Etude de la filière des boues dans une station de traitement d'eau potable

4-ETUDE DES CIRCUITS DES BOUES DE DÉCANTEUR

Schéma 1 : le circuit des boues dans la station XXXXXX.

5-ESSAIS DE TRAITEMENT DES SOLUTIONS SYNTHÉTIQUES D'EAUX PLUVIALES BRUTES PAR DES BOUES DES EAUX DESTINÉES À L'ALIMENTATION:

Schéma 2 : la valeur en matière sèche dans les boues de potabilisation.

Caractérisation de l'eau brute (eau pluviale) :

* pH : 7,8

* Turbidité : 46 FTU

* Conductivité : 1755 uS/cm

* Jar Test : Début de coagulation : Agitation rapide t = 4 min avec V= 200 tr/min

Coagulation : Agitation lente t= 20 min avec V= 50 tr/min

*1^èr essai :

Tableau 2: Essais de coagulation avec différentes concentrations de boue sur les eaux pluviales.

Concentration de boue (g/l)	0,122	0,238	0,349		0,455	0,555	0,651
pH	8,07	8,06	8,05		8,05	8,04	8,02
Turbidité (FTU)	38	32	38		38	44	32
Conductivité (uS/cm)	1743	1746	1740		1752	1745	1750
Photo a : Coagulation avant décantation				Photo b : Après decantation

Figure 1 : Illustration des résultats de coagulation avant et après décantation

Résultat du 1^er Essai :

Figure 2: Evolution du pH pour le 1^er Essai

Figure 3: Evolution de la turbidité pour le 1^er Essai

Figure 4: Evolution de la Conductivité pour le 1er Essai

Les résultats de cet essai sont présentés sur les courbes au dessus.

Après caractérisation des échantillons vers la fin de la décantation (Fig.1.b), nous avons conclu que le pH reste constant pour touts les béchers (Fig.2), nous avons constaté pour tous une légère augmentation du pH de 0,51.

En terme de turbidité (Fig.3), nous avons constaté des résultats qui sont peu concluants, car la turbidité n'a pas vraiment changé dans tous les essais même après décantation.

En ce qui concerne la conductivité, la valeur initiale était de 1755uS/cm, les essais ont montré une variation négligeable allant de 1743 à 1752 uS/cm (Fig.4).

Nous avons donc conclu, après cet essai, qu'il est nécessaire de voir les marges d'utilisation des boues pour un rendement plus efficace, nous avons donc décidé, une première fois, d'augmenter la dose des boues pour espérer un meilleur résultat que le premier, et aussi, diminuer les doses pour voir les tendances du rendement.

*2^ème essai :

Nous avons travaillé sur la même eau brute de départ, même caractéristiques, même conditions opératoires. Toutefois, nous avons utilisé des volumes de boues plus petits que dans le premier essai.

Tableau 3: Essais de coagulation avec différentes concentrations de boue sur les eaux pluviales

Concentration de boue (g/l)	0,025	0,050	0,074		0,098	0,122	0,146
pH	8,07	8,06	8,05		8,05	8,04	8,02
Turbidité (FTU)	48	46	40		36	46	42
Conductivité (us/cm)	1743	1746	1740		1752	1745	1750
Photo a : Coagulation avant décantation				Photo b : Après decantation

Figure 5: Illustration des résultats de coagulation avant et après décantation

Résultats du 2^ème essai :

Figure 6: Evolution du pH pour le 2^ème Essai

Figure 7: Evolution de la Turbidité pour le 2^ème Essai

Figure 8: Evolution de la Conductivité pour le 2^ème Essai

Les résultats de cet essai sont présentés sur les courbes au dessus.

Pour cet essai, nous avons constaté des résultats comparables au premier.

Le pH reste constant, il marque une très légère diminution (Fig.6).

Pour la turbidité, les valeurs des résultats sont aussi comparables au premier essai (Fig.7), même avec des concentrations moindres.

La conductivité reste variable entre les échantillons, mais d'une façon très négligeable (Fig.8).

Nous concluons, contrairement à ce qu'il nous paraissait au début, ces essais pour des concentrations petites en boue n'ont pas donné des résultats concluants, il reste donc nécessaire de vérifier des concentrations plus élevées.

*3^ème essai :

Nous avons décidé, dans ce qui suit, de faire des essais sur des doses différentes de boues pour un nouvel échantillon plus turbide, et voir les tendances d'évolution.

Nous avons ainsi suivi l'évolution de la coagulation par un ajout croissant de boue en terme de concentration, les résultats vont nous mener à faire un autre essai sur la même eau brute, mais cette fois avec le sulfate d'alumine (coagulant utilisé par la société SEOER), et faire une comparaison entre les deux résultats.

Caractérisation de l'eau brute (eau pluviale):

· Turbidité initiale : 96 FTU

· Conductivité initiale : 1766 uS /cm

· pH initiale : 8,11

· Jar Test : Début de coagulation : Agitation rapide t = 4 min avec V= 200 tr/min

Coagulation : Agitation lente t= 20 min avec V= 50 tr/min

· Utilisation de la boue seule comme coagulant.

Cette une boue concentrée : 820 ml comme volume utilisé de 1000 ml de boue (après décantation).

Tableau 4: Essais de coagulation avec différentes concentrations de boue sur les eaux pluviales.

Concentration en boue (g/l)	0,146	0,216	0,284		0,349	0,413		0,475
pH	8,16	8,18	8,15		8,14	8,13		8,15
Turbidité (FTU)	40	40	40		36	50		40
Conductivité (us/cm)	1753	1753	1756		1755	1757		1758
Photo a : Coagulation avant décantationPhoto b : Après décantation Figure 9: Illustration des résultats de coagulation avant et après décantation

Résultats du 3^ème essai :

Résultat A :

Figure 10: Evolution du pH pour le 3^ème Essai

Figure 11: Evolution de la Conductivité pour le 3^ème Essai

Figure 12: Evolution de la Turbidité pour le 3^ème Essai

Les résultats de cet essai sont présentés sur les courbes au dessus.

Pour cet essai, on a trouvé les résultats suivants :

Le pH reste constant, avec une très légère variation qui est négligeable (Fig.10).

La turbidité, marque une diminution assez significative, elle est réduite de moitié par rapport à la turbidité initiale avec un minimum dans le cas où la masse en boue est de 0,060 g (Fig.12).

La conductivité reste peu variable, mais d'une façon très négligeable (Fig.11).

Nous concluons, dans cet essai que la turbidité a donnée un résultat où on a un minimum, donc on va fixer cette dose en boue. Sachant la dose optimale en sulfate d'alumine, on va essayer de réduire cette dernière afin d'avoir un gain sur la quantité de sulfate d'alumine.

· Utilisation du Sulfate d'alumine (1,8 g/l) seul comme coagulant.

Tableau 5: Essais de coagulation avec différentes concentrations de Al₂(SO₄)₃ sur les eaux pluviales

Concentration de Al2(SO4)3 (g/l)	0,011	0,033	0,055			0,076	0,097	0,117
Turbidité (FTU)	10	2	2			0	2	30
pH	7,84	7,74	7,67			7,77	7,60	7,63
Conductivité (uS/cm)	1746	1740	1746			1740	1739	1732
Photo a : Coagulation avant décantation					Photo b : Après decantation

Figure 13: Illustration des résultats de coagulation avant et après décantation

Résultat B :

Figure 14: Evolution de la turbidité pour le 3^ème Essai

Figure 15: Evolution de la Conductivité pour le 3^ème Essai

Figure 16: Evolution du pH pour le 3ème Essai

Les résultats de cet essai sont présentés sur les courbes au dessus.

Pour cet essai, on a trouvé les résultats suivants :

Le pH a eu une légère variation qui est peu négligeable (Fig.16).

Pour la turbidité, elle diminue d'une manière beaucoup plus importante, et elle a eu une valeur nulle dans le cas où la concentration de Al₂(SO₄)₃ égale à 0,076 g/l, d'où c'est la dose optimale (Fig.14).

La conductivité a eu une légère diminution, avec un écart de 14 uS/cm (Fig.15).

Nous concluons, dans cet essai que la dose optimale en sulfate d'alumine est de 0 ,076g/l.

Donc dans ce qui suit, on va fixer la dose en boue obtenue dans cet essai, et on va essayer de faire varier la dose le sulfate d'alumine toute en restant à une limite inférieure à la dose optimale.

? Utilisation du Sulfate d'alumine à une concentration de 1,8 g/l + la boue comme pré coagulant sur l'eau brute.

1-Coagulation décantation de l'eau brute mélangée avec de la boue (0,060 g): 20 min d'agitation et 20 min de décantation (même conditions de départ).

2-Le surnageant va subir une coagulation avec le sulfate d'alumine avec les mêmes conditions de temps et d'agitation.

Tableau 6: Essais de coagulation avec différentes concentrations de Al₂(SO₄)₃ sur les eaux pluviales prétraités à la boue

Concentration de sulfate d'alumine (g/l)	0,011	0,022		0,033	0,044	0,055	0,066
Concentration de boue (g/l)	0,349	0,349		0,349	0,349	0,349	0,349
Turbidité (FTU)	19	22		20	16	12	10
pH	7,54	7,54		7,53	7,54	7,54	7,54
Conductivité (us/cm)	1725	1732		1714	1721	1721	1742
Photo a : Coagulation avant décantation			Photo b : Après decantation

Figure 17: Illustration des résultats de coagulation avant et après décantation

Résultat C :

Figure 18: Evolution de la turbidité pour le 3^ème Essai

Figure 19: Evolution de la Conductivité pour le 3^ème Essai

Figure 20: Evolution du pH pour le 3^ème Essai

Les résultats de cet essai sont présentés sur les courbes au dessus.

Pour cet essai, on a trouvé les résultats suivants :

Le pH a eu une légère variation qui est peu négligeable (Fig.20).

Pour la turbidité, elle diminue d'une manière beaucoup plus importante, et elle a eu une valeur minimale de 10 FTU avec une concentration en sulfate d'alumine égale à 0,066 g/l et une concentration de boue égale à 0,349 g/l. (Fig.18).

La conductivité a eu une légère diminution, avec un écart de 20 uS/cm (Fig.19).