L'échographie améliore le traitement des boues d'épuration

Le traitement par ultrasons, qui implique l’introduction d’ondes sonores de haute intensité dans un milieu boueux, est l’une des technologies qui favorisent l’hydrolyse lors du traitement des boues.

Le principe de base est basé sur la destruction des cellules bactériennes et des substances organiques difficiles à dégrader. Les cellules bactériennes libèrent leur contenu, qui est ensuite disponible pour la consommation par d'autres espèces, tandis que les matières organiques sont décomposées en fractions plus petites facilement biodégradables.

Lorsqu'un champ ultrasonore est appliqué à un milieu liquide, de minuscules bulles se forment pendant le processus de cavitation. Ces bulles de cavitation implosent sous des forces extrêmes de température et de pression. La force des implosions de bulles dissocie les particules de boue lors du traitement des boues d’épuration. Les effets varient en fonction de l'intensité du champ ultrasonore.

Aux plus faibles intensités, les organismes filamenteux sont secoués et / ou détruits à la surface des particules de boue, contribuant ainsi à la sédimentation de la boue. À mesure que l'intensité augmente, la distribution granulométrique et la charge de surface des particules de boue se modifient. Des matériaux polymères extracellulaires sont libérés et, combinés à une distribution de taille et à une charge modifiées, améliorent les caractéristiques de déshydratation des boues d'épuration dans un processus connu sous le nom de "biofloculation". Ce procédé permet de mieux déshydrater les boues tout en réduisant la consommation de polyélectrolytes.

Si le niveau d'ultrasons est augmenté, le matériau - y compris les enzymes exocellulaires - est secoué de la surface des particules de boue. Ce matériau catalyse les réactions d'hydrolyse biologique et améliore les vitesses de réaction biocinétiques. Par conséquent, la technologie à ultrasons améliore la destruction des matières volatiles volatiles, ce qui augmente la production de biogaz, diminue la production de solides lors de la digestion anaérobie et réduit la production de solides lors du traitement par boues activées.

Enfin, au plus haut niveau d'insonation, les particules de boue sont complètement détruites et leur contenu libéré pour être consommé par d'autres espèces. Le matériau réfractaire est également divisé en fractions biodégradables plus petites. Ce procédé améliore à la fois la production de biogaz lors de la digestion anaérobie et l'élimination des nutriments biologiques lors du traitement par boues activées. Cela a été démontré à grande échelle avec des améliorations de plus de 80% pour le phosphore et de 90% pour l'élimination de l'ammoniac.

Les ultrasons fonctionnent bien avec les déchets et les boues contenant de grandes quantités de matériaux réfractaires et / ou de matières cellulaires, tels que les flux de boues activées. Ces flux peuvent ensuite être facilement dégradés lors de la digestion anaérobie.

La technologie est utilisée avec succès à grande échelle en Europe continentale depuis plusieurs années avec 14 usines en exploitation, mais des données récentes provenant de deux usines de traitement à grande échelle en Allemagne ont montré des résultats impressionnants.

Le traitement par ultrasons des boues d'égout secondaires a amélioré en moyenne de 50% la destruction des solides volatils dans les digesteurs anaérobies, ce qui a ensuite augmenté la production de biogaz de 45% dans une station d'épuration de Süd, en Allemagne. Le flux d'alimentation du digesteur anaérobie sur ce site est maintenant composé à 100% de boues secondaires. En outre, les performances d'assèchement ont été améliorées de cinq points de pourcentage tout en utilisant 11% de polymère en moins.

La destruction des solides volatils est passée de 50% à 62% dans une usine de traitement des boues utilisant la technologie des ultrasons à Wallerfangen, en Allemagne. Ici, le flux d'alimentation est un mélange de boues primaires et secondaires dans un rapport de 35:65. De plus, la production de biogaz a augmenté en moyenne d’environ 25%. Dans l'usine de déshydratation, la teneur en solides des gâteaux d'une presse à bande a augmenté de sept points de pourcentage (une amélioration de> 40%) malgré l'utilisation de 33% de polymère en moins. La performance d'assèchement s'est améliorée de 17% à 24% de solides secs. Ensemble, l'amélioration de la déshydratation et de la destruction des matières volatiles volatiles ont permis de réduire de 30% la quantité de tourteau de boues quittant l'usine.