

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7344489B2 (fr)
EP (1) EP1554223A1 (fr)
JP (2) JP2006502848A (fr)
KR (1) KR101016233B1 (fr)
CN (1) CN100355676C (fr)
AU (1) AU2003276133B2 (fr)
BR (1) BR0315261B1 (fr)
CA (1) CA2501960C (fr)
FR (1) FR2845983B1 (fr)
PL (1) PL209926B1 (fr)
RU (1) RU2332363C2 (fr)
UA (1) UA79996C2 (fr)
WO (1) WO2004035490A1 (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2845983B1 (fr) 2002-10-16 2006-02-03 Solvay Procede d'inertage de boues
FR2869031B1 (fr) * 2004-04-14 2006-07-07 Solvay Sa Sa Belge Procede de traitement de boues, en particulier contaminees par des metaux lourds et de matieres organiques.
BE1016941A3 (fr) * 2006-01-13 2007-10-02 Solvay Procede de traitement de dechet.
CN106986614A (zh) * 2017-03-17 2017-07-28 昆明理工大学 一种以湖泊污染底泥为原料制备建筑砖的方法
KR102073272B1 (ko) 2019-11-11 2020-02-04 (주)오르비텍 방사성 금속폐기물 용융제염장치

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3397140A (en) * 1966-12-05 1968-08-13 Stanley J. Dea Method of dewatering sewage sludge
US3363758A (en) * 1966-12-08 1968-01-16 Ashland Oil Inc Use of primary aliphatic ether amine acid salts in froth flotation process
JPS50159514A (fr) * 1974-06-17 1975-12-24
JPS5124624A (en) * 1974-08-24 1976-02-28 Akira Katayanagi Kyokakeiryozaino seizohoho
JPS53106669A (en) * 1977-03-01 1978-09-16 Sumitomo Cement Co Treatment of sludge containing heavy metals
DE2738803A1 (de) * 1977-08-29 1979-03-15 Seidl Alois Verfahren zur herstellung eines langzeitduengemittels
JPS6011431Y2 (ja) * 1980-06-18 1985-04-16 水道機工株式会社 曝気式天日乾燥濾床
JPS6051681A (ja) * 1983-08-31 1985-03-23 佐藤 敏一 汚泥肥料の製造方法
JPS60225700A (ja) * 1984-04-25 1985-11-09 Hitachi Metals Ltd 有機汚泥の処理方法
AU3168889A (en) * 1988-03-24 1989-09-28 Vermiculite Exfoliations (Pty.) Ltd. Treatment of sewage sludge
JPH02194900A (ja) * 1989-01-25 1990-08-01 Penta Ocean Constr Co Ltd 浚渫有機汚泥の除去方法及び装置
JPH0679646B2 (ja) * 1989-03-30 1994-10-12 株式会社長尾工業 脱水処理方法
US5281339A (en) * 1989-06-08 1994-01-25 Ici Australia Operations Proprietary Limited Removal of contaminants
JPH05220314A (ja) * 1992-02-14 1993-08-31 Maekawa Seisakusho:Kk スラッジの乾燥回収方法とそのための装置
JPH05317894A (ja) * 1992-05-15 1993-12-03 Yujiro Ogura スラッジの乾燥処理システム
US5536899A (en) * 1993-03-12 1996-07-16 Forrester; Keith E. Stabilization of lead bearing waste
RU2051123C1 (ru) * 1993-07-15 1995-12-27 Нижнекамское производственное объединение "Нижнекамскнефтехим" Способ биохимической очистки сточных вод
JPH0925482A (ja) * 1995-07-07 1997-01-28 Sato Kogyo Co Ltd 建設泥土の利用法及び建設泥土改良組成物並びに植生法
FR2739039B1 (fr) * 1995-09-27 1998-04-17 Daussan & Co Procede et dispositif pour projeter sur une paroi une boue aqueuse pour former un revetement, et revetement ainsi obtenu
TW393448B (en) * 1996-02-28 2000-06-11 Solvay Process for rendering ash inert
GB9605334D0 (en) * 1996-03-13 1996-05-15 British Nuclear Fuels Plc Biodecontamination reactor
US5860908A (en) * 1996-10-07 1999-01-19 Forrester; Keith Edward Water insoluble heavy metal stabilization process
JP3221558B2 (ja) * 1997-01-30 2001-10-22 鹿島建設株式会社 土壌浄化工法及び装置
JPH11147740A (ja) * 1997-11-11 1999-06-02 Nippon Mizushori Giken:Kk 土木工事の廃水スラッジからなる建材用補助材
JPH11226549A (ja) * 1998-02-20 1999-08-24 Sanki Kako Kensetsu Kk 下水汚泥焼却灰軽量固化物の製造方法
JP3245138B2 (ja) * 1999-02-09 2002-01-07 司郎 吉崎 重金属類除去方法
JP2002001300A (ja) * 2000-06-16 2002-01-08 Shinichi Ueda 土壌の浄化方法
FR2815338B1 (fr) * 2000-10-17 2003-07-04 Solvay Procede d'inertage de boues
FR2832332B1 (fr) 2001-11-21 2004-02-27 Solvay Procede d'inertage de residus mineraux
FR2845983B1 (fr) * 2002-10-16 2006-02-03 Solvay Procede d'inertage de boues

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050048683A (ko) 2005-05-24
CA2501960A1 (fr) 2004-04-29
EP1554223A1 (fr) 2005-07-20
JP2006502848A (ja) 2006-01-26
AU2003276133A1 (en) 2004-05-04
BR0315261B1 (pt) 2012-01-10
JP5331080B2 (ja) 2013-10-30
UA79996C2 (en) 2007-08-10
BR0315261A (pt) 2005-08-23
RU2005114519A (ru) 2006-02-10
FR2845983A1 (fr) 2004-04-23
PL209926B1 (pl) 2011-11-30
RU2332363C2 (ru) 2008-08-27
US20050258105A1 (en) 2005-11-24
CN1705619A (zh) 2005-12-07
US7344489B2 (en) 2008-03-18
FR2845983B1 (fr) 2006-02-03
WO2004035490A1 (fr) 2004-04-29
PL376350A1 (en) 2005-12-27
KR101016233B1 (ko) 2011-02-25
JP2011025245A (ja) 2011-02-10
AU2003276133B2 (en) 2009-06-11
CN100355676C (zh) 2007-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2425868C (fr) Procede d&#39;inertage de boues
JP5331080B2 (ja) スラッジの処理方法
AU2005232901B2 (en) Process for the treatment of sludge
BE1016941A3 (fr) Procede de traitement de dechet.
BE1024034B1 (fr) Procédé de traitement de déchet
EP0006776B1 (fr) Procédé pour le traitement de matières polluantes formées d&#39;hydrocarbures rejetés en mer, de boues résiduaires, ou d&#39;eaux usées
EP0829276A1 (fr) Procédé de solidification de résidus d&#39;épuration des fumées d&#39;incinérateurs d&#39;ordures ménagères et de déchets industriels
FR2744654A1 (fr) Materiau pour le traitement de dechets obtenu par melange de matieres silicatees avec un produit a base de chaux
KR20070016129A (ko) 슬러지의 처리 방법
FR2799664A1 (fr) Procede de depollution de divers milieux a l&#39;aide de residus de fumee d&#39;incineration d&#39;ordures menageres
FR2623184A1 (fr) Procede pour la neutralisation d&#39;une nappe d&#39;eau acide sur un sediment comprenant une substance humique

Legal Events

Date Code Title Description
EEER Examination request
MKLA Lapsed

Effective date: 20151016